局部通风机的自动控制.pdf

口 设计试 验 风机技术 2 0 0 2 年第1 期 局部通风机 的 自动 控制 Au t o ma t i c 0o n t r o l o f Lo c al Fa n 彭担任 陈元文蔡志军 中国矿业大学 广东大顶铁矿有限公司 【 摘要】 介绍 了矿井局扇的 自动控制问题。阐述 了自 动控制器的设计依据及原理。指出了其 实用性。 关键词 局 部通风 机 自动控 制操作 Al t r a e t Au t o n ] a t i c c o n Eo l o f l o c a l f a n i n mi n e i s i n t r o d u e e d ．Th e d e s i g n g r o u n d a n d p r i n c i p l e o f a u t o ma t i c c o n t r o l l e r a s e t f o r t h I t s p r a c t i c a b i l i t y i s p o i n t e d o u t ． Ke ywx l s Lo c a l f a n Au t c a a fi c c o n t r o l Op e r a - t i o n 一 、引言 局部通风机是 改善矿山井下 劳动条件的重要 设备 ， 是井下工作面必备的安全设施 ， 它可把新鲜 风流送人工作面 ． 收集污风排至回风道。自井下开 拓到矿石搬运几乎各个环节都不 同程度地使用局 部通风机， 故其安装地点多 、 运行时问长 ， 且分散 、 耗能大。由此可见 ， 局部通风机的运行时间直接影 响井下作业条件和矿山生产成本。因此 ， 对局部通 风机的运行不仅要求有安全性， 而且还要求经济合 理。随着科学技术水平和生产力的发展 ， 矿山生产 自动化是发展 的必然趋势 ； 在 当今， 企业要挖掘潜 力 ， 提高经济效益 ， 节约能耗 ， 局部通风 自动化研究 也势在必行。笔者对局部通风机进行 了经济合理 运行分析 ， 进 而开发 “ 矿 山局部通 风机 自动控 制 器” ， 现将该 自动控制器的研制、 使用及 效果总结如 下 ， 旨在提高通风防尘 自动化及技术管理水平。 二 、 问题的提 出 井下掘进工作面打完钻之后 ， 以下的工序就是 放炮、 排烟、 清洗巷道、 出碴、 铺设管道 ， 这样反复循 环下去。由于井下工作点多而分散 ， 掘进工作面一 2 0 0 1 年 8月 1 3日收刊特州市2 2 1 0 一 8一 般采用混合式通风 即用 J K一系列nk w 风机作 抽 出式 ， 5 ． 5 k w 风机作压人式 。在长距离独头巷 道 ， 有的通风工为了少吃炮烟 ， 放炮前就开风机 ， 这 导致导火索烟 吹满整个工作面 ， 妨碍工作 ， 给爆破 人员 的安全带来 了威胁； 其二 ， 开着局部通风机放 炮 ， 使风机叶片、 电机转子 、 轴承受爆破冲击气流冲 击 ， 影响其性能和使用寿命； 其三 ， 冲击波将 冲击本 来承受风机高风压的风筒 ， 容易破损 。据统计 因放 炮损 失的风筒 占全矿损失风筒 6 0 ％以上 ， 而且 因 风筒破烂导致漏风高达 6 0 ％， 形成污风循 环， 严重 污染了井下工作面的风质， 影响通风效果。 工作面爆破后 ， 一般通风时问需 3 O分钟左右。 而掘进一个工作面一般在半个班内可以打完放炮 ， 爆破后局部通风机就将运转 ， 直到下班通 风工作做 完本班开钻 、 出碴工作面准备之后才来停风机。这 样， 一个工作面的风机无效运行至少 5 ～6小时， 按 平 均 每 天 多 开 5 小 时 计 算 ，一 年 多 耗 电 2 5 5 7 5 k W - h ， 直接经济损失 2 3 0 1 7 5元。 