张延伟

郑州煤炭工业（集团）有限责任公司裴沟煤矿机电三队，河南新密 452382

1 压风机组改造原因和基本思路

1.1 改造诱因分析

郑煤集团裴沟煤矿的压风系统原有三台压风设备，为传统压缩机，设定压力为0.75MPa。正常工况下两台为一组进行工作，高峰工况则三台同时运行，各个机组都可以独立操控。长期以来压风机向井下送风都是人工完成，容易造成供气压力的不稳定，各个机组开启与运行的时间，启停顺序也由人工管理，造成了每台设备运行的时间不平衡，同时设备有在空载情况下运行的情况，造成了设备的超限磨损。再有就是运行人员管理需要定期巡检和管理，如在无人值守时出现故障不易发现与排除。因此，为了生产的发展与管理水平提高，需要对压风机组进行自控化改造并使之达到节能目标。

1.2 恒压控制的改造思路

对压风机组的恒压送风改造的基本技术支持就是利用远程监测装置，对风压进行测定，并将压力信号传递到监控中心，然后根据其范围控制压风机的工况。空压机通过通信电缆与相应的集控中心连接，完成通信，将运行的参数传递到集控设备上，并进行显示和报警提示等。同时检测到的高压的电压电流参数、排气温度等也可在同时上传并显示，集控柜控制系统通过后台处理完成对数据的分析，并按照相关参数设定来对风机进行实时化控制，这就是恒压控制的该方向与思路。

2 改造的具体实施

2.1 设备改造

对原有的空气压缩机进行换代，选择引入螺杆式风压机对原有的空气压缩机进行替换，经过多个方案的比较与模拟分析，选择双螺杆空气压缩机对原有设备进行替换，并从原有的三台变为四台。双螺杆空气压缩机的特点是电驱动的二级螺杆，其电动机的额定功率为355kW；设计排气水平为50立方米每分钟，其冷却方式为风冷形式。利用管道和导线、底板上装置的各种附件就可以使之成为一个独立的压缩机组，该设备已经具备了智能化控制基础，通过集成电脑就可以完成其控制状态显示与调整。在改造方案设计中，选择了四台该型设备，常规下一台共同运行，而在高峰工况下为两台共同运行，机组可以完成独立工作。

2.2 远程监控系统建立

远程控制系统是改造中最为重要的系统，通过远程控制可以改变原有的人工操控模式，实现一体化智能化控制，使之具备了全自动化控制的基础。改造方案设计远程控制系统可以同时对多台风机进行操控。虽然螺杆式空压机自身带有自控芯片，完全可以控制单台设备，但是不能使五台设备自由组合，形成一个整体系统，因此需要建立远程监控系统。系统的主要利用现场采集的数据结合生产需求来完成对压风机的调控，到达生产与送风的协调一致。

2.3 恒压控制系统

在空压系统中，对单台设备的自控也是十分重要的内容，对整个系统也具有重要意义。在煤矿风压机组的改造中，对机组进行恒压送风的节能控制是改造的重中之重。核心原理是利用变频技术、PLC、工控机、传感器等，结合压缩机自身的自控系统来实现恒压供风的目标，并实现远程自控和远程可视化控制。在控制系统中利用计算机和调度中心控制五台机组的启动与停止，并在运行中控制加压和卸载。实现了对风机的运行参数进行监控，并随时控制的目标。所有的现场信号均通过光纤完成通讯，由上位机进行远程监督与控制，同时将整个网络的技术参数综合起来，实现信息整合与分析，由此完成对机组的全面恒压供风控制，已到达智能化、节能化运行目标。

3 改造后的系统优势分析

经过改造后，系统首先改变了以往设备的落后状况，新型设备更加节能与高效。双机压缩的模式可以节能15%以上，极大的节约了压风机的电能消耗。利用风冷方式完成冷却可以节约水冷的用水，简化了辅助设备的数量，而冷却系统简化也降低了能耗，与原有机组相比较新设备的两台工作能力相当于过去三台的送风能力；新型设备先进的运行模式降低了噪音改善了工作环境；设备主要部件设计先进，系统配合良好寿命提高并降低了维护工作量；新系统实现了远程控制，提高了系统运行的稳定性与可靠性；多机组联动可以有效的优化送风模式，实现了恒压供风的效果；系统采用多级控制模式，并利用计算机实现了多种控制方式的转换；系统运行数据实现了自动化采集，为系统运行与维护提供了必要的历史数据；自控保护功能齐全，可以在不同工况或者故障下实现联锁，保证系统运行的安全性；系统运行中可以利用限制设定，提供系统报警保护。针对检测的技术参数系统可以设定限制，因此如检测到的机组数据出现问题就可实现报警保护，即故障时发出相应的报警信号，并根据此类故障的处理预案进行启停切换，保护系统安全；最后利用软件与操控平台的对接，可以利用组态软件完成控制，操作画面更加清晰，且内容丰富，方便查询与控制。

4 结论

完成改造后，机组的运行突出了经济效益的提高。在此模式下运行的机组交比原有机组其节约电量可以达到1/4，按照年累计电量计算，可以节省开支几十万元；同时采用自控系统其运行和维护更加的简单，从而实现了预测性检测与维护，进而减少了维护工作量，也减少了维护费用。可见恒压供风系统可以为煤矿运行降低能耗减少费用，并保证了系统的安全可靠。

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