压风机房风包自动放水装置的设计与应用

杨开路

摘要：煤矿井下采煤工作面的上下巷多数为下山巷道，顶底板有渗水往往流入工作面处，造成积水，严重影响生产。针对这一实际情况，设计了矿用自动防水装置，实现了无人值守自动排水功能。本文从压风机房风包自动放水装置的设计与应用展开探讨分析，以供相关人员参考学习。

关键词：压风机房；风包自动放水装置；设计；应用；

一、压风机房风包自动放水装置的原理

每个矿区生产中必不可少的设备就是压风机，它的主要作用就是把电能转换为风能，从而驱动风动工具。由压风机阴阳转子旋转压缩的风能被储存在风包里，并且每个风包都跟一个风包支管相连接，所有的风包支管最后连通的是风包总管，风包里的风是由风包支管到达风包总管，最后被输送到井下的作业区域。

压风机产生的压风一般都会带有水蒸汽，水蒸汽在进入风包后被迅速凝结成了水，而风包机的水必须要快速的被排除，来保证其设备在井下能正常工作。当前所有的风包都是人工手动放水模式，在每个风包支管上都会装置一个支管闸阀，当需要放水时，手动打开跟风包连接的支管闸阀，达到放水的目的。

二、压风机房风包自动放水装置的设计

2.1自动放水装置组成

图1自动放水装置组成图

设计的自动放水装置是可以根据时间就可以控制核心和通信接口，放水的时间可以自由设定，放水器控制器还能联网施行远程控制。工作人员只需要坐在集控中心就可以时刻知道它的状态，在遇到紧急的情况下，可以远程进行操控开关的操作。

如图1所示，我们知道了自动放水装置的组成部分，从中我们可以看到表示控制的电缆是控制箱到进水球阀、出水球阀以及泄压电磁阀的虚线。它的主要任务就是进行集水和放水。当其开始工作时，相关的设备就是关闭的状态，控制箱最先控制的进水球阀，当发现管道中有水存在，水就可以经过进水球阀进入到储水箱当中，让装置进入集水的状态。进水球阀被打开后，控制箱就开始进行定时，定的时间根据管道存有的水量进行设定，定的时间结束后，控制箱会将进水球阀关闭进行放水。进水关闭储水箱会含有负压，这时如果只是打开出水球阀，水在大气压的作用下很难排出干净，因此，相关人员要将泄压电磁阀打开，使箱中的气压跟外部的气压保持一致，在进行下一步骤。特别注意的是定的时间要保证水会全部流出，当时间一到，控制箱在控制出水球阀和泄压电磁阀进行关闭，等到进水装置打开后，才会再次开始集水。

2.2自动放水装置工作方式

该装置设有三种工作方式，分别是手动、自动以及检修三种模式，它们都可以通过控制箱右侧的转换开关去进行选择。控制箱的面板上分别有4个按钮和一1个4位数码管。数码管可以将定的时间以及控制箱的状态都显示出来，设定按钮是为了更加方便操作。

2.2.1自动方式

自动方式是控制箱根据设定的集水时间以及放水时间去将集水和放水的状态进行切换。当工作方式转换到自动方式时，程序会先自动放一次水，随后在依据设定集水和放水的时间自动切换集水和放水的状态。

2.2.2手动方式

手动方式就需要工作人员按动面板上的1号和2号按钮去控制放水和集水，当从其他方式转换为手动模式的时候，程序会自己最先进入集水状态，随后在根据按得按钮去判断现在是集水还是放水的状态，观察窗会显示出来当前的时间供工作人员参考，当第一位数码管处于亮灯状态表示当前是放水，第二位数码管亮灯表示当前是集水。

2.2.3检修方式

面板上有4个按钮分别代表放水启动、放水停止和集水启动、集水停止，观察窗会显示出当前的时间，当第一个数码管的小数点亮表示出水球阀开到位，第二位数码管的小数点亮表示出水球阀关到位，第三位数码管的小数点亮表示进水球阀开到位，第四位数码管的小数点亮表示进水球阀关到位。

三、压风机房风包自动放水装置的应用

3.1应用目的

矿区井上井下的用风都由压风机担负着，其质量跟用风的单位以及工作人员的安全有着直接的关系。某矿区压风机房有7台压风机，分别有7个储气风包，因为受到压风机自身以及环境的影响，风包里储存的风存在杂志水以及油等杂物，如果不及时排放会给供风质量带来很大的影响，同时也会使风包内部出现污染，降低风动工具的使用年限。某矿压风机房已经实现了无人值守同时具备远程自动化操控，但是放水时间不能达到精准的控制，手动球阀因为经常使用致使存在使用年限缩短以及漏风等隐患，因此，怎么才能实现风包排污阀可以自动控制开关是我们设计的最终目的。

3.2应用流程

压风机风包自动放水控制系统结构要设计的科学合理。该装置是由户外多功能集中控制箱、信号传输线、电动阀门、西门子200系列PLC、继电器、空气开关、彩色触控操作实时显示屏等组成，经过这套装置完成了1号到7号风包的自动以及手动方式的排污功能，实现了风包排污精准无误，同时也保证了供风的质量。多功能集中控制箱是将井下废弃水泵的自动化控制箱进行了改造，将面板旋钮指示灯的接线重新进行了改造，它采用的是西门子200PLC进行自动程序的编程去控制继电器的输出以及电动阀门的开关功能，在经过阀门输入进PLC将采集到的信息进行控制。使用的面板是井下风机MCGS昆仑通态触控操作实时显示屏，经过数据线连到PLC上显示出参数的设定，并且还方便修改。在控制箱上有手动和自动的切换按钮，不仅可以转换更加方便，同时可靠性更高。

3.3应用效果

经过有关人员对投入产出比做出计算，发现在安装该装置后，均采用废旧物资改造投入费用约500元，与以往人员手动逐个进行风包排污阀的开关相比，不但实现了排污阀的自动开关、实时监测，而且还节省了人工投入、免除了球阀的定期更换，按每天节省1小时，每年可节省46个八小时制的功效、约9200元计算，投入产出比为500：9200=1：18.4。收集到的数据跟以往的数据相比较有了很大的改善，即节约了投入成本，也节省了更多的时间。

该装置拥有手动和自动的排放功能，大大改善了因为人工对风包手动放水的不及时，而造成井下压风系统存在积水的现象，帮助我们减少了风包放水系统需要人工维护的使用费用。经过投入使用，改善了因为矿压风机房没有人值守造成的风包排污阀自动控制的技术困难。使用该装置后，可以时刻知道7个风包排污阀的工作状态，排污更加精准，并且供风的质量也有了更高的保障。自动和手动操作模式切换更加便利，使压风机自动化系统更加完善。

结束语

综上所述，上文可以根据时间就可以控制核心和通信接口的自动放水装置，替代了传统机械式自动放水装置的所有功能，同时还实现了控制中心对自动放水器的运程监控，该装置已在矿区投入使用，既节省了成本费用的投入，又使设备运行稳定性更高，在一定程度推动了煤矿井下电控设备的一体化管理。

参考文献：

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