矿井智能局部通风系统项目建议书.doc

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矿井智能局部通风成套装置

项目建议书

建议单位：

平安电气股份有限公司

日期：

二〇一二年三月一日一、公司简介

公司始建于1963年，主营业务为矿用通风设备的研发、生产和销售，产品广泛应用于煤矿、有色金属矿山和隧道等行业。

公司产品主要有：

矿用主通风机及其配套产品、局部通风机及智能局部通风成套装置、非煤矿用风机、地面及井下除尘器四大类，共有FBCDZ系列煤矿地面用防爆抽出式对旋轴流主通风机、FBCZ系列煤矿地面用防爆抽出式轴流主通风机、JKZ系列矿用主通风机在线监测及故障诊断成套装置、FBDY系列矿用隔爆型压入式对旋轴流局部通风机、QJZ系列矿用隔爆兼本安型真空电磁起动器、SDF系列隧道轴流通风机、K系列轴流通风机、DK系列轴流通风机、GBW系列环保型高压静电除尘器等15个系列共170余种规格产品。

目前产品广泛使用在国有煤矿、国有地方煤矿及各地方煤矿、金属矿山、隧道、地下工程等行业；同时产品已远销越南、缅甸、马来西亚等国家。

优秀的品质与服务赢得了广大用户的信任与青睐，产品市场占有率连续多年居同行业首位。

 公司一直定位于做“矿山平安的守护者”，为矿井提供“安全、高效、节能、环保”的通风产品和通风解决方案，为矿工兄弟提供安全的通风保障和健康的工作环境。

公司通过ISO9001质量管理体系认证、ISO14001环境管理体系认证、OHSAS18001职业健康安全管理体系认证和GB/T19580-2004卓越绩效评价准则体系；并先后获得国家“高新技术企业”“创新型企业”“重合同、守信用单位”、“湖南省企业技术中心”“湖南省矿山通风与除尘装备工程技术研究中心”等多项荣誉和资质；“平安”商标荣获了“中国驰名商标”称号。

公司秉承“感恩、协同、创新”的企业精神，胸怀“做世界领先的矿井通风专家”的伟大愿景，遵循“忠信为本、平安是福”的核心价值观，担当着“按需供风、造福矿工”的神圣使命，为矿井提供“安全、高效、节能、环保”的通风产品和通风解决方案，立志为天下矿工的生命安全与健康请命！

二、项目概况

1、项目背景

对于煤矿瓦斯治理，我国制定了瓦斯治理12字方针和十六字瓦斯治理工作体系，取得了较好的效果，事故及死亡人数逐年降低，但瓦斯事故还是最为严重，煤矿瓦斯事故造成的死亡人数仍占总死亡人数的24%以上。

究其原因，一方面煤炭自然赋存条件的问题，我国近50%的煤矿为高瓦斯或突出矿井；另一方面是控制瓦斯安全的装备落后。

有效的通风是遏制事故的最重要的手段，也是防治瓦斯事故的客观现实需要；十六字瓦斯治理工作体系中，通风可靠排在首位，充分说明通风的重要性。

煤矿掘进工作面瓦斯涌出量受井下地质构造和瓦斯本身分布不均匀等因素影响，是最易发生瓦斯积聚、发生瓦斯事故的地点之一，由于煤矿掘进工作面瓦斯涌出不均匀，经常出现瓦斯异常涌出量大，而一般情况下局部通风机风量固定，瓦斯涌出量大时风机不能增风而导致瓦斯超限，一旦瓦斯超限，只能停产人工排放瓦斯，不仅形成了瓦斯超限隐患，而且影响正常生产。

尽管可以采取设置大风量风机解决超限问题，但在正常瓦斯涌出量情况下，一方面出现大马拉小车现象，造成电能和风量浪费；另一方面风量过大，或造成粉尘量增大而导致粉尘污染加剧。

因此，为避免掘进工作面瓦斯在异常涌出时出现的经常性超限，确保安全生产，从根本上解决掘进工作面瓦斯超限问题，就需要关联瓦斯浓度按需供风的智能化通风装备，一旦有瓦斯异常涌出，及时有足够的风量去稀释。

