主通風機變頻控制系統的優化與應用探討

胡兵 邱超 李福振 楊列艷

摘 要 礦井主要通風機是煤礦耗能大戶，通風機的運轉是否安全、合理及高效直接影響全礦的耗能水平。針對泉興礦業公司主通風機變頻器“一拖二”控制模式存在的安全風險進行了優化與改造，實現了兩臺主通風機變頻控制系統獨立控制，互不干涉，極大的提高主通風機運行的安全性。

關鍵詞 主通風機;優化;獨立控制;安全

1 概況

泉興礦業公司礦井采用中央并列式通風方式，通風方法為抽出式。副井進風，主井回風;在回風井地面通風機房內安裝2臺FBCDZ№20型軸流式通風機，1臺工作，1臺備用。配備電機功率2×185kW。委托山東三大博安技術有限公司對主通風機集中控制系統進行安裝[1]。集中控制系統能實現風機的啟動、停止，風機的自動切換、反風等控制功能。實時監測通風機性能參數：礦井負壓、全/靜壓、全/靜壓效率、軸功率、流量。實時監測風機配用電動機的電氣參數：電流、電壓、功率。實時監測設備的狀態參數：震動烈度、定子及軸承溫度，對通風機運行故障在線報警[2]。

2 問題的提出

主通風變頻控制系統原采用徐州上若科技有限公司礦用一般性控制柜進行控制，在用風機和備用風機共用一套西門子變頻柜。由于煤礦主通風運行的特殊性，《煤礦安全規程》規定：礦井必須安裝2套同等能力的主要通風機裝置，其中1套作備用，備用風機必須能在10min內開動。兩臺主通風機共用一套變頻器柜存在以下幾點缺陷：

（1）主通風機變頻柜長時間運行，不能及時對變頻柜進行檢查檢修，如變頻器柜運行時間長，內部電氣衛生清理不及時，可能導致主通風機變頻柜發熱，造成主通風機變頻系統報警停機;

（2）主通風機在用風機和備用風機每月切換一次，風機切換時，需對變頻器控制程序重新修訂，同時還要切換電機啟動柜，操作程序復雜，一旦操作失誤可能導致備用風機不能在10min內啟動;

（3）主通機控制系統占用的電氣設備多，故障點多，耗能多[3]。

3 解決方案

針對上述問題和主通風變頻控制系統實際，我礦在原未拆除的工頻控制柜上重新對供電系統和變頻控制系統進行了優化與改造。首先拆除原東機兩臺工頻直啟柜，新安裝兩臺TKM-BP1型風機變頻調速柜，控制主通風機東機。同時對主通風機房兩路進線電源和聯絡柜進行檢查改造，確保主通風機兩路主供電能夠合環運行。原主通風機變頻控制柜直接獨立控制西機，同時拆除主通風機東機電機啟動柜相關負荷電纜，作為備用。主通風機房新供電系統和變頻控制系統改造后，徹底甩掉原變頻柜“一拖二”控制模式，形成了兩臺主通風機各用一套變頻控制系統。每月切換風機時，不需要再重新設定變頻器啟動程序，合上相關電源，檢查風機正常后，就可以直接啟動風機。原風機切換時間大約需要9分鐘左右，現在6分鐘內就可以完成主通風的切換。主通風機切換完成后，就可以停電對備用風機的變頻柜進行全面檢查和清理衛生，杜絕了主通風機變頻柜長期運行，不能停電檢查檢修的缺陷。（上附主通風機房改造前后供電系統圖）。

主通風機變頻控制系統可根據采掘進度及需求風量，通過變頻調速，改變電機轉速，實現高效率的供風需求。新安裝的主通風機變頻控制系統人性化設計，操作簡單。操作界面設計人性化，通俗易懂，調速系統在運轉設備與備用設備之間實現計算機連鎖控制，機組實現自動運行和相應的保護及故障報警，極大地提高了操作的安全可靠性[4]。

4 結束語

主通風機房供電系統和變頻控制系統的優化與改造，實現了兩套主通風各具備一套獨立的控制系統，既簡化了風機切換時的操作程序，同時還能保障備用風機變頻控制系統及時檢查檢修，對主通風機安全運行具有重要意義。

參考文獻

[1] 王樹.變頻調速系統設計與應用[M].北京：機械工業出版社，2005：77.

[2] 朱正中，胡亞非.風機變頻調速應用綜述[J].煤礦機械，2005，（7）：5-6.

[3] 任洞天.礦井通風與安全[M].北京：煤炭工業出版社，1999：98.

[4] 國家安全生產監督管理總局.煤礦安全規程[M].北京：煤炭工業出版社，2011：188.