煤礦局部通風(fēng)機是煤礦生產(chǎn)中的重要設(shè)備之一,在煤礦生產(chǎn)中起著至關(guān)重要的作用。通風(fēng)機采用工頻電源供電,排瓦斯時通風(fēng)機一旦工作(工頻下運轉(zhuǎn)),風(fēng)量立即達到最大,會把巷道內(nèi)的高瓦斯氣體吹到回風(fēng)巷中,造成回風(fēng)巷中的瓦斯?jié)舛瘸瑯?必須手動開啟風(fēng)機開關(guān),使風(fēng)機處于斷續(xù)工作狀態(tài),控制風(fēng)量的平均值,避免回風(fēng)巷中的瓦斯超標。該控制方式對操作人員的技術(shù)水平要求高,且易出現(xiàn)瓦斯超排現(xiàn)象。在正常通風(fēng)狀態(tài)開采過程中,通風(fēng)機會長期超風(fēng)量工作,浪費大量電能,且工作時的噪音很大,還會增加巷道內(nèi)的煤塵。

　　采用通風(fēng)機用隔爆兼本安型變頻調(diào)速裝置,可解決以上問題。該變頻調(diào)速裝置采用了IGBT變頻調(diào)速技術(shù)、熱管散熱技術(shù)以及智能控制技術(shù),可根據(jù)不同的運行工況,通過檢測不同地點的瓦斯?jié)舛?自動調(diào)節(jié)通風(fēng)機的風(fēng)速,達到高效排瓦斯和節(jié)能通風(fēng)的目的。

　　1　工作原理

　　井巷掘進工作面通風(fēng)機用隔爆兼本安型變頻調(diào)速裝置安裝布置如圖1所示。當自動控制裝置檢測到T1、T2、T3處瓦斯?jié)舛日r即自動進入自控通風(fēng)狀態(tài)。依據(jù)T1、T2所檢測的瓦斯?jié)舛群途蜻M巷道回風(fēng)流的瓦斯?jié)舛?通風(fēng)機用隔爆兼本安型變頻調(diào)速裝置自動控制局部通風(fēng)機的轉(zhuǎn)速(T1、T2濃度變小,則局部通風(fēng)機減速;T1、T2濃度變大,則局部通風(fēng)機加速)根據(jù)瓦斯?jié)舛鹊拇笮∽詣诱{(diào)節(jié)風(fēng)量,避免瓦斯超限。

　　局部通風(fēng)機調(diào)速范圍:在“上限頻率”和“下限頻率”的設(shè)定值之間變化。局部通風(fēng)機下限頻率設(shè)定在10~50Hz,上限頻率設(shè)定在10~50Hz。甲烷傳感器T1出現(xiàn)斷線故障時,則局部通風(fēng)機以“下限頻率”所設(shè)定的轉(zhuǎn)速運行。當回風(fēng)巷混合處瓦斯?jié)舛萒3超過安全規(guī)定值(T3濃度值設(shè)定)時,通風(fēng)機用隔爆兼本安型變頻調(diào)速裝置自動進入自控排瓦斯狀態(tài)。

　　通風(fēng)機用隔爆兼本安型變頻調(diào)速裝置進入自控排瓦斯狀態(tài)后,依據(jù)T2、T3傳感器檢測的工作面回風(fēng)流和總匯合風(fēng)流的瓦斯?jié)舛茸詣涌刂凭植客L(fēng)機轉(zhuǎn)速。當T2、T3濃度減小時,通風(fēng)機加速加大風(fēng)量,當T2、T3濃度增大時自動減速減小風(fēng)量,依此原則調(diào)節(jié)輸出風(fēng)量,控制排至回風(fēng)流的瓦斯?jié)舛仍诎踩O(shè)定值的范圍內(nèi),即以最大效率安全排放瓦斯。

　　在必要的情況下,可以人為控制局部通風(fēng)機的運行速度。手動控制局部通風(fēng)機轉(zhuǎn)速時,調(diào)節(jié)風(fēng)量可通過通風(fēng)機用隔爆兼本安型變頻調(diào)速裝置上的操作按鈕設(shè)定,轉(zhuǎn)速人為設(shè)定后即不受瓦斯傳感器所檢測的瓦斯?jié)舛戎狄约凹淄閭鞲衅魇欠窆收系挠绊憽?/p>