通风可靠不仅在管理上有较高的要求，保障通风可靠的装备更为重要。

如何从装备着手实现通风可靠，实现关联瓦斯的按需供风，确保瓦斯不超限，是今后的发展方向，也是煤炭科技进步的发展方向。

国家安监总局《关于贯彻落实国务院<通知>精神制定落实“十二五”规划推动实施科技兴安战略的指导意见》（安监总规划〔2010〕194号）中明确提出，“有条件的煤矿要采用矿井通风成套装置智能分析技术和矿用局部通风机智能调节成套装置”。

《煤矿安全生产“十二五”规划》中提出，“强化经济政策引导作用，促进煤矿企业加大安全投入，提足用好安全生产费用；继续加大政府在煤矿安全生产方面的投入，落实技术改造和瓦斯综合治理、水害防治、职业危害防治和防灭火等灾害治理资金；“继续完善“通风可靠、抽采达标、监控有效、管理到位”的煤矿瓦斯综合治理工作体系”。

目前，因为使用了大功率的器件IGBT,及矿用变频器要求采用防爆结构，矿用防爆变频器散热问题一直没有很好解决；变频器的电磁辐射对煤矿井下监测成套装置以及传感、通信设备的电磁干扰造成测量数据失真、设备无法正常工作甚至损坏等严重问题即电磁兼容（简称EMC）问题；变频器采用的高频开关元件对电网产生严重的谐波污染，增加了电源的无功损耗同时造成周边设备的误动作等现象，对电能质量产生很坏的影响。

在这样的背景下，我公司于2005年提出流道式变频器、智能局部通风成套装置的概念。

矿井智能局部通风成套装置2006年列入国家“十五”科技攻关重点项目，列入国家发改委“瓦斯抽采矿井的风流监测与智能控制关键技术研制”重大专项项目；2009年，关键产品——流道式变频器和智能控制开关获得MA认证。

同年12月，第一套智能局部通风成套装备在吉林通化矿业集团八宝煤矿开始运行。

2、成套装置组成

2.1产品组成

变频器放置在风机风道内，强制散热

流道式变频器

对旋局部通风机

智能控制开关

Y型倒换器

接风筒

2.2上位机软件监控

3、成套装置优点

3．1智能控制发明专利技术

该成套装置是以井下掘进面迎头、掘进巷道回风流、回风巷道混合处的瓦斯浓度和风速为控制变量，以智能开关为控制器，以煤矿风机用隔爆型变频器为执行器、以局部通风机为被控对象组成的闭环调速控制成套装置。

采用PLC与变频器组成的控制成套装置，对风机转速实时调控，实现实时预警、人机双控、按需供风、节能运行、防灾减灾的效果。

3.2领先的井下隔爆变频器防电磁污染技术

装置采用屏蔽、滤波、隔离、可靠接地等措施阻断其电磁辐射和电磁干扰（EMC）的传播途径，使井下隔爆变频器的电磁干扰实测参数低于国家标准值。

3.3首创流道式散热技术

我公司的变频器采用流道式结构设计，不仅很好地解决了变频器的散热问题，而且让其和风机自成一体，使变频器朝着小型化迈进了一大步。

目前，同行变频器的温升一般在50K以上，我公司变频器的温升在30K以内，还使变频器的体积大大减小，而且成套装置的可靠性也得到了大大提高。

变频器放置在风机风道内，强制散热

3.4一体化设计技术的FBDY局部通风机

通风机因其机壳内筒、电机外壳合二为一，取消了以往电机机壳外部的散热片，更有效解决了电机散热的问题，延长了电机使用寿命，同时也减小了风机的噪声，从通风机整流帽到消声芯筒，再到电机机座、后消声锥做到外径一致，保证了风机内流道的畅通，提高了风机效率、降低了风机噪声。

