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摘要：為提高通風機的安全性和工作效率，結合山西沁東能源東大礦井主要通風機系統改造和智能調控現狀，從通風機系統組成以及系統功能兩個方面提出一系列優化措施。不僅實現了通風機的智能操控、變頻調風以及故障報警等功能，同時還讓通風系統的安全性得到了很大提高。

關鍵詞：主通風機；系統改造；智能調控

引言

作為礦井的主要通風設備，通風機有著“礦井之肺”之稱。無論是對礦井的安全運行，還是對礦井的可持續發展主要通風機都起到了至關重要的作用。東大礦井原有的2臺通風機是20世紀安裝的G4-73-11No.25離心式通風機，不僅電氣設備陳舊、智能調控性差，而且通風管道老化嚴重，這種種情況對礦井安全帶來了極大的威脅。為了讓礦井的通風狀況得到改善，特對礦井通風機組成系統進行改造。采用最新型的FBCDZ-No.25通風機替換掉原來的G4-73-11No.25離心式通風機，與同時還對通風系統的智能調控系統、通風管道以及電器元件進行全面優化升級。不僅實現了主要通風機對礦井通風量的變頻調控，同時還實現了對主要通風機的各種風機的工作性能測試。智能調控系統人為操作界面簡單便捷，能夠迅速準確地查找各種報錯故障。不僅讓通風系統的安全性能得到極大提升，同時也讓礦井安全得到極大保障[1]。

1主要通風機系統改造和智能調控研究

礦井主要通風機系統改造和智能調控研究內容主要包括如下6個方面：對旋軸流式主要通風機的現場安裝操作；通風機風門；通風機高壓開關柜；通風機高壓變頻器；通風機PLC智能控制系統；通風管道[2]。

2系統基本組成及工作原理

2.1主要通風機

東大礦井采用了2臺最新型的FBCDZ-No.26/2×315旋轉式通風機作為礦井主要通風機，其額定工作電壓為6kV、額定工作功率為2×315kW。安裝2臺通風機的主要目的就是為了礦井通風正反轉調控。

2.2風門

作為通風機的重要組成部分，風門主要由如下3個部分共同組成：空間對置測試風門；立式懸掛網狀風門以及立式懸掛閘板風門。通過風門的控制能夠對礦井主要通風機的倒風功能進行簡單操作[3]。無論是空間對置測試風門，還是立式懸掛網狀風門都是通過改風門偏移位置對通風機的通風面積進行調節，從而來對礦井通風量的強弱進行調節。因為風門可以在0°～90°范圍內自由旋轉，所以讓風門的開啟和關閉切換操作時間得到很大縮短，對礦井的通風安全起到至關重要的作用。除此以外，為了確保在風門完全打開時將通風泄露量降到最低，所以在風門的各個空隙位置都通過密封條進行密封。同時，為了確保風門在工作狀態時各個風葉能夠達到高度的同步性，所以傳動方式選擇了齒輪傳動。風葉的啟動方式主要有如下3種：就地控制，遠程控制，手動控制[4]。

2.3高壓變頻器

按照1臺主要通風機2臺變頻器的規格進行配置，所以東大礦井采購了4臺新型高壓變頻器，其型號為HI⁃VERT-Y06/050。通過一拖一代的方式對2臺主要通風機進行控制，且這些高壓變頻器的工作電壓必須由高壓柜進行提供。高壓變頻器的基本工作參數如下所示：其額定工作電壓為6kV，額定輸入頻率為50Hz，額定輸出電壓為6kV，且高壓變頻器還具有超大的500kVA容量。高壓變頻器主要是通過手/自動的方式來對電機控制柜進行轉換，以此來確保礦井通風機正常運行[5]。

2.4PLC控制系統

通風機主要是通過57-1200PLC系統對其進行智能控制，其工作電源主要來源于UPS，2臺通風機分別由2臺PLC系統進行控制，且2臺PLC控制系統是通過網狀結構關系進行連接，以此來確保通風機系統的安全運行，同時也為數據記錄提供了強有力的保證。礦井通風機的所有工作狀態都可以通過PLC系統來進行控制，不僅實現了通風機的的智能操控、變頻調風功能，而且還實現了通風機的故障監測和故障報警功能。同時這2臺通風機控制系統之間是通過網狀結構進行連接的，所以無論其中那一臺通風機出現故障，另一臺通風機都會代替它進行正常工作[6]。此PLC系統不僅可以對通風機系統進行遠程操控制，同時還可以對其系統數據進行記錄你，是一種非常強大的現代智能控制系統。

