[發(fā)明專利]煤礦瓦斯抽采泵節(jié)能穩(wěn)定運行調控系統(tǒng)及其控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011222422.5
• 申請日: 2020-11-05
• 公開（公告）號: CN112343648B
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發(fā)明（設計）人: 張一帆;周福寶;李金石;劉春;康建宏;顏思量;張強強;張帝
• 申請（專利權）人: 中國礦業(yè)大學
• 主分類號: E21F7/00
• 分類號: E21F7/00;E21F17/18;F04B49/06;F04B49/10
• 代理公司: 徐州千秋知識產權代理事務所(普通合伙) 32556
• 代理人: 周敏

1.基于煤礦瓦斯抽采泵節(jié)能穩(wěn)定運行調控系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，

所述煤礦瓦斯抽采泵節(jié)能穩(wěn)定運行調控系統(tǒng)包括設備運行系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、節(jié)能控制系統(tǒng)，

所述設備運行系統(tǒng)包括瓦斯抽采泵、氣液分離器、冷卻設備、循環(huán)池、智能配液加注機及供液泵，所述瓦斯抽采泵的進氣口連接瓦斯進氣管路，瓦斯抽采泵的排放口連接所述氣液分離器的入口，所述氣液分離器的排氣口連接排氣管路，氣液分離器的排液口連接所述冷卻設備的進液口，所述冷卻設備的排液口連接所述循環(huán)池的入口，所述智能配液加注機的出液口連接循環(huán)池的入口，所述循環(huán)池的出口連接所述供液泵，所述供液泵通過補液管路連接所述瓦斯抽采泵的進液口；

所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括瓦斯泵參數(shù)采集模塊、工作液參數(shù)采集模塊及抽采參數(shù)采集模塊；所述節(jié)能控制系統(tǒng)包括PLC控制處理器和信號處理模塊；

所述瓦斯泵參數(shù)采集模塊的輸入端連接瓦斯抽采泵的電機，用于監(jiān)測瓦斯抽采泵電機的電流、電壓和軸功率，所述工作液參數(shù)的采集模塊分別設置在循環(huán)池中和補液管路上，用于監(jiān)測循環(huán)池內減阻液的粘度以及監(jiān)測補液管路上減阻液的供液流量和溫度，所述抽采參數(shù)采集模塊設置在瓦斯進氣管路上，用于監(jiān)測進氣管路上的瓦斯抽采負壓和抽采流量，所述瓦斯泵參數(shù)采集模塊、工作液參數(shù)采集模塊及抽采參數(shù)采集模塊的輸出端分別通過信號處理模塊與所述PLC控制處理器的輸入端連接，所述PLC控制處理器的輸出端分別與智能配液加注機、供液泵連接；

該調控系統(tǒng)的控制方法包括以下步驟：

a. 先監(jiān)測瓦斯抽采泵在純水工況下的軸功率P₀、抽采負壓p₀和抽采流量Q₀，令i=0；

b. 開啟智能配液加注機并進行注液1h，延遲30min，記錄循環(huán)池內工作液粘度η_i、抽采負壓p_i和抽采流量Q_i，令i=i+1；

c. 當p_ip₀或Q_iQ₀時，調節(jié)供液泵電機頻率f_i降低5%，直至p_i=p₀且Q_i=Q₀；反之，調節(jié)供液泵電機頻率f_i增加5%，直至p_i=p₀且Q_i=Q₀；當p_i=p₀且Q_i=Q₀時，監(jiān)測瓦斯抽采泵的軸功率P_i和對應的供液量m_i；

d. 判斷瓦斯抽采泵的軸功率P_i與上一輪軸功率P_i-1的相對大小，若P_i P_i-1，則重復步驟b~d，直到P_i≥ P_i-1；

e. 記錄瓦斯抽采泵的最低軸功率P_min、最佳節(jié)能粘度η_z和對應的最佳供液量m_z，并長時間持續(xù)監(jiān)測瓦斯抽采泵系統(tǒng)數(shù)據(jù)，計算節(jié)能率；

f. 當P_i1.05 P_min或η_i0.9 η_z，開啟智能配液加注機，加減阻液至最佳節(jié)能粘度η_z，并調節(jié)供液泵頻率至最佳供液量m_z；反之，控制結束。