据测量，FBDY系列风机电机定子温升降3～5℃，噪声低2～3dB，效率提高1～3%。

4、成套装置功能特点

4.1风电闭锁功能

智能开关发生故障时，馈电开关控制的掘进工作面动力电源断电，从而实现风电闭锁的功能。

4.2保护功能

当风机或变频器发发生故障时，能实现短路、过流、过压、故障显示、故障复位等多种保护功能。

4.3主、备起动器断电自动切换功能

当主起动器发生故障时，备用起动器自动切换运行。

4.4报警功能

当出现故障和瓦斯超限时，连接的声光报警装置及时自动提醒现场工作的人员。

采取相应措，解决异常情况。

4.5成套装置自动调节风速功能

成套装置根据现场所接瓦斯传感器所测的瓦斯浓度，自动调节风速。

瓦斯传感器T1为掘进面迎头瓦斯浓度值，T2为掘进巷道回风流瓦斯浓度值，T3信号线为回风巷道混合处瓦斯浓度值，F1为掘进面迎头风速。

4.5.1自动排瓦斯功能

4.5.2自动通风功能

4.6手动调节风速功能

可通过变频器显示面板或起动器显示面板的人机界面来设置变频器的输出频率，从而实现手动控制来调节风量。

4.7瓦斯电闭锁功能

5、达到的效果

5.1防止瓦斯超限，实现瓦斯“0”超限目标。

该装置集监测与自动控制为一体，具备局部通风机关联瓦斯浓度自适应“按需供风”功能、自动排瓦斯功能、瓦斯电闭锁功能、风电闭锁功能、双风机双电源自动切换功能，从根本上防治瓦斯超限。

5.2降低工耗，提高劳动生产率

智能局部通风成套装备的运行，有效的减少了井下相关的工作人员，逐步做到“无人则安”，同时，在矿井下监测和排放瓦斯的工作时间大大减少，系统配置一步到位，大风机去换小风机，不需要单级启动，换风筒，低效的测定工作都不再需要。

大大缩短了设备维护、更换时间，节省了煤矿对通风系统的投入，提高了生产效率。

5.3节能省钱30%。

【例】以我公司的2×30kW的对旋风机为例，配备BPB-75/660F变频器计算，设计工况工频运行时的电机输出功率P=85KW，电机效率为η1=0.92；风机效率为η2=0.83，转速比n=0.8时风机效率为η3=0.8，变频后的电机效率为η4=0.875.

变频前电机的输入功率P1。

计算变频后电机实际输出功率P2。

风机节约功率：

ΔP=P1-P2=58.70-32.78

=25.92KW

每度电费按0.7元/kwh计算，则3年节约电费：

25.92kW/h×24h/天×365天/年×3年×0.7元/kWh=47.67万元。

节能效果显著。

三、项目成果

1、发明专利

2、国家科技部项目文件

3、国家科技部验收意见件

4、国家发改委验收文件

5、中国工程院院士推荐意见

四、项目建议

（大区总监带领业务经理和推广工程师完成调研和制作，由推广部部长审核确定后，出具。

）

案例1：

1、需求：

重庆松藻煤电松藻煤矿炮采模式和瓦斯操作规程确定

1）传感器T4的瓦斯浓度达到0.5%以上时，装备能自动切断碛头的生产电源。

2）具有放炮模式，即在放炮模式时，装备运行在工频状态，以最大风量排放放炮瓦斯；

3）装备对矿井电网的谐波污染应符合国家相关规定，不能影响其他通讯及电网质量。

4）在监测传感器正常调校情况下，保持局部通风机的电源，并保持当前通风状态。

5）T3不用

6）T2、T1断点，复电值可调，可以单独控制断电，T1大于等于设定值断电；T2大于等于设定值断电；当T1、T2都小于复电设定值时才复电。

7）装备是否得到煤科院的探头数据共享的授权接入检测装备。

8）采掘面电源，局源（主要是供局扇电源）断电后，再次得电后进入排瓦斯状态，频率由小到大增加，增加到20HZ，从0HZ增加到20HZ的时间延长5-10分钟，之后判断T2小于等于1.0时进入自动通风状态，当T1，T2满足复电值后，给工作面送电；否则保持20HZ，直到T2小于等于1.0，工作面断电。

9）增频值在0.5-0.6增频，当T1大于等于1.0时,T2大于等于0.7时，频率直接增到50HZ，降频值取决于T2。

以瓦斯高的作为依据。

2、项目团队：

项目责任人：

刘伟汉13707326771西南大区总监

项目联系人：

熊金辉13508388229业务经理

项目实施人：

蒋波18673201654推广工程师

3、课题成果：

项目类别：

通风专业项目编号：

重庆松藻煤电有限责任公司科学技术项目

计划任务书

项目名称：

矿井智能局部通风系统试验应用

课题名称:

项目/课题负责人:

雷昌平

起止时间：

2