[發(fā)明專利]基于專家系統(tǒng)的瓦斯抽采泵穩(wěn)定運行控制系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010057157.3
• 申請日: 2020-01-19
• 公開（公告）號: CN111102177A
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 倪云峰;李民;郭毅軍;孫博;李昌聰
• 申請（專利權(quán)）人: 西安科技大學(xué);陜西陜煤韓城礦業(yè)有限公司
• 主分類號: F04B49/06
• 分類號: F04B49/06;F04B51/00
• 代理公司: 北京科億知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11350
• 代理人: 宋秀珍

提供一種基于專家系統(tǒng)的瓦斯抽采泵穩(wěn)定運行控制系統(tǒng)，包括可編程序控制柜、上位機、瓦斯水循環(huán)泵、泵電動機和水氣分離器，泵電動機輸出端通過泵減速機與瓦斯水循環(huán)泵動力輸入端連接，瓦斯水循環(huán)泵水氣出口與水氣分離器水氣進口連接，水氣分離器出水口與冷卻水池進水口連接，冷卻水池出水口與高位水池進水口連接，高位水池出水口與瓦斯水循環(huán)泵進水口連接，瓦斯水循環(huán)泵和高位水池的連接管路上設(shè)有PLC恒壓控制柜和位置式電動調(diào)節(jié)閥，自井下瓦斯抽防管路上設(shè)有管路流量計。本系統(tǒng)能真實監(jiān)測瓦斯抽放泵的各種工作狀態(tài)、運行參數(shù)，能遠(yuǎn)程控制操作，實現(xiàn)井下危險環(huán)境的無人看守，節(jié)約能源、降低勞動強度、降低運行成本和延長設(shè)備使用壽命目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于瓦斯抽放技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到一種瓦斯抽放泵穩(wěn)定運行的自適應(yīng)調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

瓦斯抽放泵站的主要功能為對井下的本煤層、空煤層的排列的毛細(xì)抽放管道匯總后經(jīng)主管道引致地面抽放泵站，抽放泵運行時，管道形成負(fù)壓，將井下瓦斯氣體通過管道抽至地面排放或者送往瓦斯發(fā)電廠進行瓦斯利用。瓦斯抽放泵站工作時，先開啟排氣閥，啟動泵電動機，泵電動機運行帶動減速機旋轉(zhuǎn)，從而帶動水循環(huán)泵進行工作，然后打開進氣閥門；打開水循環(huán)泵的進水閥門，水循環(huán)泵旋轉(zhuǎn)，將進入腔體的水旋轉(zhuǎn)散開至殼體與旋轉(zhuǎn)體部分形成密封，形成真空，從而將氣體推進汽水分離器，將氣體排出。水循環(huán)泵的進水量有兩個作用：一是決定了循環(huán)泵的真空度，水量較少時，真空度小，達(dá)不到要求，影響抽放效率；水量較大時，真空度可達(dá)到要求，但電機的負(fù)載電流加大；二是對泵體進行水冷卻，水量大帶走熱量多，溫度低，水量小，帶走熱量少，設(shè)備發(fā)熱，影響設(shè)備穩(wěn)定運行。同時由于井下的工作狀況嚴(yán)重影響瓦斯?jié)舛燃翱諝饬髁浚r多變無規(guī)律可循，因此，需要根據(jù)現(xiàn)場的實際工況實時調(diào)整抽放泵的進水量大小，使得進水量達(dá)到一個合適的量，從而使水循環(huán)泵能夠保證負(fù)壓維持在一個正常的范圍內(nèi)，穩(wěn)定工作。

因此必須使得進水流量與真空泵的真空度達(dá)到一個平衡值，而表征真空泵的真空度主要具體參數(shù)：——負(fù)壓，輔助參數(shù)——負(fù)載電流，目前采用人工調(diào)節(jié)方式調(diào)節(jié)閥門的開度，操作采用手動就地控制，根據(jù)觀察實測負(fù)壓、流量、溫度、瓦斯?jié)舛鹊葏?shù)綜合考慮，調(diào)節(jié)進水量，無法實時掌握設(shè)備的運行狀態(tài)，無法對現(xiàn)場數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測、控制，礦井現(xiàn)代化管理水平低。因此有必要提出改進。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問題：提供一種基于專家系統(tǒng)的瓦斯抽采泵穩(wěn)定運行控制系統(tǒng)，本發(fā)明控制系統(tǒng)能真實的監(jiān)測瓦斯抽放泵的各種工作狀態(tài)、運行參數(shù)，又能遠(yuǎn)程對監(jiān)控現(xiàn)場設(shè)備進行方便的控制操作，實現(xiàn)井下危險環(huán)境的無人看守，保證系統(tǒng)值守人員的安全，提高礦井現(xiàn)代化管理水平，并達(dá)到有效節(jié)約能源、降低勞動強度、降低運行成本和延長設(shè)備使用壽命的目的。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案：基于專家系統(tǒng)的瓦斯抽采泵穩(wěn)定運行控制系統(tǒng)，包括可編程序控制柜、上位機(專家控制系統(tǒng)、組態(tài)軟件、OPC服務(wù)器以及三者之間的數(shù)據(jù)交換規(guī)則)、瓦斯水循環(huán)泵、泵電動機和水氣分離器，所述泵電動機輸出端通過泵減速機與瓦斯水循環(huán)泵動力輸入端連接，所述瓦斯水循環(huán)泵水氣出口與水氣分離器水氣進口連接，所述水氣分離器出水口與冷卻水池進水口連接，所述冷卻水池出水口與高位水池進水口連接，所述高位水池出水口與瓦斯水循環(huán)泵進水口通過進水管路連接，所述瓦斯水循環(huán)泵和高位水池之間的連接管路上設(shè)有PLC專用恒壓控制箱和位置式電動調(diào)節(jié)閥，所述PLC專用恒壓控制箱中設(shè)有增壓閥，所述增壓閥進口與高位水池進水口，所述增壓閥出口與位置式電動調(diào)節(jié)閥進口連接，所述位置式電動調(diào)節(jié)閥出口與瓦斯水循環(huán)泵進水口連接，與所述瓦斯水循環(huán)泵進氣口連接的自井下瓦斯抽防管路上設(shè)有管路流量計，所述瓦斯水循環(huán)泵、位置式電動調(diào)節(jié)閥、管路流量計、泵電動機和水氣分離器均與可編程序控制柜電連接，所述可編程序控制柜與上位機電連接。