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平煤十矿主排水泵房综合自动化改造.pdf
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1、2 0 1 4 年第 1 1 期 中州煤炭 总第 2 2 7期 平煤 十矿主排水泵房 综合 自动化 改造 谢 米 罗 ( 平 煤 股 份 十 矿 , 河 南 平 顶 山4 6 7 0 0 3 ) 摘要 : 目前主排水泵房设备 普遍采用的人工操作 管理 过程繁琐 , 特别 是开关 闸阀劳动 强度 大 , 水泵启 动 时间 长 , 自动化程度低 , 不能经济运行。利用 P L C技术 与现代 自动控制技术 , 对平煤 股份十矿 的主排 水泵房进 行 综合 自动化改造 , 实现 了泵房的无人值 守和 经济运行 。 关键词 : 水泵 ; 综合 自动化 ; 无人值 守 中图分类 号 : T D 6 3
2、6 文献标 志码 : B 文章编号 : 1 0 0 30 5 0 6 ( 2 0 1 4 ) 1 1 0 0 9 9 0 3 煤 矿 主排 水 系统作 为矿 井水 循 环系 统 的关键 环 节 , 对 矿井 安 全 生产 具 有 重 要 意 义 。平 煤 股 份 十 矿 主排水 泵 房设 备 的运行 与管 理 以及水 仓水 位 的观 察 目前 普遍 采用 人工 操作 方式 , 操 作过 程 繁琐 , 劳动 强 度 大 ( 特别 是 开关 闸 阀 ) , 水 泵 启 动 时 间长 , 自动 化 程度低 , 不能经济运行 。为适应平煤 十矿建设信 息化现代化矿井的需要 , 必须进行 主排水泵房综合
3、 自动化的改造 , 提高矿井综合 自动化水平 和经济安 全运 行水 平 。平煤 股份 十矿矿 井 涌水 主要来 自二水 平 , 有 1个 中央泵房和 4个采 区泵房 ( 己四采 区泵 房 、 东 区泵房 、 中区泵 房 、 通排 泵 房 ) , 采 用分 段 提 升 方式 排水 , 其 中己 四采 区涌水 量较 大 , 因此 考虑 进行 己四泵房 和 一3 2 0 m 中央泵 房 的 自动化 改造 。 1改造 方案分析 一 3 2 0 m 中央泵 房水 泵配 有 MD 2 8 0 6 5 8 4水泵 1台 , 单 泵 最 大 排 量 2 8 8 m h ; 2 0 0 D 6 58水 泵 2
4、台 , 单泵 排 量 2 8 8 m h ; 配 套 电 机 均 为 Y B 5 6 0 M2 4 型 , 功 率 7 1 0 k W , 电 压 6 k V。 己 四 采 区 泵 房 配 有 2 0 0 D 一 6 5 9型水 泵 , MD 2 8 0 6 59型 水 泵 1台 , 每 台水泵 配备 Y B 6 3 0 S 1 _ 4型 8 0 0 k W 电机 , 电压 6 k V。 此次 主排 水泵 房设 备 的综合 自动化 改造 主要 包 括 : 完 善水 泵水 位 的监测 与控制 ; 调 整水 泵 的启 动水 位以实现经济运行 ; 在泵房 以及地面安装集 中 +就 地 监 控系 统等
5、 。监 控 系统 引 入 后 , 即可 提 升 整 个 泵 房 设 备运 行 的 自动 化水 平 , 完善 操作 模式 、 提 前对 透 收 稿 日期 : 2 0 1 4一 O 7 2 3 作者 简介 :谢 米罗 ( 1 9 7 9 一 ) , 女 , 河南 平顶 山人 , 助理工 程师 , 1 9 9 8 年 毕业 于武汉铁 路运输 学校 , 现从 事矿井 机电系统 的优化 研究及技 术 管理 工作。 水 事 故进行 预 警 , 从 而保 障安 全 生产 。 1 1水位 的监 测及 控制 水 位控 制 是大 泵 自动化 控制 的核 心 。水位 监测 采 用 2台互 为 备用 的投 入 式 液
6、 位计 , 同时 又 增加 了 浮球 开关 作为 开关 量 备 用 方 式 进 行水 位 监测 , 保 证 水位 监测 的可 靠性 。系统 遵循 “ 均 匀 磨 损 ” 和 “ 避 峰 填谷 ” 2个原 则 , 根据 水仓 水位 的高低 并 考 虑水 泵 的 “ 均匀 磨损 ” 原 则 , 控 制 水泵 的启 、 停 数 量 , 保 证 水泵 均衡 使用 。为 达 到经 济 运 行 的 目的 , 高 电价 时 间段 内 , 在 保证 水 位在 警 戒 水位 以 下 的前 提 下 对 水 泵 的 启动 水位 向上 进 行 调整 , 即 尽 量减 少 水 泵 在 高 电价 区间段 的运行 时 间
