KJF05矿井主通风机在线监测系统技术方案.doc
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1、KJF-05矿井主通风机在线监测系统技术方案投标单位:煤炭科学研究总院日期:2010年7月目 录1.1系统概述21.2系统业绩21.3设计依据21.4设计原则21.5系统组成31.6系统功能41.7系统主要设备性能技术指标61.8系统软件介绍161.9系统配置清单38第1部分 设计单位简介煤炭科学研究总院(以下简称煤科总院)成立于1957年,是我国煤炭行业唯一的大型综合性科研开发机构和技术创新基地,是原煤炭工业部直属的科研事业单位,1999年7月转制为中央直属的科技型企业,2008年6月改革重组,煤科总院成为中国煤炭科工集团有限公司的全资子企业。经过50年的发展建设,特别是30年的改革开放煤科
2、总院已经建设成为一个学科门类齐全、专业设置合理、研究方向明确、科技力量雄厚、科研成果领先,在国际上具有较高知名度和较大影响力的煤炭科学技术与工程技术的创新中心与研发中心。煤炭科学研究总院一直是行业科技攻关的主要承担单位,也是行业技术进步的主要支撑力量。建院50多年来,共取得科研成果5600余项,获得国家和省部级科技进步奖、发明奖1000余项,截至2008年获国家级奖211项,占煤炭行业获奖的52%。获得各种专利500多项。承担了煤炭行业73%的国家科技攻关项目、煤炭行业70%的重点科研项目。科技攻关的成果形成了系统、配套、完整、先进的工艺技术和装备,先进和完备的试验和检测手段,为煤炭工业的进步
3、提供了强有力的科技支撑,为集团公司的发展提供了新技术、新产品,培养了新产业。第2部分 煤科总院主要从事煤炭资源勘探、矿井建设、煤炭开采、煤矿安全、煤矿机械、煤矿自动化、爆破技术、煤炭环保和洁净加工利用、煤矿信息和经济管理等领域的科学研究工作,基本上涵盖了煤炭行业所有的专业与技术领域。KJ83煤矿安全生产监控系统及其配套传感器、KJ236(A)煤矿人员管理系统、KT110矿用无线通信系统、KTJ110数字程控调度交换机、KJSNet煤矿安全生产远程网络监控系统、KJ205煤矿共缆工业电视监控系统、KJF-05矿井主通风机在线监控系统与风产定期分析监管系统、JSG9矿井火灾束管监测系统、KJPVR
4、煤矿产量远程可视化监控系统、FBD系列矿用隔爆型压入式对旋轴流局部通风机、KL4LM(Y)矿灯、ZQS-50系列气动手持式钻机等是总院的主要产品。作为科技型企业的煤炭科学研究总院凭借雄厚的技术、设计、开发、生产、服务能力,承担了国家、部委的多项科研项目,积极为煤矿的安全生产服务。总院通过了ISO9001质量管理体系认证,坚持“诚信规范、优质高效、争创品牌、顾客至上”的质量方针,得到了广大煤矿客户的信赖和支持,本院愿为提高中国的煤矿安全自动化水平而不懈拼搏奋进。第3部分 KJF-05型矿井主通风机在线监控系统2.1 系统概述KJF-05型矿井主通风机在线监控系统能够连续在线监测矿井主通风机风量、
5、负压、轴承温度、绕组温度、电流、电压、功率、功率因数、振动、矿井风排甲烷浓度、一氧化碳等参数以及风硐风门、风机开停等运行状态,提供高效、稳定、可靠、实时性强的数据采集、存储、管理、分析等功能,为用户提供了丰富的图表、统计、打印信息,及时了解风机运行状况,为煤矿的安全生产提供保障。系统采用RS485总线方式进行数据传输,方便与其它系统兼容,并且提供通用的联网通讯接口,实现煤矿与市(县、区)信息中心的联网。2.2 系统业绩序号地区单 位产量(万吨/年)签订时间1宁夏神华宁夏煤业集团有限责任公司2009年12月2河南河南正龙煤业有限公司2402006年12月20日3陕西西安建筑科技大学2009年4月
