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壓力變送器
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壓風(fēng)機(jī)安全保護(hù)適用性改造分析與探討

作時(shí)間:2019-05-04  來源:大同煤礦集團(tuán) 有限責(zé)任公司 晉華宮礦  作者:劉栓柱
   

 摘 要: 對(duì)目前煤礦常用的壓風(fēng)機(jī)安全保護(hù)系統(tǒng)存在的不足之處和不安全因素進(jìn)行了分析,同時(shí)也對(duì)晉華宮礦壓風(fēng)機(jī)安全保護(hù)系統(tǒng)出現(xiàn)的問題、改進(jìn)內(nèi)容、改造方案、設(shè)計(jì)依據(jù)與選取參數(shù)以及實(shí)施效果進(jìn)行了介紹。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)使用條件和現(xiàn)行新技術(shù)發(fā)展方向,提出了進(jìn)一步的研究和開發(fā)內(nèi)容的建議。420壓力變送器_差壓變送器_液位變送器_溫度變送器

 
引言
煤礦壓風(fēng)機(jī)擔(dān)負(fù)著井下生產(chǎn)中常用的多種氣動(dòng)機(jī)械如風(fēng)鎬、風(fēng)鉆、風(fēng)吊、水泵所需的壓縮空氣,以及為風(fēng)動(dòng)水幕防塵中提供風(fēng)動(dòng)力,所以,壓縮空氣在煤礦承擔(dān)著重要的生產(chǎn)任務(wù)。 煤礦壓風(fēng)機(jī)配置方式有井上地面集中布置和井下移動(dòng)或就地巷道布置,本文研究壓風(fēng)機(jī)安全保護(hù)改造為井上地面集中布置。煤礦壓風(fēng)機(jī)既是生產(chǎn)設(shè)備又是重要的安全設(shè)備,因?yàn)橛懈邏喝萜鞯炔考矊儆谔胤N安全設(shè)備。 因此,壓風(fēng)機(jī)的安全保護(hù)系統(tǒng)隨著科學(xué)技術(shù)進(jìn)步不斷被研究和開發(fā),本文介紹晉華宮礦因地制宜對(duì)本礦使用的壓風(fēng)機(jī)安全設(shè)施和系統(tǒng)進(jìn)行的改造,希望能為煤礦同行和相關(guān)生產(chǎn)廠家提供參考。
 
1 存在的問題
(1)壓風(fēng)機(jī)長(zhǎng)期運(yùn)行的儲(chǔ)氣罐底部常有積油,長(zhǎng)時(shí)間在高溫作用下會(huì)碳化,使其閃點(diǎn)下降,當(dāng)儲(chǔ)氣罐內(nèi)的溫度超過積碳油的閃點(diǎn)便產(chǎn)生爆炸,因此,儲(chǔ)氣罐內(nèi)要定期清理積油。 晉華宮礦壓風(fēng)機(jī)儲(chǔ)氣罐使用人工手動(dòng)定期排污,由于時(shí)間間隔和積油量的不確定性會(huì)影響儲(chǔ)氣罐的安全運(yùn)行,故進(jìn)行了壓風(fēng)機(jī)儲(chǔ)氣罐的自動(dòng)排污適應(yīng)性設(shè)計(jì)和改造。
(2)壓風(fēng)機(jī)使用的儲(chǔ)氣罐屬于高壓力容器類特種設(shè)備,用于儲(chǔ)存壓縮空氣的容器,能穩(wěn)定地輸出壓力空氣供井下風(fēng)動(dòng)設(shè)備使用,儲(chǔ)氣罐內(nèi)的溫度過高
會(huì)導(dǎo)致底部的積碳高溫作用下發(fā)生爆炸。新版《煤礦安全規(guī)程》四百三十四條規(guī)定:儲(chǔ)氣罐內(nèi)的溫度應(yīng)當(dāng)保持在 120 ℃以下,并裝有超溫保護(hù)裝置,在超溫時(shí)能自動(dòng)切斷電源并報(bào)警。 早期設(shè)備廠家未設(shè)計(jì)此項(xiàng)保護(hù),為了保障安全,需進(jìn)行壓風(fēng)機(jī)儲(chǔ)氣罐超溫聲光報(bào)警等適應(yīng)性改造。
 
(3)空氣壓縮機(jī)冷卻為水冷方式,冷卻循環(huán)水的質(zhì)量及溫度直接影響著空氣壓縮機(jī)主機(jī)的安全運(yùn)行,設(shè)備機(jī)房地處風(fēng)井山上,該處風(fēng)、大塵多,雖然對(duì)水池進(jìn)行了密封,但還是難免有雜物進(jìn)入水池,形成懸浮物從而通過循環(huán)管路進(jìn)入主機(jī)。 造成設(shè)備運(yùn)行進(jìn)出水溫度差小、冷卻效果差問題。
 
