摘 要： 对目前煤矿常用的压风机安全保护系统存在的不足之处和不安全因素进行了分析，同时也对晋华宫矿压风机安全保护系统出现的问题、改进内容、改造方案、设计依据与选取参数以及实施效果进行了介绍。结合现场使用条件和现行新技术发展方向，提出了进一步的研究和开发内容的建议。qeB压力变送器_差压变送器_液位变送器_温度变送器
引言
煤矿压风机担负着井下生产中常用的多种气动机械如风镐、风钻、风吊、水泵所需的压缩空气，以及为风动水幕防尘中提供风动力，所以，压缩空气在煤矿承担着重要的生产任务。 煤矿压风机配置方式有井上地面集中布置和井下移动或就地巷道布置，本文研究压风机安全保护改造为井上地面集中布置。煤矿压风机既是生产设备又是重要的安全设备，因为有高压容器等部件，也属于特种安全设备。 因此，压风机的安全保护系统随着科学技术进步不断被研究和开发，本文介绍晋华宫矿因地制宜对本矿使用的压风机安全设施和系统进行的改造，希望能为煤矿同行和相关生产厂家提供参考。
1 存在的问题
（1）压风机长期运行的储气罐底部常有积油，长时间在高温作用下会碳化，使其闪点下降，当储气罐内的温度超过积碳油的闪点便产生爆炸，因此，储气罐内要定期清理积油。 晋华宫矿压风机储气罐使用人工手动定期排污，由于时间间隔和积油量的不确定性会影响储气罐的安全运行，故进行了压风机储气罐的自动排污适应性设计和改造。
（2）压风机使用的储气罐属于高压力容器类特种设备，用于储存压缩空气的容器，能稳定地输出压力空气供井下风动设备使用，储气罐内的温度过高
会导致底部的积碳高温作用下发生爆炸。新版《煤矿安全规程》四百三十四条规定：储气罐内的温度应当保持在 120 ℃以下，并装有超温保护装置，在超温时能自动切断电源并报警。 早期设备厂家未设计此项保护，为了保障安全，需进行压风机储气罐超温声光报警等适应性改造。
（3）空气压缩机冷却为水冷方式，冷却循环水的质量及温度直接影响着空气压缩机主机的安全运行，设备机房地处风井山上，该处风、大尘多，虽然对水池进行了密封，但还是难免有杂物进入水池，形成悬浮物从而通过循环管路进入主机。 造成设备运行进出水温度差小、冷却效果差问题。
2 改造内容
以晋华宫矿北山空压机及安全保护系统为例，主要由 JN250-8 型空压机 3 台及 HCM355-4×3 电动机、Y14D50029×3 储气罐、U7A50019 油气分离器和 850FZL×2 排风扇组成供风系统，由高压变频器、高低压开关和监控装置组成控制及安全保护系统。
2.1 压风机储气罐自动排污系统
设计原理是在储气罐的排污管路上加装电磁阀，利用智能时间控制器对电磁阀进行智能控制，实现了储气罐的自动定时排污，确保储气罐内排污的可靠性。 原理图如图 1 所示。
由于检测或判断污油状态的方式不同，排污控制方案也不同。 若用污油液面传感器监测，可直接输出数字信号到集中控制系统，控制储气罐排污管路上加装的电磁阀，实现精准合理排污油。 但是，此方案中传感器在已经定型的储气罐上安装困难大，需要在罐壁上开孔会带来不利因素。 用智能时间控制器对电磁阀进行智能控制，也可以实现储气罐的自动定时排污，安装便利，容易实施，但是需要进行合理的调试。 为此进行排污模拟试验，依据压力、流量和时间进行试验和测量，选择了合理的管径、电磁阀截面和电子时间控制器参数。
（1）电磁阀的选取
由于电磁阀安装在储气罐排污管上，压风机长期运行会使储气罐排污管温度较高，故对温度的要求比较高。 所以选取了 2W250－25 电磁阀。
（2）时间控制器的选取
