空压机结构元件革新预设及运用

日期:2018-07-01 人气:890


  1、概述

      空气压缩机是一种将电能转变为空气压力能的能量转换装置。它产生的压缩空气提供给各种风动工具和设备动力,为矿井生产建设服务。它在煤矿生产建设中占有重要地位,被称为煤矿四大机械设备(组成:驱动装置、变速装置等)之一。其运行性能的好坏直接影响煤矿的生产效率和安全。因此对整个压风机房的进行实时监控和安全保护,可以进一步提高设备的安全性,可靠性和利用率,提高煤矿的管理水平,改善工人的劳动环境产生良好的经济效益(Economic performance)和社会效益。
  2、空气压缩机变频改造系统(system)概述
  某煤矿现装备共有3台螺杆式空气(Basin air)压缩机(compressor),其中两台为20m3 /min型,一台40m3 /min.压风机房供电采用矿井为压风机专门设置6kV变,配电所。金沙澳门官网工作时,空气经过自洁式空气过滤器被吸入,通过PLC自动清洗过滤器,空气在经过进口导叶自动调节后进入一级压缩,经一级压缩后的气体温度较高,然后进入中间冷却器进行冷却(水走管内,气走管外,中冷器的水流量要求为110m/h)之后进入二级压缩系统变电所的6kV主电源为两回路,一路工作,一路备用,故障后手动切换。6kV系统采用单母线分段运行方式。
  压风机房设计(design)安装(installation)2台20m3 /min,0.8Mpa压缩机,每台压缩机配1台110kW异步电动机。1台40m3 /min,0.8Mpa压缩机,压缩机配1台220kW异步电动机,目前的运行方式方法异步电动机直接启动,平时40立方压缩机一直运行,当风压(wind pressure)不足时再手动启动一台20立方空压机,另外一台空压机作为备用。空压机的长时间空转导致大量的能源浪费,另外一方面增加矿方的生产成本。为降低能耗,节约成本,此次改造中利用变频器驱动异步电动机,使电动机根据风量及风压的要求运转,节约大量的电能,也就是节约生产成本。根据经验数据及各矿生产情况的不同,节能大约在40%以上,设备的投资在2-3年的节能款中收回。
  针对老系统变频改造提出了几点要求。
  (1)利用变频器驱动电动机。
  (2)三台空压机分别可以单独控制,可实现单机直接启动(start up)运行。
  (3)三台空压机可以实现联动控制,当平时正常工作的40立方空压机不能满足风压要求时,自动启动一台20立方的空压机,一台空压机不能满足风压要求时再启动另外一台20立方空压机。
  (4)三台空压机仍需保证独立,每台都可以停电检修,不影响另外两台的运行,空压机的联动逻辑仍需能保证最优化运行。
  (5)三台空压机的运行状态须在总值班室监视,包括所有的压力和温度信号,变频器电压,电流,马达转速等。金沙澳门官网在启动前,首先启动油泵控制系统,油泵控制系统启动后保证空压机各润滑部件润滑良好,同时油泵控制系统可通过内置的温控阀来调节内部油压和油温,以满足系统需要。
  3系统结构。
  三台空压机中有一台处于长期备用,出于成本考虑,选用2台变频器驱动常用两台空压机,一台250KW变频器驱动220kW电机,一台132KW变频器驱动110kW电机。备用压缩机还是采用直接启动的方式方法。
  从集成化,网络化的角度来设计压风机房的集中控制系统,使系统做到安全,可靠,经济,操作方便。昆山空压机维修在启动前,首先启动油泵控制系统,油泵控制系统启动后保证空压机各润滑部件润滑良好,同时油泵控制系统可通过内置的温控阀来调节内部油压和油温,以满足系统需要。系统为二级分步式计算机集散式控制系统,对压风机运行的过程进行检测(检查并测试),显示,控制,保护,管理。系统分操作站(上位机及操作PLC)和现场控制站两部分。现场控制站采用SIEMENSS7-300系列PLC,操作站采用SIEMENSS7-200系列PLC.两台变频器,现场控制站(主控PLC)和操作站(操作PLC)
  组成DP网络,变频器的控制数据(data)及运行反馈(fǎn kuì)数据通过DP网络与现场控制站进行交互,操作站主要与现场控制站进行数据交互,传递控制指令及运行状态(status)反馈等。
  编程器,触摸屏,现场控制站,操作站组成MPI网络,编程器对三方都可进行编程调试,触摸屏采集现场控制站和操作站的运行数据来进行人机交互。
  4空气压缩机(compressor)的控制功能实现。
  4.1启动功能。