2 改造內(nèi)容
以晉華宮礦北山空壓機(jī)及安全保護(hù)系統(tǒng)為例,主要由 JN250-8 型空壓機(jī) 3 臺(tái)及 HCM355-4×3 電動(dòng)機(jī)、Y14D50029×3 儲(chǔ)氣罐、U7A50019 油氣分離器和 850FZL×2 排風(fēng)扇組成供風(fēng)系統(tǒng),由高壓變頻器、高低壓開關(guān)和監(jiān)控裝置組成控制及安全保護(hù)系統(tǒng)。
 
2.1 壓風(fēng)機(jī)儲(chǔ)氣罐自動(dòng)排污系統(tǒng)
設(shè)計(jì)原理是在儲(chǔ)氣罐的排污管路上加裝電磁閥,利用智能時(shí)間控制器對(duì)電磁閥進(jìn)行智能控制,實(shí)現(xiàn)了儲(chǔ)氣罐的自動(dòng)定時(shí)排污,確保儲(chǔ)氣罐內(nèi)排污的可靠性。 原理圖如圖 1 所示。
儲(chǔ)氣罐自動(dòng)排污系統(tǒng)原理圖
由于檢測(cè)或判斷污油狀態(tài)的方式不同,排污控制方案也不同。 若用污油液面?zhèn)鞲衅鞅O(jiān)測(cè),可直接輸出數(shù)字信號(hào)到集中控制系統(tǒng),控制儲(chǔ)氣罐排污管路上加裝的電磁閥,實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)合理排污油。 但是,此方案中傳感器在已經(jīng)定型的儲(chǔ)氣罐上安裝困難大,需要在罐壁上開孔會(huì)帶來不利因素。 用智能時(shí)間控制器對(duì)電磁閥進(jìn)行智能控制,也可以實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)氣罐的自動(dòng)定時(shí)排污,安裝便利,容易實(shí)施,但是需要進(jìn)行合理的調(diào)試。 為此進(jìn)行排污模擬試驗(yàn),依據(jù)壓力、流量和時(shí)間進(jìn)行試驗(yàn)和測(cè)量,選擇了合理的管徑、電磁閥截面和電子時(shí)間控制器參數(shù)。
 
(1)電磁閥的選取
由于電磁閥安裝在儲(chǔ)氣罐排污管上,壓風(fēng)機(jī)長(zhǎng)期運(yùn)行會(huì)使儲(chǔ)氣罐排污管溫度較高,故對(duì)溫度的要求比較高。 所以選取了 2W250-25 電磁閥。
(2)時(shí)間控制器的選取
NKG1 時(shí)控開關(guān)是以時(shí)間為控制單元的控制元件,能根據(jù)用戶設(shè)置的時(shí)間,自動(dòng)打開和關(guān)閉各種用電設(shè)備的工作電源,時(shí)控范圍 1 min~168 h。其特點(diǎn):
①16 組開關(guān)設(shè)定:開關(guān)時(shí)間可按天或周循環(huán)#多可以設(shè)定 16 次開/關(guān)動(dòng)作;②自鎖功能:15 s 內(nèi)無操作自動(dòng)鎖屏,連續(xù)按取消鍵 4 次可取消鎖屏,杜絕誤操作; ③采用 8 位微處理時(shí)控芯片封閉在 PCB 板上,外圍使用貼片元件,LCD 液晶顯示屏; ④全封閉防水按鍵 :多加了 1 層高清附膜,解決了橡膠按鍵不防水、藏灰而造成的短路現(xiàn)象。 機(jī)械壽命 3 萬次,電氣壽命 1 萬次。
 