6、8日4陕西铜川矿务局矿山电器厂(7个矿)1502007年11月5山西沁和能源集团有限公司602007年4月2日6山西兰花公司万里矿有限责任公司152007年6月22日7山西山西沁新煤焦股份有限公司3602007年12月11日8山西山西沁水九鑫煤业有限公司152008年2月28日9山西山西汇梅能源股份有限公司2008年12月12日10山西山西兰花集团北岩煤矿602007年4月2日11山西山西兰花集团望云煤矿602007年4月2日12山西山西阳城府底煤业有限公司602007年9月28日13山西阳城县演礼乡清池煤矿302007年4月16日14山西泽州县巴公镇来村矿152007年4月5日15山西晋城市
7、城区核桃洼煤矿152007年6月22日16山西山西沁水湘峪凯安煤业有限公司152007年12月28日17山西高平市赵庄煤矿302007年12月28日18山西高平市牛山煤矿302007年12月28日19山西高平市申家庄矿业有限公司602007年12月28日20山西高平市南阳煤矿602007年12月28日21山西高平市游仙山煤业有限公司302007年12月28日22山西高平市古寨联营煤矿302007年3月21日23山西阳城县山西晶鑫公司卧庄煤矿452007年7月11日24山西阳城县晶鑫公司清林煤矿212007年7月11日25湖北武汉乐鑫经贸发展有限责任公司2009年11月26山东山东丰源煤电赵坡煤
8、矿302010年1月2.3 设计依据煤矿安全规程2010AQ1011-2005煤矿用主通风机系统安全检测检验规范GB 3836.1-2000爆炸性环境用防爆电气设备 通用要求GB 3836.2-2000爆炸性环境用防爆电气设备 GB 3836.4-2000爆炸性环境用防爆电气设备 本质安全型电路和电气设备“i”GB/T 4924.2-93低压电器外壳防护等级GB 12173-90矿用一般型电气设备GB50343-2004建筑物电子信息系统防雷技术规范MT209-90煤矿通信、检测、控制用电工电子产品通用技术MT210-90煤矿通信、检测、控制基本试验方法MT/T1007-2006矿用信息传输接
9、口2.4 设计原则可靠性系统必须经过相关部门检测,取得合格证、防爆证、安标证,能够在煤矿恶劣环境下长期工作,确保系统可靠运行。安全性系统采用冗余及容错技术,具有数据备份、数据恢复功能,具有完善的防范措施(如权限认证、防病毒等),保证系统安全、稳定地运行。先进性系统采用先进的技术,功能强,确保系统的使用周期。扩展性系统采用标准接口,结构灵活,根据需要,容易扩充,保护用户投资。易用性系统组成简单、灵活,易于安装维护,操作简便、实用,满足煤矿需求。2.5 系统组成主通风机在线监测系统由取压装置、风机性能监测有关的传感器(或变送器)、开停状态传感器、数据传输及控制装置、通风机电量监测装置、通风机性能监
10、测装置、振动传感器、操作台、监控计算机、UPS电源、打印机,以及监测监控、矿井风量定期核定软件和数据联网软件等部分组成。系统结系统结构见下图:2.6 系统功能1)主要在线监测功能(1) 入口静压;(2) 矿井总负压;(3) 通风风速;(4) 通风机风量;(5) 入口温度;(6) 通风机供电电压;(7) 通风机电流;(8) 通风机有功功率;(9) 通风机无功功率;(10) 电机效率;(11) 通风机转动情况;(12) 电量累计;(13) 主、备通风机电机绕组温度、轴承温度;(14) 矿井风排瓦斯浓度、一氧化碳浓度;(15) 通风机开、停状态;(16) 风硐风门状态;(17) 风机正反转信号;(1