2.5通風機在線監測系統

此在線監測系統主要是在系統運行狀態對通風機的各種參數進行監測和記錄，例如通風量、通風溫度、排氣溫度以及油壓等參數。當系統獲取到這運行參數后，會自行和系統內部預設的所允許運行參數進行對比，如果這些參數超過了所設置的允許運行值，那么系統就進行故障報警，通過播放音樂的方式提示用戶出現通風機出現故障。此監控系統不僅能對通風機系統運行數據進行監控，同時還可以對通風機系統的各種運行狀態狀態進行顯示。例如電機工作電壓、電機工作輸出功率、通風機軸承的轉動溫度。風門的打開關閉狀態以及通風機排風量等。與此同時還可以對操作界面和監控界面進行任意切換，通過這種方式能夠讓人們更好地對通風機的運行狀態進行監控[7]。

3系統功能

通過此系統不僅讓“不停風倒機”功能得到實現，同時還讓通風量保持平衡。這其中最重要的就是在實現不停風倒機的同時還確保了通風的持續提供，這為礦井安全提供了極大的保障。本系統通過PLC系統不僅能實現了對各個組成部分的有效協調，同時加強了對系統的在線監控，對于“不停風倒機”的實現起到了非常大的幫助。

3.1手動切換方式

工作人員只需要可以通過“風機切換”開關，就可以對風機的工作狀態進行切換。假設當1號通風機處于正常運行狀態，那么1號通風機就會開啟ZFMI風門和LFM1風門，關閉SFM風門；而2號通風機的所有風門都會被關閉。當開始切換時，會首先打開2通風機，因為2號通風機的所有風門都處于關門狀態，所以不僅提高了啟動成功率而且讓啟動時間也縮短很多；當PLC控制系統接收到2號通風機正常運行的反饋信號時，那么就將SFM2風門打開，這樣就為通風機的開啟提供了提前預熱。（2）當LFM2風門和ZFM2風門被開啟，SFM2風門被關閉時；與此同時將LFM1風門和ZFM1風門關閉，SFM1風門打開。在這種情況下1號通風機就會開始進入空運轉狀態，而2號風機就開始進入正常工作狀態。（3）在通風機運行狀態切換過程中，一定要對風道參數以及通風機運行參數進行實時監測，只有兩者完美的配合，才能完成風機運行狀態的平衡過渡。（4）當PLC系統接收到2號通風機正常運行，1號通風機關閉的反饋信號時，這樣整個倒機過程才算成功完成。

3.2自動切換方式

當在線監控系統發現通風機的運行參數有錯誤時，那么PLC控制系統就會自行對通風機運行狀態進行切換，同時還會向工作人員發出故障報警，并且還對故障數據進行記錄[8]。

4結束語

經過對東大礦井主要通風機系統改造和智能調控的不斷研究和分析，不僅讓礦井的通風效率得到了提高，而且還讓礦井的通風安全狀況得到了很大改善。與此同時，也讓通風機的智能操控、變頻調風以及故障報警等功能得實現，為礦井工作提供了非常大的安全保障。

參考文獻：

［1］齊國忠.煤礦主通風機變頻驅動改造的實現［J］.機械管理開發，2016（08）：44-46.

［2］郝喜軍.煤礦主要通風機節能控制技術改造［J］.山東煤炭科技，2016（04）：31-34.

［3］佟智勇.煤礦主通風機控制系統PLC改造［J］.機械工程師，2014（02）：80-82.

［4］劉東曉.煤礦地面變電所和通風機房欠壓保護技術改造［J］.煤炭科技，2009（04）：77-79.

［5］程國志.基于時頻分析法的煤礦主要通風機故障診斷研究［J］.2018（08）：30-32.

［6］張麗華.煤礦通風機設備選型設計及應用［J］.機械研究與應用，2018（03）：56-58.

［7］劉清龍，崔洪義，陳碩.掘進通風機的風量推算及調控［J］.煤礦安全，2001（05）：33-35.

［8］朱鳳文，孫凱.礦井主通風機改造方法論證［J］.山東煤炭科技，2018（07）：90-92.

作者：趙瑨 單位：山西沁東能源有限公司