2.2 壓風(fēng)機(jī)儲(chǔ)氣罐超溫度聲光報(bào)警系統(tǒng)
在儲(chǔ)氣罐上安裝電接點(diǎn)溫度計(jì),通過電接點(diǎn)溫度計(jì)內(nèi)的觸點(diǎn)開閉控制空壓機(jī)的急停開關(guān)動(dòng)作,在儲(chǔ)氣罐溫度超過設(shè)定值時(shí)能自動(dòng)停機(jī),且在電路中加裝蜂鳴器報(bào)警,使儲(chǔ)氣罐溫度超限時(shí)達(dá)到報(bào)警的目的。
(1)電接點(diǎn)溫度表的選取
由于電接點(diǎn)溫度表安裝在室外儲(chǔ)氣罐上, 氣候條件比較惡劣。 因此選取 WSSX-401 系列電接點(diǎn)雙金屬溫度計(jì)。
(2)繼電器的選取
由于繼電器的工作時(shí)間長(zhǎng),電壓波動(dòng)大。因此選取 JZX-22F(D)/2Z 小型繼電器。 選擇其合理參數(shù)及技術(shù)性能: 觸點(diǎn)材料銀合金, #大開關(guān)電壓 250 VAC/125 VDC,#大開關(guān)電流 4 A,電氣壽命 1 萬次、機(jī)械壽命 10 萬次,動(dòng)作時(shí)間小于 25 ms、釋放時(shí)間小于25 ms。
(3)電喇叭的選取
由于警報(bào)器和操作人員距離比較遠(yuǎn),再加上空壓機(jī)的噪聲也很大,所以選取DDJ-1 車用警報(bào)器。其 特 點(diǎn):外 殼 具 有 防水性能,并裝有定向發(fā)射聲音及增加輸出聲音功率的喇叭筒,從而使聲音能達(dá)到90 dB。
 
在儲(chǔ)氣罐上安裝電接點(diǎn)溫度計(jì),通過電接點(diǎn)溫度計(jì)內(nèi)的觸點(diǎn)開閉控制空壓機(jī)的急停開關(guān)動(dòng)作,使儲(chǔ)氣罐溫度超過設(shè)定值時(shí)自動(dòng)停機(jī),避免儲(chǔ)氣罐溫度超限;在電路中加裝蜂鳴器報(bào)警,使儲(chǔ)氣罐溫度達(dá)到上限時(shí)報(bào)警的目的。
 
2.3 冷卻系統(tǒng)
針對(duì)原涼水塔采用防水防潮電機(jī),電機(jī)置于塔頂,事故率高,檢修不方便;原抽出式?jīng)鏊具M(jìn)風(fēng)易堵塞,影響冷卻效果;以及費(fèi)水不防塵的問題。采取了將鼓風(fēng)機(jī)配置普通電機(jī),安裝在塔體外,便于維護(hù)維修,涼水塔采用壓入風(fēng)流,風(fēng)流由下而上,熱交換時(shí)間長(zhǎng),冷卻效果好,以及外套全封閉結(jié)構(gòu)和塔體上出口置于側(cè)面,避免了水的浪費(fèi)和防塵。原來由40 ℃只能降到 35 ℃左右,現(xiàn)在可以降低到 30 ℃左右。 設(shè)計(jì)圖如圖 2 所示。
壓入式?jīng)鏊O(shè)計(jì)
壓入式?jīng)鏊碛稍瓉淼某槌鍪娇諝饨粨Q改造成壓入式空氣交換,其優(yōu)點(diǎn):①塔體全封閉,保證了水質(zhì);②鼓風(fēng)機(jī)使用普通電機(jī)、安在塔體外便于維護(hù),以前是防水防潮電機(jī),安裝在塔體頂端事故率高,檢修不方便;③抽出式冬季進(jìn)風(fēng)易堵塞,影響冷卻效果,這是針對(duì)北方地區(qū)冬季保障涼水塔正常使用的適用性改造,使用效果良好。
 
3 分析與探討
(1)儲(chǔ)氣罐積油排污傳感器和很高溫限制的溫度傳感器,生產(chǎn)廠家統(tǒng)籌考慮后在制造中安設(shè)更合理的傳感器。 就像大型電動(dòng)機(jī)定子繞組溫度傳感器一樣,在制造電機(jī)中預(yù)埋定子內(nèi)壁中。 使用方便,性能準(zhǔn)確,安全可靠。 安全監(jiān)控內(nèi)容更全面、更完善,為遠(yuǎn)程監(jiān)控和無人值守奠定基礎(chǔ);
(2)涼水塔也應(yīng)該制造出不同結(jié)構(gòu)類型的,作為可選配置部分,由用戶依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件和環(huán)境進(jìn)行合理配置,更好發(fā)揮系統(tǒng)的綜合性能和安全可靠性;
(3)在壓風(fēng)機(jī)安全集中控制系統(tǒng)上又增加了視頻監(jiān)視系統(tǒng)。 建議將集中控制系統(tǒng)和視頻監(jiān)視系統(tǒng)結(jié)合起來,加入圖像識(shí)別技術(shù)等,開發(fā)出功能更強(qiáng)大、安全更可靠的智能監(jiān)控系統(tǒng),為真正意義上的無人值守奠定基礎(chǔ)。
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