  主机启动前确认压风机出口管路的电磁阀(magnet valve )处于关闭状态,系统检查变频器是否处于待机状态,接到司机台的启动命令,控制器启动变频器,空压机开始运转当压力达到设定的0.6MPa时维持当前的空压机转速(Rotating speed),打开空压机出口阀门,空压机投入运行。S7-300可实现压力闭环,闭环的输出控制变频器的转速,维持压力恒定。另外单台空压机的工作状态上传(Upload)给总控PLC,由总控PLC确定是否需要启动另外一台空压机。
  4.2自动保护。
  电控系统对主机和电动机应设有排气超压/超温,变频器故障,润滑油超温,轴瓦超温,冷却水压低,润滑油压低等自动保护。
  (1)主回路故障:当电动机(Motor)主回路因故过电流或过电压时,控制系统(system)应自动停机并全卸荷。
  (2)冷却水系统故障(fault):本技术规格书要求冷却水泵与风机的闭锁,当冷却水的进口压力低于压力调节仪设定的下限值(共两级)时,控制系统应根据情况(Condition)自动发出声光报警(Call the police)或停机并全卸荷。
  (3)润滑油(Lubricating oil)系统故障:本技术规格书要求润滑油泵与风机的闭锁,当润滑油的压力低于压力调节仪设定的下限值(共两级)时,控制系统应根据情况自动报警或停机并全卸荷。
  (4)排气超限:无论压缩机处于何种负荷调节工作状态,当Ⅰ(Ⅱ)级排气压力超过压力调节仪设定的上限值(共两级)
  时,控制系统(system)应根据情况自动发出声光报警或停机并全卸荷。
  (5)温度超限:温度超限的保护范围(fàn wéi)包括Ⅰ级排气,Ⅱ级进,排气,润滑(lubricating)油,后冷却器,前,中,后轴瓦的温度,当上述温度超过温度调节仪设定的上限值(共两级)时,控制系统应根据情况(Condition)自动发出声光报警(类型:警报器)或停机并全卸荷。
  4.3参数测量。
  包括有压力测量,温度测量,电动机电气参数测量。
  (1)压力测量:压力测量的范围(fàn wéi)包括排气压力,润滑油压力,冷却水进水压力,储气罐压力以及空气过滤(filter)器进排气压差测量。压力测量采用压力传感器加压力变送器,并给PLC系统提供测量到的数据。
  (2)温度测量:温度测量的范围包括排气温度,润滑油(Lubricating oil)温度,后冷却(cooling)器排水温度,储气罐温度以及前,中,后轴瓦温度,温度测量采用温度传感器加变送器,并给PLC系统提供测量到的数据。
  (3)电动机电气测量:电气测量范围包括电机主回路电流,有功电度,功率因数,励磁电压,电流。
  4.4单机和三机自动(automatic)运行控制功能。
  控制系统(system)为每台压风机配置单机配电和控制系统包括变频柜。当压风机单机运行时可实现主机的启动,正常停止(stop),紧急停止,自动调节等控制,同时实现对主机的各种自动保护(bǎo hù ),参数测量。
  系统应能实现对3台压风机的联锁自动控制,根据环境条件和生产情况的变化自动控制压风机的启动,正常停止,紧急停止,负荷调节,同时实现对主机的各种自动保护,和参数测量。三机联锁控制采用PLC系统,设置三机联控柜和集中控制操作台。
  4.5系统数据记录(jì lù)功能。
  系统数据(data)记录功能实现了实时数据记录以供查询运行状态及进行故障(fault)分析。昆山空压机是回转容积式压缩机,在其中水或其它液体当作活塞来压缩气体,然后将气体排出。
  在历史数据(data)查询界面,通过上位机可对排气压力,风包压力,排气温度,风包温度,排水温度进行查询,对实时数据进行分析。系统中主要故障为通讯故障,空压机故障,变频器故障,传感器故障几部分。通讯故障在本系统中分为两种,一种为MPI通讯故障,第二种为DP通讯故障。系统具备自诊断通讯故障功能。当启动后,变频器与主控回路正常(normal),空压机仍然不启动,检查空压机本身是否显示故障。变频器出现故障后,电机无法启动。此时查看变频器操作控制装饰面板上显示的故障代码,查找说明书上的故障报警信息源。在空压机运行过程(guò chéng)中,监视不到某一个传感器的信号,检查传感器线路是否有问题,或换个新的传感器,检验是否传感器损坏。
  5结语。昆山空压机是一种用以压缩气体的设备。空气压缩机与水泵构造类似。大多数空气压缩机是往复活塞式,旋转叶片或旋转螺杆。离心式压缩机是非常大的应用程序。
  系统自投入运行一年来稳定可靠,满足了生产的需要,达到了预期的目的。实践证明,变频器用于空气压缩机具有可靠性高,节能效果显着,大大最大化减少了设备维护工作(gōng zuò)量及降低维护费用(expense)等优点,具有明显的直接和间接经济效益。



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