因工作点多， 且分散 ， 有 时放炮后通风工来不 及 马上开启风机， 炮烟不能及时排 出， 到处乱窜， 影 响其它工作面的正常生产和通风效果 ， 且威胁工人 生命安全。 长距离独头巷道通风， 距离长 、 压力 高， 风筒难 免出现少量漏风 ， 造成通风工放炮后开鼓风机时吃 炮烟。通风工不但劳动强度大， 而且作业环境差 。 三 、 自动控制器的设计依据 改进局部通风机在矿山生产中运行现状、 实现 局部通风机 自动控制是矿山井巷掘进通风 技术进 步的新途径。所谓局部通风机 自动控制是根据井 下掘进作业面特点， 按合理性、 经济性、 可靠性 安 维普资讯 局部通风机的 自动控制 全性运行制定工作程序 ， 使局部通 风机按程 序 自 动运转。 妥善解决长距离独头巷道的通风 问题 ， 可以 确保爆破作业人员安全． 延长 风机使用寿命 ， 减少 风筒损失。做法是根据 导火索燃烧速度 、 长 度和 爆破时问 ， 控制风机滞后按程 序 自动启动 、 运转和 停止。爆破后将工作面炮烟排净、 使 风机不做无 效运转 ， 以达 到节约通 风能源。也能降低通风工 劳动强度 ， 减少通风工开风机吃炮烟问题 ， 改善其 工作条件 ， 防止尘肺病的发生。 要解决抽 风路 过长 、 一次启动的风路损失 问 鼯． 应该设法使抽风机多次启 动， 而后进人 正常运 行。 为了解决 风机安全 运行 ， 该 自动控制器 应对 局部通风机 过载、 欠压运行起保护作用。 四、 自动控制器的原理 为了矿 山使用方便 ， 局部通风机 自动控制器 设置有手动和 自动控制的转换开关 ， 且相互 自锁 见图 1 。 图 1 自动控制器原理 手动控制 把转换开关置于手动位置时 ， 操作 人员可通过 按送、 抽风机按 钮 。 及时对 风机实行 开、 停。 自动控制 把转换开关转到 自动位置时， 自动 控制器二次 控制 回路处于正常状态 ， 等待工作面 放炮。当作业面放炮时 ， 用爆破波作信 号源 冲击 自动控制器探头， 从首炮 开始 ， 第一级延时器通电 动作 ． 延时 1 2 0秒 可根据现场爆破时问需要进行 调整 后， 第二级得到触发开始延时动作 ， 控制中 间继 电器 z I 通 电动作 ． 经瞬时常闭触头打开 ， 切 断手动二次 回路、 使 自动控制回路可靠工作； 与此 同时 z ， 常开触头闭合， 磁力启动器 c l 1 通电 ， 抽风 机启动 ， 当第二级延时电路延时 5秒 可根据抽风 筒长短调整 后， 中间继 电器 z 1 失 电， 常开触头打 开 ， 使磁力启动器 c J 1失电， 抽风机停止。此时触 发第三级延时器 ， 使其通 电， 经 5秒 根据抽风机 容量大小 ， 风路长短可调 后 ， 第 四级 延时器被触 发而工作， 叉使 中间继电器 z 1 通 电动 作， 使 磁力 启动器 a， 通电动作 ， 抽风机叉再一 次启动运转； 此时第 四级延时器触发第五级延时 电路 ， 经 5秒 根据送 、 抽两台风机容量大小调整 后 ， 第六级延 时电路通电工作， 使 中间继 电器 z 2 通 电动作， 此 时中间继 电器常开触头 闭台 ， 使 磁力启 动器 C I 2 通 电， 送风机运转 ， 当第六级延 时电路 延时 3 0分 钟 可根据工作面排 炮烟速度在 2 0～1 8 0分钟或 更长时间调整 后， 切断 自动控制器 二次控制器 回 路 ， 磁力启动器 町1 、 c l 2 释放， 送 、 抽风机失电而停 止运转 ， 各级延时电路 自动复位 ， 等 待下一次 自动 控制器探头来信号时再按程序 自动运行。 