煤礦井下排水系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)的改造

煤礦井下排水系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)的改造煤炭行業(yè)是我國國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)，其進展關(guān)系著國家的長遠進步，而煤炭企業(yè)的節(jié)能環(huán)保工作則影響著煤炭生產(chǎn)的經(jīng)濟效益、社會效益與環(huán)境效益。煤礦井下主排水系統(tǒng)是煤炭生產(chǎn)用電的重要組成部分，對其井下節(jié)能技術(shù)改造有利于煤炭企業(yè)總體效益的提升。加強對單片機、PLC、計算機、電力電子等前沿技術(shù)的推廣與應(yīng)用，打造牢靠平安、環(huán)保節(jié)能的井下主排水系統(tǒng)對煤炭企業(yè)生產(chǎn)和煤炭行業(yè)進展意義重大。

一般而言，煤礦主排水泵房的供電線路須大于1趟。如果某條回路消失意外，發(fā)生中斷供電的故障，那么其他回路便可準時派上用場，連續(xù)為排水系統(tǒng)負荷供電。在煤礦井下，多臺水泵會安裝于主排水泵房。通常來說，有工作的水泵，也有備用的水泵，同時還有備用檢修水泵，以此來確保煤礦主排水系統(tǒng)的順當工作。該類人工操作模式有許多弊端，如操作程序簡單、勞動強度大、設(shè)備故障率高、主排水泵運行啟動時間長、人為影響因素多等，并且會間接造成人力、物力鋪張。因此，為實現(xiàn)礦井的現(xiàn)代化管理目標，應(yīng)打破這一固有的傳統(tǒng)模式，煤礦主井下排水系統(tǒng)的節(jié)能改造刻不容緩。

1改造方案

為完成煤礦井下主排水系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)改造任務(wù)，可借助如下方案加以嘗試：在煤礦井下中央泵房安裝5臺離心水泵，其中2臺工作水泵，2臺備用水泵，1臺檢修水泵；以自動化掌握為掌握方式，排水泵主電機選擇軟啟動方式，采納礦用隔爆型高壓軟啟動柜。這種主排水自動化系統(tǒng)是以光纖工業(yè)以太網(wǎng)為基礎(chǔ)而應(yīng)用的，其優(yōu)點不僅在于可以讓水泵實現(xiàn)單機掌握，還可以通過以太網(wǎng)傳輸接口模塊與設(shè)置將安裝在井下的中央變電所網(wǎng)絡(luò)交換機和掌握系統(tǒng)連接起來，從而使煤礦地面調(diào)度中心能夠?qū)氯勘豢卦O(shè)備實現(xiàn)準時而有效的掌握與檢測。

2采納軟啟動電控設(shè)備

2.1防爆型高壓軟啟動器運作原理

主電路與掌握電路為防爆型高壓軟啟動器的兩個主體性構(gòu)成部分，被控電動機和三相供電電源通過軟啟動器主電路的三組反向并聯(lián)可控硅而被串聯(lián)起來。水泵電動機運行前，掌握電路會對可控硅導(dǎo)通角的幅度進行掌握，進而不斷提高加于電動機端的電壓值，隨之而來的是電動機轉(zhuǎn)動速度的不斷增大，始終到它達到額定轉(zhuǎn)速時方會停止。

2.2軟停車的特點

遇到井下排水系統(tǒng)主排的水泵電動機直接停車的狀況時，由于流體運動速度受到的影響較大，有壓管路內(nèi)的動量會發(fā)生猛烈變動，水擊現(xiàn)象會消失于管路之中，這無疑將會對水泵、閥門、排水管道等重要設(shè)備或零件構(gòu)成相當嚴峻的威逼，甚至有可能對水泵管道或閥門產(chǎn)生根本性破壞。

2.3軟啟動主電路掌握接線的特征

在遇到排水泵啟動或停車的狀況后，軟啟動主電路掌握接線的晶閘管將以軟啟動、軟停車為目標準時地投入運行。在水泵完成開啟之后，旁路接觸器會合閘，將晶閘管短接，水泵主電機接受供電電源全電壓，并正式進入運行狀態(tài)。這種安裝接線有許多優(yōu)勢，它們集中體現(xiàn)于，在水泵的工作狀態(tài)中，主電機和電網(wǎng)是直接連接的，沒有諧波；可將旁路接觸器視作一項備用措施，在晶閘管消失問題時或其他緊急狀況下，旁路接觸器能夠使水泵主電機直接啟動，主排水系統(tǒng)工作的平安性和持續(xù)性獲得了相當程度的保障。

3自動掌握系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

3.1地面總監(jiān)控站

自動掌握系統(tǒng)中的地面總監(jiān)控站是井下主排水系統(tǒng)的總指揮部，它設(shè)置于煤礦地面調(diào)度中心，通過工作站，該中心對井下狀況進行實時的監(jiān)控、監(jiān)視與檢測，尤其留意中央排水泵房各項設(shè)備的運行狀況。

3.2工業(yè)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

自動掌握系統(tǒng)中的工業(yè)以太網(wǎng)是井下主排水泵的監(jiān)控系統(tǒng)的主干網(wǎng)，通過它，自動掌握系統(tǒng)能夠便利地采集信號，從而對井下主排水系統(tǒng)的設(shè)備與設(shè)施進行非常有效的監(jiān)控。

3.3煤礦井下主排水系統(tǒng)監(jiān)控單元

監(jiān)控主掌握站、信號采集裝置和各類傳感器是主排水系統(tǒng)監(jiān)控裝置的主要構(gòu)成單元。其中，主掌握站是其通信核心，能夠有效實現(xiàn)地面掌握中心與井下分站監(jiān)控之間信息的上下傳播，并借助排水系統(tǒng)操作顯示屏，將井下主排水系統(tǒng)的運行數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出來，從而將更為精準有用的運行信息傳送給相關(guān)工作人員。

4煤礦井下主排水掌握系統(tǒng)功能

第一，主排水掌握系統(tǒng)可以對主排水系統(tǒng)運行水泵的各項技術(shù)參數(shù)進行準時的采集，這些數(shù)據(jù)是工作人員實時推斷排水泵運行工作狀況的基本依據(jù)。其次，根據(jù)井下涌水量、工作時間、用電負荷等實際狀況的差異，能夠自動啟動或者自動終止主排水泵的運行。第三，當排水系統(tǒng)消失特別狀況，系統(tǒng)可以在第一時間發(fā)出相關(guān)信號；在遇到排水系統(tǒng)消失故障的狀況時，系統(tǒng)可以對故障類型進行辨別和推斷，如有需要則會自動使水泵終止運行。第四，該系統(tǒng)的兼容性較好，可以和煤礦的生產(chǎn)綜合調(diào)度系統(tǒng)相連，工作人員只須在地面生產(chǎn)調(diào)度監(jiān)控中心便可對其進行有效干預(yù)。

5改造后系統(tǒng)的主要特征

首先，軟啟動方式的排水系統(tǒng)主電機可以獨立對啟動電流進行智能化處理，這將有利于提高電動機啟動的平穩(wěn)性。其次，自動和手動兩種方式都可以實現(xiàn)對系統(tǒng)的掌握，且可以