　　當甲烷傳感器T1、T2、T3處的瓦斯?jié)舛瘸^煤礦安全規(guī)定值后,輸出閉鎖節(jié)點斷開,控制掘進巷的饋電開關(guān)斷電,實現(xiàn)瓦斯電閉鎖功能。當自動控制裝置故障停止運行時,輸出閉鎖節(jié)點斷開,控制掘進巷的饋電開關(guān)斷電,實現(xiàn)風(fēng)電閉鎖功能。

　　2　功能特點

　　(1)可自動控制風(fēng)速風(fēng)量,實現(xiàn)節(jié)能通風(fēng)。正常供電情況下,該變頻調(diào)速裝置可根據(jù)掘進工作面瓦斯涌出量的大小自動控制風(fēng)速,調(diào)節(jié)風(fēng)量,避免了局部通風(fēng)機的全速運行引發(fā)的“一風(fēng)吹”現(xiàn)象,局部通風(fēng)機轉(zhuǎn)速可控,風(fēng)量可調(diào),避免了能源的浪費。

　　(2)可實現(xiàn)最大效率無超限自控排放瓦斯。因意外停電或計劃停風(fēng)而造成掘進面瓦斯超限時,不必人工排放瓦斯,通風(fēng)機用隔爆兼本安型變頻調(diào)速裝置可自動以接近于合流點瓦斯?jié)舛劝踩O(shè)定值為限進行排放,高效而安全。

　　(3)局部通風(fēng)機由全壓啟動轉(zhuǎn)為變頻軟啟動。局部通風(fēng)機變?yōu)橐砸欢ǖ募铀俣葐?轉(zhuǎn)速在一定的加速時間內(nèi)由0上升到額定轉(zhuǎn)速。

　　(4)可實現(xiàn)自動倒臺。專線供風(fēng)系統(tǒng)故障或停機時,自動控制裝置的閉鎖繼電器節(jié)點閉合,自動控制混線開關(guān)投切,啟動熱備用的備用風(fēng)機供風(fēng);當專線線路修復(fù)重新投入使用后此節(jié)點斷開,自動切斷混線開關(guān)改為專線供風(fēng)。

　　(5)具備完善的軟硬件保護。具有過流、短路、過壓、欠壓和超溫等軟硬件保護功能。

　　3　應(yīng)用效果

　　(1)變頻啟動避免了對電網(wǎng)的沖擊。由于變頻器改造后風(fēng)機可以實現(xiàn)變頻軟啟動,不僅對電網(wǎng)沒有任何沖擊,而且還可以隨時啟動或停止。

　　(2)變頻節(jié)能運行,可按需調(diào)節(jié)風(fēng)量,避免浪費,節(jié)約了大量能源。變頻改造后,風(fēng)機不再一直滿負荷工作,節(jié)能率高達63%。

　　(3)降低風(fēng)機工作強度,延長使用壽命。變頻改造后,風(fēng)機大部分時間都以較低速度運行,大大降低了風(fēng)機工作的機械強度和電氣沖擊,延長了風(fēng)機的使用壽命,傳動裝置的故障率下降,員工的維修工作量也隨之下降。

　　(4)可使電動機與風(fēng)機直接相連接,減少傳動環(huán)節(jié)的費用。

　　(5)系統(tǒng)壓力降低,對管道的壓力和密封等的影響變小,使管道壽命得以延長。

　　(6)系統(tǒng)監(jiān)控性能完善,運行可靠,工作效率高,減少了檢修和維護的工作量。

　　(7)減少了員工的工作量,降低了費用支出。掘進全過程只需安裝1臺足夠風(fēng)量的局部通風(fēng)機,就可實現(xiàn)對不同大小風(fēng)量的需求,不必經(jīng)常更換局部通風(fēng)機,可減少倒換風(fēng)機的時間、費用和勞動。