11、8) 矿井的动压、全压、静压;(19) 监测工作环境。2)报警功能(1) 矿井通风机电机绕组及轴承温度超过预警点时,就地声光报警,上位机给出报警信息;(2) 通风机停止运转或故障时,上位机声光报警;(3) 主通风机振动情况超过预警点时,给出报警信号。3)控制功能(1) 通过操作台均能实现远方操作控制通风机启动、停止;(2) 通过操作台均能实现远方操作控制风门绞车电机启动;(3) 矿井通风机电机绕组及轴承温度超过断电点时,检测装置及时报警,提示值班人员,转换风机或采取相应措施。4)系统软件功能(1)显示功能 实时数据显示:实时显示负压、风量、电流、电压、功率、通风机效率、电机绕组温度、风机轴承温
12、度、风排甲烷浓度、震动、入口温度等模拟量参数数值; 设备运行状态显示:以动画方式显示通风机开、停状态;对旋风机电机的旋转方向;风门的关闭状态。 过程监视显示:以实时曲线动态跟踪监测参数(包括:负压、风量、轴承及电机绕组温度等)数据,连续显示监测数据的变化。以历史曲线图形显示在线测量与处理的风机运行参数,并能查询任意历史时刻的数据。历史数据在计算机库中的保留时间为一个月或指定时间跨度,也可拷贝到磁盘长期保存,便于查询查询分析。以多种形式对在先测量与处理的风机运行参数越限报警。风机性能现场测试和绘制风机性能三大曲线。风机工况点分析显示:动态实时显示当前风机的运行状态,通过最小二乘法对数据进行曲线拟
13、合分析显示风机工况点。模拟图显示:模拟显示系统的安装工艺流程图,传感器(或变送器)的安装位置。(2) 打印功能 打印监测日报、月报、各个时间段报表。 打印所测点的定义表。 打印任意日期各测点数据形成的历史数据曲线。以报表的形式查询在线测量与处理的风机运行参数的历史数据,便于值班人员打印值班报表及技术人员定量研究、分析和准备数据制作性能曲线。(3) 存储记录功能系统具有实时存储所有监测点的监测数据,监测数据的实时数据和趋势数据可根据计算机硬盘的大小来决定存储时间。其中趋势数据包括一段时间内的最大值、最小值、平均值、报警值、报警时间、断电及复电时间、设备开停时间等。(4) 报警与控制功能 对所有监
14、测点中任何一个监测点的监测值满足报警条件,计算机和监测装置均能发出警报; 系统具有能根据用户设定好条件自动断电的功能,在紧急情况下,通过上位机进行手动控制断电。(5)联网数据接口系统提供一套完整的开放数据接口,数据接口由两个文件组成,分为实时数据文件、初始化文件,实时数据文件定时更新,同时数据接口可根据需要作相应的调整,向煤矿监控调度中心、集团公司信息中心传送监测参数。5)远程传送 根据需求,可以用传输电缆或光缆将放置在通风机房的监测主机的全部数据信息传送到矿调度中心,显示监测数据和报警信息。2.7 系统主要设备性能技术指标1) 地面中心站地面中心站的监测主机选择两台研华工控机,互为备用。当一
15、台故障时可切换到另一台,防止数据丢失或控制失控。主机与分站通讯采用传统RS232串行口通过传输接口与地面、井下各分站通讯。监测主机的信息可以全部上网,实现远程监控。配置长延时UPS可以确保系统的可靠运行,并且能配接模拟盘、大屏幕等多个外设。该部分是系统的大脑,负责监测矿级监控系统的运行情况及监测数据的管理、定义配置、实时数据采集、分析处理、统计存储、屏幕显示、查询打印、实时控制、远程传输、画面编辑等任务。中心站可在监测主机控制下显示环境参数、生产工况等,中心站主机及大屏幕显示器都可以显示动、静态图形、数据、曲线、采掘工程平面示意图、通风系统示意图、模拟量配置图等。在网络上的任一台授权的工作站上
16、通过浏览器能够显示所有的参数。2) JA-DZ02-20信号避雷器当系统采用电缆方式与井下设备进行数据传输时,而且电缆架空敷设时,必须在机房和井口安装避雷器,以防止雷电或者过电压造成危害,损坏设备。避雷器必须可靠接地,接地电阻小于4欧姆主要技术参数如下:线间连续工作信号峰值电平15V峰峰值线、地过电压保护门限电压VDC:15V线间及线地漏电流1A线间额定雷电保护电流20kA8/20s线间最大雷电保护电流30kA8/20s线、地额定雷电保护电流20kA8/20s线、地最大雷电保护电流30kA8/20s防雷系统保护模式串联三级保护信号线路系统连接方式凯文连接线间雷击宽脉冲电压20kV10/350s
