瓦斯抽采泵稳定运行的双环控制系统技术方案

提供一种瓦斯抽采泵稳定运行的双环控制系统，包括可编程序控制柜、上位机、瓦斯水循环泵、泵电动机和水气分离器，泵电动机输出端通过泵减速机与瓦斯水循环泵动力输入端连接，瓦斯水循环泵水气出口与水气分离器水气进口连接，水气分离器出水口与冷却水池进水口连接，冷却水池出水口与高位水池进水口连接，高位水池出水口与瓦斯水循环泵进水口通过进水管路连接，瓦斯水循环泵和高位水池的连接管路上设有PLC恒压控制箱和位置式电动调节阀，自井下瓦斯抽防管路上设有管路流量计。本系统真实的监测瓦斯抽放泵的各种工作状态、运行参数，能远程控制操作，实现井下危险环境的无人看守，达到节约能源、降低劳动强度、降低运行成本和延长设备使用寿命目的。

【技术实现步骤摘要】
瓦斯抽采泵稳定运行的双环控制系统
本技术专利属于瓦斯抽放
，具体涉及到一种瓦斯抽放泵稳定运行的复杂调节控制系统。
技术介绍
瓦斯抽放泵站的主要功能为对井下的本煤层、空煤层的排列的毛细抽放管道汇总后经主管道引致地面抽放泵站，抽放泵运行时，管道形成负压，将井下瓦斯气体通过管道抽至地面排放或者送往瓦斯发电厂进行瓦斯利用。瓦斯抽放泵站工作时，先开启排气阀，启动泵电动机，泵电动机运行带动减速机旋转，从而带动水循环泵进行工作，然后打开进气阀门；打开水循环泵的进水阀门，水循环泵旋转，将进入腔体的水旋转散开至壳体与旋转体部分形成密封，形成真空，从而将气体推进汽水分离器，将气体排出。水循环泵的进水量有两个作用：一是决定了循环泵的真空度，水量少时，真空度小，达不到要求，影响抽放效率；水量较大时，真空度可达到要求，但电机负载电流加大；二是对泵体进行水冷却，水量大带走热量多，泵体温度低；水量小，带走热量少，设备发热，影响设备稳定运行。同时由于井下工况多变、无规律可循，工况的变化会严重影响瓦斯浓度及进入瓦斯抽放泵的气体流量，因此，需要根据现场的实际工况实时调整抽放泵的进水量大小，使得进水量达到一个合适的量，从而使水循环泵能够保证负压维持在一个正常的范围内而稳定工作。即：使得进水流量与真空泵的真空度达到一个平衡值，而表征真空泵的真空度的二个主要具体参数为——负压、负载电流，目前采用手动就地操作方式，人工调节方式调节阀门的开度。根据实测负压、流量、温度、瓦斯浓度等参数综合考虑，采用就地、手动、人工的操作方式调节水环泵进水量，无法实时掌握设备的运行状态，无法对现场数据的实时监测、控制，矿井现代化管理水平低。因此有必要提出改进。
技术实现思路
本技术解决的技术问题：提供一种瓦斯抽采泵稳定运行的双环控制系统，基于可编程序控制柜，采用双环控制系统的瓦斯抽放泵控制系统，本技术的控制系统能真实的监测瓦斯抽放泵的各种工作状态、运行参数，又能远程对监控现场设备进行方便的控制操作，实现井下危险环境的无人看守，保证系统值守人员的安全，提高矿井现代化管理水平，并达到有效节约能源、降低劳动强度、降低运行成本和延长设备使用寿命的目的。本技术采用的技术方案：瓦斯抽放泵控制系统，包括可编程序控制柜、上位机、瓦斯水循环泵、泵电动机和水气分离器，所述泵电动机输出端通过泵减速机与瓦斯水循环泵动力输入端连接，所述瓦斯水循环泵水气出口与水气分离器水气进口连接，所述水气分离器出水口与冷却水池进水口连接，所述冷却水池出水口与高位水池进水口连接，所述高位水池出水口与瓦斯水循环泵进水口通过进水管路连接，所述瓦斯水循环泵和高位水池之间的连接管路上设有PLC恒压控制箱和位置式电动调节阀，所述PLC恒压控制箱中设有增压阀，所述增压阀进口与高位水池进水口，所述增压阀出口与位置式电动调节阀进口连接，所述位置式电动调节阀出口与瓦斯水循环泵进水口连接，与所述瓦斯水循环泵进气口连接的自井下瓦斯抽防管路上设有管路流量计，所述瓦斯水循环泵、位置式电动调节阀、管路流量计、泵电动机和水气分离器均与可编程控制柜电连接，所述可编程控制柜与上位机电连接。对上述技术方案的进一步限定：所述PLC恒压控制箱内设有PID控制器，所述PID控制器保证了循环水管路的恒定压力，为进水量调节阀位置调节时，准确控制水循环泵的进水量精准度提供了保证；所述的可编程控制柜内设有PID控制器，PID控制器采用双环控制系统，将瓦斯水循环泵的负压和泵电动机的负荷作为双给定量，从而调整瓦斯水循环泵的进水阀门开度和检测负压及负载的反馈量。对上述技术方案的进一步限定，所述增压阀与位置式电动调节阀之间连接有压力表，所述PLC恒压控制箱内还设有与增压阀电连接的压力变送器和变频器。对上述技术方案的进一步限定，所述瓦斯水循环泵与自井下瓦斯抽防管路连接的进气口上设有泵进气阀所述水气分离器与瓦斯排气管路连接的排气口上设有泵排气阀。本文提出的控制算法与现有技术相比的优点：本系统在原有瓦斯抽放泵控制基础上进行改进，采用双环控制系统，能真实的监测瓦斯抽放泵的各种工作状态、运行参数，又能远程对监控现场设备进行方便的控制操作，实现井下危险环境的无人看守，保证系统值守人员的安全，提高矿井现代化管理水平，并达到有效地节约能源、降低劳动强度、降低运行成本和延长设备使用寿命等目的。附图说明图1为本技术中瓦斯抽放泵站的结构示意图；图2为本技术中双环控制系统的控制示意图；图3为本技术中瓦斯抽放泵站总体控制示意图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。在本技术中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。由语句“包括一个......限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。请参阅图1-3，详述本技术的实施例。瓦斯抽采泵稳定运行的双环控制系统，如图1和3所示，包括可编程序控制柜1、上位机2、瓦斯水循环泵3、泵电动机4和水气分离器6，所述泵电动机4输出端通过泵减速机5与瓦斯水循环泵3动力输入端连接，所述瓦斯水循环泵3水气出口与水气分离器6水气进口连接，所述瓦斯水循环泵3与自井下瓦斯抽防管路连接的进气口上设有泵进气阀7，所述水气分离器6与瓦斯排气管路连接的排气口上设有泵排气阀8。所述水气分离器6出水口与冷却水池14进水口连接，所述冷却水池14出水口与高位水池13进水口连接，所述高位水池13出水口与瓦斯水循环泵3进水口通过进水管路连接，所述瓦斯水循环泵3和高位水池13之间的连接管路上设有PLC恒压控制箱11和位置式电动调节阀9，所述PLC恒压控制箱11中设有增压阀12，所述PLC恒压控制箱11内还设有与增压阀12电连接的压力变送器和变频器，所述增压阀12进口与高位水池13出水口连接，所述增压阀12出口与位置式电动调节阀9进口连接，所述增压阀12与位置式电动调节阀9之间连接有压力表10，所述位置式电动调节阀9出口与瓦斯水循环泵3进水口连接。优选的，所述位置式电动调节阀9由可编程序控制柜1中的CPU模块来控制，其中设有PID控制器，如图2所示，所述可编程序控制柜1中采用双环控制系统，将瓦斯水循环泵3的负压和泵电动机4的负荷作为双给定量从而调整瓦斯水循环泵3的进水阀门开度和检测负压及负载的反馈量，使其达到稳定。与所述瓦斯水循环泵3进气口连接的自井下瓦斯抽防管路上设有管路流量计15，所述瓦斯水循环泵3、位置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.瓦斯抽采泵稳定运行的双环控制系统，包括可编程序控制柜(1)、上位机(2)、瓦斯水循环泵(3)、泵电动机(4)和水气分离器(6)，所述泵电动机(4)输出端通过泵减速机(5)与瓦斯水循环泵(3)动力输入端连接，所述瓦斯水循环泵(3)水气出口与水气分离器(6)水气进口连接，所述水气分离器(6)出水口与冷却水池(14)进水口连接，所述冷却水池(14)出水口与高位水池(13)进水口连接，所述高位水池(13)出水口与瓦斯水循环泵(3)进水口通过进水管路连接，其特征在于：所述瓦斯水循环泵(3)和高位水池(13)之间的连接管路上设有PLC恒压控制箱(11)和位置式电动调节阀(9)，所述PLC恒压控制箱(11)中设有增压阀(12)，所述增压阀(12)进口与高位水池(13)出水口连接，所述增压阀(12)出口与位置式电动调节阀(9)进口连接，所述位置式电动调节阀(9)出口与瓦斯水循环泵(3)进水口连接，与所述瓦斯水循环泵(3)进气口连接的自井下瓦斯抽防管路上设有管路流量计(15)，所述瓦斯水循环泵(3)、位置式电动调节阀(9)、管路流量计(15)、泵电动机(4)和水气分离器(6)均与可编程序控制柜(1)电连接，所述可编程序控制柜(1)与上位机(2)电连接。/n...

