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潘二矿地面瓦斯抽排站电机调速节电方案技术改造设计

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摘要：淮南潘二矿西风井地面瓦斯抽采泵配置的驱动电机额定功率大，实际运行处于满负荷运行状态。在较多时间抽采的瓦斯浓度较低时抽采负压较大，多为抽采空气和新风，存在很大的电能浪费现象。可以采用调节抽采泵电机转速的方式调节抽采泵的流量，满足生产工艺的需要。同时在调节过程中，其需要的功率下降很多，能够节约用电，带来明显的经济利益。

关键词：抽采泵；负压；流量；转速

1 瓦斯抽排泵电机调速原理

瓦斯抽采系统的可靠性要求高，考虑到安全性，设计如下方案：

选用一套高压变频调速系统拖动两台瓦斯抽采泵的“一拖二”方案。增加二套高压变频调速系统，相应的增加系统的旁路集控系统，利用原高压柜提供电源和保护。共改造2台泵。电气主回路系统如图1所示：其中QS1、QS2、QS3、QS4是隔离开关，平时处于合闸状态，检修时断开，形成明显的断点。KM1～KM6是真空接触器，用于工变频切换。

旁路的作用是一旦高压变频系统出现故障时，可以通过旁路集控系统安全地使瓦斯真空抽采泵以工频运行方式正常运行，保证生产系统的连续性和可靠性。

高压变频系统通过硬接线的方式，把个变频系统的控制引导到PLC控制室，通过控制室完成控制，提高现场的自动化水平。

2 抽采系统调节原理

系统监测抽放管道中的瓦斯浓度、负压等参数，系统根据瓦斯浓度和压力实时调节变频器的频率。以瓦斯浓度控制为主，以压力控制为辅，当瓦斯浓度传感器检测到瓦斯浓度达到某一值时，将信号传送到PLC，经PLC运行处理后去控制变频器调节控制电机转速，满足抽采瓦斯需求；同时有压力传感器检测管道内的真空度，当检测到管道内瓦斯浓度时，真空度达不到的情况下，压力传感器将信号传到PLC，再由变频器去调节电机转速。

3 该抽采调速系统设计取得的经济效益

1、高压变频调速系统以瓦斯浓度监测参数控制为主，以压力参数控制为辅，真空瓦斯抽采泵电机采用变频系统拖动，变频调速系统能够根据系统检测到的瓦斯浓度、管道压力调节电机转速，满足瓦斯抽采需求，保证矿井的安全生产。

2、节约生产所用的电量，增加企业的经济效益。根据以往的经验，变频系统投入运行后，瓦斯抽采泵一般运行在35Hz～45Hz之间，对应的节电效果明显。根据已有的现场经验，节电效果在15～20%之间。

3、瓦斯抽采泵电动机功率大，如果采用直接启动，启动时间长，启动電流大，对电动机的绝缘有着较大的威胁，启动压降对电网的影响较大，对设备的机械冲击大。采用变频系统实现了瓦斯抽采泵的软启动和软停车，具有如下效果：

（1）消除了电动机因启动和停车对设备的冲击，延长了瓦斯抽采泵以及电动机的使用寿命；

（2）限制了启动时的启动电流对电网的冲击，减少了启动峰值功率损耗；

（3）瓦斯抽采泵的运转速度下降后，改善了设备运转部位的润滑条件，降低了传动装置的故障。

参考文献

[1] 徐超. 浅谈我国瓦斯抽放技术[J]. 山东煤炭科技，2010（8）

[2] 马丕梁，范启炜；我国煤矿抽放瓦斯现状及展望[J].中国煤炭；2004年02期

[3] 丁斗南. 变频调速技术与系统应用[M].北京：机械工业出版社，2005.10

[4] 周志敏. 变频调速系统设计中问题分析[J]. 能源技术，2002.4

作者简介

焦海鹏（1987.05-），汉族，助理工程师，现在安徽淮南矿业集团潘二煤矿从事机电技术管理工作。

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