摘 要：通过对潘三矿东风井主通风机系统存在的问题进行综合分析，阐述了本次技术改进的必要性和可行性，拿出了具体的改进方案，并对优化后的系统进行了效果评价。
关键词：主通风机系统；优化方案
1 概述
潘三矿东风井选用的是英国豪顿公司生产的ANN2960/1600B型轴流式通风机，该风机采用约翰芬雷工程技术有限公司的PYFK-1/2000型控制系统。在该风机实际运行过程中，通过对该套电控系统进行综合分析，发现了不少缺陷和问题。
（1）该风机起动前，叶片处于最小角度位置（约10度），风机电机在最轻负荷下起动。在电机启动结束后，叶片将会自动调整到设定角度，风机进入正常运行状态。通过叶片位置指示器，或组态软件上的叶片角度电量反馈信号，以及相应的风量、负压值，确认叶片是否到达设定角度。
但在使用过程中出现过风机叶片角度自动回零、风机失速的故障。虽未造成重大通风事故，但也给矿井通风带来了极大的安全隐患。当时采取的措施是将叶片执行器功能选择菜单选择在近控位置，手动将叶片调至工作位置，才使风机能正常运行。
（2）在主通风机的各种保护中，电机轴承超温保护为其中的一种。其原理是将PT100温度传感器(通过温度的变化改变其阻值的大小，电阻越大，温度越高)的感应信号传送给PLC模拟量输入模板，当温度达到报警值或断电值时，PLC执行对超温的报警和停止风机运行。
在实际工作中，PT100温度传感器及其相关电路一旦发生断线故障，其电阻将变的无穷大，此时反应在PLC上就是温度最高值，立即就会导致风机断电停机，给矿井通风系统带来巨大的安全隐患。
（3）风机风门是矿井主通风机的最关键部件之一，潘三矿风门装置是由无锡飞逸有限公司生产的，机械传动是蜗轮蜗杆减速机构，由风门执行器控制，风门闸板采用的是百叶窗式结构。
①每台风机只有一个风门，如果在风机切换过程中开关风门时发生电气故障，可以通过风门减速器上的手把用手摇动风门，使风门开关到位。这种风门存在较大的缺陷：如果风门蜗轮蜗杆减速机构发生故障卡死，这时不论是电动还是用手动风门都无法开关，会造成启动备用风机时风流短路，矿井无法进行正常通风，且停机处理时间远远超过10分钟，就会造成重大事故的发生。
②当主通风机如果发生进线故障停电时，启动备用风机的条件之一是故障风机的风门必须关闭到位，这时故障风机高低压电源都失电，风门没有电源动力不可能关闭，备用风机就不能自动启动，通过低压电源倒电或人力盘动风门执行器，很难在10分钟内完成风机切换任务，可能造成井下瓦斯超限，后果非常严重。
针对上述三种情况，我们计划对主通风机现有系统进行优化，从而根本上解决这些问题和隐患，确保主通风机的安全运转。
2 优化方案
2.1 增加超温停机保护的抗断线保护电路
主通风机正常工作时，由于温度从报警值升至断电值有一个时间过程，不可能发生跳变，所以根据温升的时间来判断是正常超温还是PT100温度传感器线路断线。我们设定温升时间大于2秒则判定为正常超温，如果温升时间小于2秒，则判定为PT100温度传感器线路断线，此时只报警，提醒检修人员进行处理，而不停止风机运行，从而有效的提高了风机运行的可靠性。
具体工作原理如下：
I0.1、I0.2通过异或门电路，只有状态不同时，才能输出高电位，经过T0.1延时2秒后，M10.2输出高电位，经过SR触发器保持，为停车做准备。
当PT100温度传感器线路断线，I0.1、I0.2同时由低变成高，M10.1为低电位，即使在翻转过程中有可能有瞬时高电位，因在2秒以内，定时器T0.1不动作，M10.2、M10.3为低电位，不停机。
M10.3另接一路报警回路，如果M10.3输出高电位，司机或检修人员必须到现场，只有手动复位才能解除报警。
地址说明：
I0.1: 温度保护器高温报警信号
I0.2： 温度保护器高温停车信号
I0.3： 手动复位报警信号
T0.1： 接通延时定时器
M10.0：其它保护停车信号
M10.1、M10.2、M10.3、M10.4为中间存储器
M10.5：SR触发器
Q0.1： 输出停车信号
Q0.2： 输出报警信号
2.2风门优化方案
①百叶窗式风门应急开关技术方案
我们通过认真观察，反复研究，发现该风门的减速机构与风门百叶窗之间是通过拐臂和连杆进行连接的，把减速机构与百叶窗最下面的拐臂之间连接螺栓去掉，换成带开口销的销轴，再在拐臂相应位置焊接两块开到位和关到位定位装置，保证风机风门开关到位。
此时，不论风门发生电气故障还是减速机构发生机械故障，操作人员都可以迅速把连接销轴去除，使用撬棍撬动拐臂把风门开到位或关到位，再通过定位装置把风门固定好，然后就可以启动风机。通过实际操作，整个过程只需要两分钟左右，为风机切换节省了宝贵的时间。
②主通风机风门双电改造
自行安装改造了一套风门电源自动切换装置，当在用风机高压或低压故障失电时，该装置可以自动切断风门故障段低压电源，投入另一段正常低压电源为该风门供电，使风机可以按照设定的故障倒机程序自动完成风机故障切换任务，同时向PLC柜发出报警信号，提醒操作人员注意，通知相关检修人员尽快解除故障，保证风机完好备用。
3 效果评价
通过对东风井主通风机增加超温停机保护的抗断线保护电路以及风门优化方案，不仅完善了风机的安全保护，提高了风机的安全性能，而且大大缩短了故障状态下风起动机时间，降低了操作人员和维护人员的工作强度，从而可以有效的避免矿井较大机电责任事故的发生。
论文作者:田春阳
论文发表刊物:《中国电业》2019年第11期
论文发表时间:2019/9/29
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