1.基于煤矿瓦斯抽采泵节能稳定运行调控系统的控制方法,其特征在于,所述煤矿瓦斯抽采泵节能稳定运行调控系统包括设备运行系统、数据采集系统、节能控制系统,
所述设备运行系统包括瓦斯抽采泵、气液分离器、冷却设备、循环池、智能配液加注机及供液泵,所述瓦斯抽采泵的进气口连接瓦斯进气管路,瓦斯抽采泵的排放口连接所述气液分离器的入口,所述气液分离器的排气口连接排气管路,气液分离器的排液口连接所述冷却设备的进液口,所述冷却设备的排液口连接所述循环池的入口,所述智能配液加注机的出液口连接循环池的入口,所述循环池的出口连接所述供液泵,所述供液泵通过补液管路连接所述瓦斯抽采泵的进液口;
所述数据采集系统包括瓦斯泵参数采集模块、工作液参数采集模块及抽采参数采集模块;所述节能控制系统包括PLC控制处理器和信号处理模块;
所述瓦斯泵参数采集模块的输入端连接瓦斯抽采泵的电机,用于监测瓦斯抽采泵电机的电流、电压和轴功率,所述工作液参数的采集模块分别设置在循环池中和补液管路上,用于监测循环池内减阻液的粘度以及监测补液管路上减阻液的供液流量和温度,所述抽采参数采集模块设置在瓦斯进气管路上,用于监测进气管路上的瓦斯抽采负压和抽采流量,所述瓦斯泵参数采集模块、工作液参数采集模块及抽采参数采集模块的输出端分别通过信号处理模块与所述PLC控制处理器的输入端连接,所述PLC控制处理器的输出端分别与智能配液加注机、供液泵连接;
该调控系统的控制方法包括以下步骤:
a. 先监测瓦斯抽采泵在纯水工况下的轴功率P0、抽采负压p0和抽采流量Q0,令i=0;
b. 开启智能配液加注机并进行注液1h,延迟30min,记录循环池内工作液粘度ηi、抽采负压pi和抽采流量Qi,令i=i+1;
c. 当pi>p0或Qi>Q0时,调节供液泵电机频率fi降低5%,直至pi=p0且Qi=Q0;反之,调节供液泵电机频率fi增加5%,直至pi=p0且Qi=Q0;当pi=p0且Qi=Q0时,监测瓦斯抽采泵的轴功率Pi和对应的供液量mi;
d. 判断瓦斯抽采泵的轴功率Pi与上一轮轴功率Pi‑1的相对大小,若Pi< Pi‑1,则重复步骤b~d,直到Pi≥ Pi‑1;
e. 记录瓦斯抽采泵的最低轴功率Pmin、最佳节能粘度ηz和对应的最佳供液量mz,并长时间持续监测瓦斯抽采泵系统数据,计算节能率;
f. 当Pi>1.05 Pmin或ηi<0.9 ηz,开启智能配液加注机,加减阻液至最佳节能粘度ηz,并调节供液泵频率至最佳供液量mz;反之,控制结束。
2.根据权利要求1所述的基于煤矿瓦斯抽采泵节能稳定运行调控系统的控制方法,其特征在于,所述瓦斯泵参数采集模块包括矿用电参数测量仪,矿用电参数测量仪与瓦斯抽采泵的电机相连;所述工作液参数采集模块包括电磁流量计、粘度传感器、在线温度计,电磁流量计和在线温度计通过补液管路依次与瓦斯抽采泵相连,粘度传感器与循环池相连;
所述抽采参数采集模块包括瓦斯综合参数测定仪,瓦斯综合参数测定仪通过瓦斯进气管路与瓦斯抽采泵连接。
3.根据权利要求2所述的基于煤矿瓦斯抽采泵节能稳定运行调控系统的控制方法,其特征在于,所述瓦斯综合参数测定仪前面的进气管路上设置有电动调节阀I,所述排气管路上设置有电动调节阀II,所述电动调节阀I、电动调节阀II分别与所述PLC控制处理器的输出端连接。
4.根据权利要求1所述的基于煤矿瓦斯抽采泵节能稳定运行调控系统的控制方法,其特征在于,上述程序间隔1 2个月进行复位,重新运行。
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5.根据权利要求1至4任一项所述的基于煤矿瓦斯抽采泵节能稳定运行调控系统的控制方法,其特征在于,所述煤矿瓦斯抽采泵节能稳定运行调控系统还包括备用瓦斯抽采泵、备用冷却设备、备用智能配液加注机、备用供液泵以及诊断与维稳系统,所述诊断与维稳系统包括故障诊断模块、自动切换模块和声光报警模块,所述PLC控制处理器的输出端分别与故障诊断模块、自动切换模块和声光报警模块连接,所述故障诊断模块用于根据预先设定的故障特征指标对所述设备运行系统进行在线故障诊断,并将诊断结果反馈给PLC控制处理器,所述自动切换模块用于接收故障信号,并在接收故障信号后进行主要运行设备和备用运行设备之间的自动切换,所述声光报警模块用于接收报警信号,并在接收到报警信号后进行声音和光闪烁报警。
6.根据权利要求5所述的基于煤矿瓦斯抽采泵节能稳定运行调控系统的控制方法,其特征在于,所述控制方法还包括以下步骤:a. 监测供液流量mi,若0.8mz
0.8mz,首先判断供液泵故障,自动切换备用供液泵并继续监测供液量mi是否可调至mz,若可以,进入下一步;若不能调至mz,判断供液管路或阀门堵塞,通知人工清理,并进入下一步;
b. 当供液量在合理范围内时,监测减阻液温度Ti;若Ti<60℃,说明减阻液温度在工程允许范围内,进入下一步;若Ti>60℃且维持24h,说明温度长时间偏高,给出冷却设备故障警示并采集报警信号;自动切换备用冷却设备,并通知人工检修,进入下一步;
c. 监测减阻液粘度ηi;若ηi≥0.9ηz,说明减阻液粘度在工程允许范围内,进入下一步;
若ηi<0.9ηz且维持24h,说明粘度过低且无法得到及时补充,给出智能配液加注机故障警示并采集报警信号;自动切换备用智能配液加注机,通知人工检修,进入下一步;
d. 在瓦斯抽采泵的供液量、温度及粘度均正常的前提下,监测瓦斯抽采负压pi;若pi稳定,说明瓦斯抽采系统运行正常,进入下一步;若pi不稳定或突然变化,给出瓦斯泵抽采系统故障警示并采集报警信号;首先通知人工处理并解决井下抽采管或阀门等问题,判断负压稳定或恢复原抽采工况,若可恢复,进入下一步;若不能恢复,自动切换备用瓦斯抽采泵,判断负压稳定或恢复原抽采工况,若可恢复,进入下一步;若无法恢复,判断泵房管路阀门关不严,串液或串气,通知人工检修;
e. 参数采集及控制完毕,设备故障信号采集并存储,重点进入下一轮检测,并采用大数据大方法统计各设备故障率及原因,重点加强后期易损设备的质量把控和维护。
7.根据权利要求6所述的基于煤矿瓦斯抽采泵节能稳定运行调控系统的控制方法,其特征在于,上述程序间隔1 2个月进行复位,重新运行。
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