【技术特征摘要】
1.瓦斯抽采泵稳定运行的双环控制系统，包括可编程序控制柜(1)、上位机(2)、瓦斯水循环泵(3)、泵电动机(4)和水气分离器(6)，所述泵电动机(4)输出端通过泵减速机(5)与瓦斯水循环泵(3)动力输入端连接，所述瓦斯水循环泵(3)水气出口与水气分离器(6)水气进口连接，所述水气分离器(6)出水口与冷却水池(14)进水口连接，所述冷却水池(14)出水口与高位水池(13)进水口连接，所述高位水池(13)出水口与瓦斯水循环泵(3)进水口通过进水管路连接，其特征在于：所述瓦斯水循环泵(3)和高位水池(13)之间的连接管路上设有PLC恒压控制箱(11)和位置式电动调节阀(9)，所述PLC恒压控制箱(11)中设有增压阀(12)，所述增压阀(12)进口与高位水池(13)出水口连接，所述增压阀(12)出口与位置式电动调节阀(9)进口连接，所述位置式电动调节阀(9)出口与瓦斯水循环泵(3)进水口连接，与所述瓦斯水循环泵(3)进气口连接的自井下瓦斯抽防管路上设有管路流量计(15)，所述瓦斯水循环泵(3)、位置式电动调节阀(9)、管路流量计(15)、泵电动机(4)和水气分离器(6...

【专利技术属性】
技术研发人员：李民，郭毅军，孙博，倪云峰，李昌聪，
申请(专利权)人：陕西陕煤韩城矿业有限公司，西安科技大学，
类型：新型
国别省市：陕西;61