17、线、地雷击宽脉冲电压20kV10/350s线间雷击限制电压VDC:15V线、地雷击限制电压VDC:15V雷电残余电压无雷电过电压保护系统模式线对线、线对大地工作温度范围-4090工作湿度范围100%(防水型)输入(接外部信号线)端信号线径1.5mm2输出(接设备信号线)端信号线径0.5mm2地线输入(接大地)端线径6mm2地线输入(接设备外壳)端线径0.5mm2最大外形尺寸(长、宽、厚)14055223) 负压和差压变送器芬兰HK仪表公司的DPT系列微差压变送器体积小巧,性能非常稳定,可跳线对量程进行选择。可供选择的型号和技术参数如下:4个量程的型号-R4,代表4个量程-D,表示带显示-AZ,
18、代表自动清零-Q,代表开方输出-5,代表0.5精度-2,代表0.2精度量程1量程2量程3量程4精度/FS*操作温度以上-10+50量程1.4可选高精度:0.5%或0.2%长期稳定性典型的为1年-AZ无-AZDPT1000-R4(-D-AZ-Q)250Pa500Pa750Pa1000Pa1.5%1Pa8PaDPT3000-R4(-D-AZ-Q)750Pa1500Pa2250Pa3000Pa1.5%1Pa24PaDPT5000-R4(-D-AZ-Q)1250Pa2500Pa3750Pa5000Pa1.5%1Pa24Pa电气接口(3-线);供电电压:24伏交流或直流 ;最小负载1千欧姆或4.20毫安
19、,最大负载500欧姆。连接:电气连接:4个螺丝终端,最大1.5平方毫米。线缆入口:M 16压力连接:阳螺纹5.0毫米和6.3毫米重量:150克,带附件290克尺寸:90.071.536.0毫米一般环境条件:操作温度:-10.+50;存储温度:-20.+70;外界湿度:0到95%RH按实际需要,差压变送器选择DPT1000-R4型; 负压变送器选择DPT5000-R4型4) 振动烈度监控仪按照ISO2372 振动测量标准的要求,以振动烈度作为判断旋转设备运行状态的依据,即在101kHz带宽范围的振动速度有效值(均方根值)为判定参数。不同额定功率和不同支撑系统的电动机采用的判据不同。下表给出的数据
20、可供不同现场通风机在线振动监测选取报警值时参考。不允许不允许不允许45 15328 14918 14511.2 1417.1 1374.5 1332.8 1291.8 1251.12 121 0.71 1170.45 1150.28 1090.18 105可以承受可以承受可以承受允许允许允许好好好K组:15kW以下小电机M组:1575kW 电机或有特殊地基的300kW电机G组:坚固基础大型电机速度的均方根值(mm/s)速度的均方根的dB数根据振动监测的要求,选择江阴中泰科技公司生产的ZT6305型振动烈度监控仪和配套速度传感器选择CD-6型。ZT6305型振动烈度监测仪 CD6型振动速度传感器
21、1)ZT6305型振动烈度监控仪的主要技术参数和功能显示功能:振动测量值、值报警、 值报警设定值,可分别在LED数码管上显示; 报警功能:当振动幅度超过报警设定值时,报警指示灯亮,同时在后面输出开关信号,保护被监控设备; 报警延时时间设定功能:报警延时时间调整范围03秒,以防止现场干扰引起误报警; 自诊断功能:具备上电、掉电检测功能,同时断开报警输出回路,能有效地抑制仪表的误报警; 主要技术参数 灵敏度:20 mV/mm/s5%; 频响:101000Hz;输入阻抗:100K ; 测量范围:050.0mm/s(真有效值); 测量精度:线性误差1% (满度值); 显示方式:3位数码管显示 电流输出
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