NKG1 时控开关是以时间为控制单元的控制元件，能根据用户设置的时间，自动打开和关闭各种用电设备的工作电源，时控范围 1 min～168 h。其特点：
①16 组开关设定：开关时间可按天或周循环#多可以设定 16 次开/关动作；②自锁功能：15 s 内无操作自动锁屏，连续按取消键 4 次可取消锁屏，杜绝误操作； ③采用 8 位微处理时控芯片封闭在 PCB 板上，外围使用贴片元件，LCD 液晶显示屏； ④全封闭防水按键 ：多加了 1 层高清附膜，解决了橡胶按键不防水、藏灰而造成的短路现象。 机械寿命 3 万次，电气寿命 1 万次。
2.2 压风机储气罐超温度声光报警系统
在储气罐上安装
电接点温度计，通过电接点温度计内的触点开闭控制空压机的急停开关动作，在储气罐温度超过设定值时能自动停机，且在电路中加装蜂鸣器报警，使储气罐温度超限时达到报警的目的。
（1）电接点温度表的选取
由于电接点温度表安装在室外储气罐上， 气候条件比较恶劣。 因此选取 WSSX-401 系列
电接点双金属温度计。
（2）继电器的选取
由于继电器的工作时间长，电压波动大。因此选取 JZX-22F(D)/2Z 小型继电器。 选择其合理参数及技术性能： 触点材料银合金， #大开关电压 250 VAC/125 VDC，#大开关电流 4 A，电气寿命 1 万次、机械寿命 10 万次，动作时间小于 25 ms、释放时间小于25 ms。
（3）电喇叭的选取
由于警报器和操作人员距离比较远，再加上空压机的噪声也很大，所以选取DDJ-1 车用警报器。其 特 点：外 壳 具 有 防水性能，并装有定向发射声音及增加输出声音功率的喇叭筒，从而使声音能达到90 dB。
在储气罐上安装电接点温度计，通过电接点温度计内的触点开闭控制空压机的急停开关动作，使储气罐温度超过设定值时自动停机，避免储气罐温度超限；在电路中加装蜂鸣器报警，使储气罐温度达到上限时报警的目的。
2.3 冷却系统
针对原凉水塔采用防水防潮电机，电机置于塔顶，事故率高，检修不方便；原抽出式凉水塔冬季进风易堵塞，影响冷却效果；以及费水不防尘的问题。采取了将鼓风机配置普通电机，安装在塔体外，便于维护维修，凉水塔采用压入风流，风流由下而上，热交换时间长，冷却效果好，以及外套全封闭结构和塔体上出口置于侧面，避免了水的浪费和防尘。原来由40 ℃只能降到 35 ℃左右，现在可以降低到 30 ℃左右。 设计图如图 2 所示。
压入式凉水塔原理由原来的抽出式空气交换改造成压入式空气交换，其优点：①塔体全封闭，保证了水质；②鼓风机使用普通电机、安在塔体外便于维护，以前是防水防潮电机，安装在塔体顶端事故率高，检修不方便；③抽出式冬季进风易堵塞，影响冷却效果，这是针对北方地区冬季保障凉水塔正常使用的适用性改造，使用效果良好。
3 分析与探讨
（1）储气罐积油排污传感器和很高温限制的温度传感器，生产厂家统筹考虑后在制造中安设更合理的传感器。 就像大型电动机定子绕组温度传感器一样，在制造电机中预埋定子内壁中。 使用方便，性能准确，安全可靠。 安全监控内容更全面、更完善，为远程监控和无人值守奠定基础；
（2）凉水塔也应该制造出不同结构类型的，作为可选配置部分，由用户依据现场条件和环境进行合理配置，更好发挥系统的综合性能和安全可靠性；
（3）在压风机安全集中控制系统上又增加了视频监视系统。 建议将集中控制系统和视频监视系统结合起来，加入图像识别技术等，开发出功能更强大、安全更可靠的智能监控系统，为真正意义上的无人值守奠定基础。
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