在 自动运行过程中 ． 设有强制按钮 ， 可随时人 为中断， 进行手动运行 。 五 、 自动控制器使用效果 该 自动控制器在研制阶段充分考虑了井下恶 劣工作环境， 自1 9 9 8年 8月研制成功投产后一直 运行 ， 经过2年多的使用， 安全可靠 ， 达 到设计要 求 ， 且有如下特点。 1 线路简单 。该 自动控制器采 用有触点开 关组成的逻辑 电路 ， 直观 、 简单 ， 只要有 一般 电工 知识 即可维修 ， 维修后不需进行调整。 2 抗干扰能力强， 使用寿命长。 3 造价低 ， 节能效果好。每 台 自动控制器 3 0 0多元 ， 只要投产运行 5天就可从节能 中收回全 部投资。 4 时间调节方便。操作人员 可根据实际情 况的需要 ， 在工作面上对程序中的时序进行调节。 5 能 自动和手动转换 ， 且相互 自锁 ， 使手动 和 自动控制运行安全可靠 ， 还装有运行中断开关 ， 可随时停止运行 。 下转第 2 9页 维普资讯 粉末静电喷漆工艺的应用 三、 静电喷涂工艺的流程{ 见下图 四、 经济性分析 空气涂装 喷漆 与粉末静电喷涂的成本比较 见表 2 以2 0 0 0年生产的产品为倒 。 表 2 单位 元 2 O 0 0年我公司共生产各类风机 5 7 9 9台 ， 其中 空气喷涂烤漆风机 3 1 4 7台 ， 静 电喷涂 2 7 2 0台， 该 工艺更改于 2 O 0 0年 5月份开始 ， 故烤漆风机数 量 相应要多一些 。烤漆风 机成本平均为 2 O 4 O元／ 台， 静电喷涂成本平均为 1 3 ． 3 4元／ 台， 平均每 台 节约成本 7 ． 0 6 元 。2 0 0 1年我公司 8 0 ％以上 的风 机以静电喷涂 为主， 按 2 0 0 0年 同等生产 数量计 算 ， 那么静电喷涂风机将达到 4 7 0 0台左右， 按每 台节约成本 7 0 0元计算 ， 应 节约成 本 3 2 9 0 0元。 以上计算不含加工工时 五、 在一般工业用通风机上的应用 在空调风机机壳表面将原有的喷漆工艺均 改 为粉末静 电喷涂 工艺 的基 础上 ， 对通风机和其 它 类型的机壳也采 用同样 的方法进行 加工， 通过多 次试验， 6 ． 3 的风机 以下的小机号风 机尚可 以使 用 ， 而大于 6 ． 3 无论从产品重量 、 喷涂设备、 工装 运输设备 以及操作上都有相 当大 的难度， 这仅 限 于我公司现有的喷涂设 备而言。另外粉末 静电喷 涂对产品底层 的外表 面要求 也 比一般 喷漆 产 品 高， 通用风机外壳一般均为热轧钢板经气割、 电焊 而成。其表面的平整度和光滑程度都不及空调风 机的冷轧板 冲压外表 ， 因此 通用风机 和其它类型 风机的机壳不太适宜做粉末静电喷涂。 六、 结束语 粉末静电喷涂在空调风机上我公 司已全面推 广使用 ， 通过一年多的实践证明， 产 品的外表质量 得到了一定的提高 ， 节约了成本。为产 品在 市场 的竞争打下了扎实的基础。 上接第 9页 6 风筒损耗少 ， 因设计有二次启动 ， 风机对 风筒损伤小 ； 且不存在开着风机放炮、 冲击 波冲击 损伤的问题 。 该 自动控制器在运行 中能有效地控制局部通 风机， 具有安全 、 可靠 、 合理运行的特 点。在 g l 前 企业抓管理 、 创效益中， 特别是 在能源紧张的情况 下 ， 更加显示出其推广使用的迫切性和必要性。 参考文献 1南方冶盘学 院． 矿井通风 自动化教材 ． 1 9 9 0． 2哈 尔滨 工 业大 学 电工学 教 研室 ． 电工学 下册 民出版 社 1 9 7 9． 3 南京师范学院物理系 应用电子技术 江苏科技出版社， 1 9 8 0 ． 维普资讯