远程无人值守智能自动化通风系统

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 本系列煤矿风机用隔爆型真空电磁起动器（以下简称起动器），是我公司专门为局部通风机的控制研发的起动器，可在双风机、双起动器联机情况下使用。当主、备起动器联机时，可实现局部通风机自动无源切换，提高供风系统的可靠性。

适用范围，本系列起动器主要用于含有甲烷和煤尘爆炸性气体环境的煤矿井下，在交流50Hz，额定电压 1140V、660V,控制额定电流分别为80A、120A、200A及以下的局部对旋通风机的起动和停止，可实现两台起动器之间的主备电源的切换控制，还能对电机及有关电路进行保护，也可用于非煤环境中。

隔爆型真空电磁起动器结构及功能特点

1、 起动器壳体釆用钢板焊接结构，壳体为隔爆型防爆结构（见图22）;

2、 起动器釆用快开门结构，并设有机械闭锁装置，方便使用及检修；

3、 起动器由主腔、接线腔、箱门、底托架、可推拉本体板等部分组成。操纵手柄和机电闭锁螺栓装在主腔体上，可推拉本体板装在主腔内（见图23、26）;

4、 接线腔内为：电源进线和负载的输入线。风电闭锁、瓦斯电闭锁接线柱等（见图24 ）;

5、 主腔内可推拉活动的本体板上装有真空交流接触器、电机综合保护器、中间继电器、时间继电 器、控制变压器、熔断器、瓷接线柱、RC阻容吸收装置等元器件。箱门的内侧则装有操作按钮、转换开关、显示屏等元器件（见图25 ）；

6、 可起动器可单、双回路输出；

7、 可在双风机、双起动器联机情况下使用。当主、备起动器联机时，可实现局部通风机自动无源切换，提高供风系统的可靠性；

8、 该起动器既可在自动工作状态下，控制风机的一、二级电机起动与停止，也可在手动工作状态下，控制风机的一、二级电机起动与停止。

隔爆型真空电磁起动器技术参数

1、 额定电压：1140V、660V；

2、 额定电流：80A、120A、200A；

3、 电源额定频率：50Hz；

4、 回路数：二回路；

5、 工作制:S1；

6、 使用类别：AC-3；

远程无人值守智能自动化通风系统选型原则

1、 井下空气成分必须符合煤矿安全规程*百条要求：釆掘工作面的进风流中，氧气浓度不低于20%，二氧化碳浓度不超过0.5%；有害气体的浓度不超过煤矿安全规程表1规定；

2、 井巷中的风流速度应符合煤矿安全规程*百零一条要求（风速应在0.25-4m/s之间）；

3、 掘进工作面必需保证每人每分钟4立方新鲜空气；

4、 局部通风机应按掘进巷道长度*困难时期来选型；

5、 局部通风机进风口处巷道风流量应大于局部通风机*大进风量；

6、 为了便于增风，装备选型时应考虑风机比普通风机稍大的富余量。

环境要求

1、 海拔高度W 1000m,当大于1000米时，降容选型；

2、 温度：—5°C40*0;

3、 周围空气的年平均相对湿度：95%~98% （ 25*0时）；

4、 适用于有甲烷等气体同空气形成的爆炸性混合物的矿井中；

5、 与水平面安装的倾斜度W15度；

6、 在无明显摇动和剧烈冲击振动的地方；

7、 在有防止滴水的地方；

8、 安装类别：为m类；

9、 污染等级：为三级。

地下开采智能自动化通风系统节能分析

风机类负载多是根据满负载工作需风量来选型，实际应用中大部分时间并非满负荷工作状态。当电机在额定转速的80%运行时，理论上其消耗的功率为额定功率的（80% ）3，即51.2%，去除机械损耗、电机铜、铁损等影响，节能效率也接近40%。

由于变频器可实现大功率永磁电动机的停、起，避免了启动时的电压冲击，减少永磁电动机故障率，延长使用寿命，同时也降低了对电网的容量要求和无功损耗。

（—）系统节能原理

当风机的转速从几变为、时，Q、H、P大致变化关系为：

Q1 = 0（〃2 1） = （n2 /%）2 P2 — （〃2 /〃1）3

Q—风量；H—风压；P—风机功率

由上式可知风机流量与转速的一次方成正比，压力与转速的二次方成正比，而轴功率与转速的三次 方成正比。

（二）系统节能效果

Paf为不同频率下风压与风量曲线。Ps伪不同频率下风机输入功率与风量曲线，两者是根据实测数

据绘制。Pres为直径800mm的风筒，在不同送风距离下的风阻曲线。假设工作面需风量为400m3/mino

1、 送风距离300m时，变频风机可以工作在1点，运行频率约36Hz，消耗功率P1，工频风机工作在

1'点，消耗功率P1'，节约功率P1 -P1 =39.4-16.8=22.6kW，节电率22.6/39.4x *=57.3%o

2、 送风距离900m时，变频风机可以工作在2点，运行频率约39Hz，消耗功率P2，工频风机工作在

2'点，消耗功率P2'，节约功率P2-P2=51.6-29.1=22.5kW，节电率22.6/51.6x 100%=43.6%o

3、 送风距离1800m时，变频风机可以工作在3点，运行频率约46.5Hz，消耗功率P3，工频风机工

作在3'点，消耗功率P3'，节约功率P3'-P3=58-50.9=7.1kW，节电率7.1/58 x *=12.2%o

如果已知一个巷道长L，釆掘时间T，风筒直径D，工作面需风量Q，百米漏风率P100，假设采掘速度恒定为V，使用变频风机，则有功功率P与时间t的函数：

a为风筒I a p y摩擦阻力系数，根据风筒直径可查；

V等于L/T；

P100为100m漏风率；

n为系统效率(0.45 ~ 0.65)。

巷道长1800m,，一年采完，风筒800mm,工作面需风量400m7min,百米漏风率0.0044，釆用变频风机，则全年用电量W,：

W=1志MlxlWx竺竺骅"xQ3(l —%。)丄* = 2.4214x1()5度采用工频按平均 3600Drj

50kW/h计算，全年用电量W2：

=50x365 x 24 = 4.38 xl0⁵ 度

全年节约电能：

W= 4.38×105 -2.4214×l0⁵ =1.9586xl0⁵度

每度电按0.7元计算,每年节约电费：

¥ = 1.9586×l05 ×0.7 =13.7万元。