7、。 1 2控 制及 执行 系统 控制 系统 采 用 集 中 +就 地 控 制 , 能 够 实现 远 程 控制 , 并 在每 个泵 房安 装 监控 系统 1套 , 实现 工业 电 视在 线 监视 , 地 面水 泵 集 中监 控 系 统 可 以 实现 己 四 泵 房 、 一3 2 0 m泵 房 的主要 参 数 在线 监测 , 并 能进 行 开 停泵 操作 。 执 行 系统 由 电动 闸阀完成 , 代 替人 工操 作 , 通过 就 地控 制柜 实现 启 停 操 作 , 上 位 机 时 刻存 储 监 测 数 据 , 用 于信 息判 断 。单 台大泵 控制 流 程如 图 1 所 示 。 1 3操作模 式
8、 及转 换 系统 应具 有 “ 井下 自动 ” 、 “ 远 程 控 制 ” 及 “ 手 动 操 作 ” 3种 操作 模式 , 以方便 进 行 操作 检 修 。这 3种 操 作模 式 原则 上遵 循 “ 井 下 优 先 ” 的原 则 , 手 动 进行 切换 。 ( 1 ) 远程控 制。地 面监控平 台能够监测水位 、 电压 、 电流 、 温度、 振动 、 液位 、 流量 、 压力等参数 , 并 具 有统 计 、 查询 的功 能 。地 面操 作 人 员 可 根 据水 仓 显示的水位 , 在地面通过监控平 台确定需开泵台数 及远 程控 制 水 泵 开 停 , 电 动 机 及 其 阀 门 的 开 、
9、停 由 99 2 0 1 4年第 1 1 期 中州煤炭 总第 2 2 7 期 P L C控 制执 行 , 即 P L C完 成单 台水 泵 引水 、 启 泵 、 开 电动 闸 阀等 自动控 制 。 开始 Y 检查各种保护 电流正常 、 , 、 力流量正 开启射流 匠 圃 关排气 阀 、真空泵 r一 Y Y l - _ 一 面 N N Y 图 1单 台大 泵控 制 流 程 报警 ( 2 ) 井下 自动。由液位传感器连续检测水仓水 位 , 按 照工 艺 流程控 制水 泵及 闸 阀的 开启 , 根据水 仓 水 位及 设计 原则 , 合 理调 度 , 自动 开停某 台水 泵 。在 正 常水 位 时 ,
10、 各 台水 泵能 自动 轮换 工作 , 最大 涌水 及 突 出涌水 时 , 自动 投 入 必要 数 量 的水 泵 运 行 。在 此 方 式下 可 实现无 人 值 守 。当水 泵 出现 故 障 时 , 能 够 及时报警 , 并能够 自动开启备用水泵。根据水泵使 用 台数 和水 位变 化 率情 况 判 断 矿 井 涌 水情 况 , 从 而 确 定水 泵增 加 台数 。 ( 3 ) 手 动 操 作 。井 下 每 台 泵 配 1台 就 地 控 制 柜 , 在通 信及 P L C故 障情 况下 仍 然 可 以手 动 就 地操 作。可操作任一水泵电机 、 闸阀的开关 , 实现不通过 P L C完 成水 泵
11、 的启停 。系统在 手动 操作 模式 下 可 以 完全脱离 P L C进行手 动的单步操作。系统在 每台 泵附近设置就地控制柜 , 确保了手动操作的直观性。 1 4紧 急情况 的预 警及 处理 通过检测水仓进水量的变化率 , 对透水事故进 行 预警 , 在确认 进 入 紧急状 态模 式后 , 系统 以最快速 度将 允许 启动 的所 有 水 泵 开 启 , 以最 大 排 水 量进 行 排水 , 尽量 降低 事 故造成 的危 害 。 1 00 2 系统组成 井 下监 控装 置包 括集 中控 制柜 、 就地 控制 柜 、 电 动阀 、 传感器等 , 井上调度室安装监控软件, 进行在 线 数据 监测
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- 关 键 词:
- 平煤十 矿主 排水 泵房 综合 自动化 改造
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