❶ 煤礦自動化排水系統設計及應用
文章從煤礦井下自動化排水系統的構成出發,結合自動化排水系統的應用實效,詳細闡述了井下主排水泵房自動化排水系統控制器及監控系彎鄭枯統的功能,簡單介紹了中轉水倉及分散小水窩自動化排水的現狀。同時結合煤礦智能化建設的發展情況,提出了設備健康狀況分析系統、水情監測系統的方案,提出了主排水泵房提高設備使用效率的方法,旨在為智能礦山的建設提供一定的指導建議。
在煤炭行業中,涌水量大的礦井占很大的比例,排水系統的安全可靠運行與礦井安全生產有著直接關系。目前,傳統煤礦還堅持使用手動起停設備和人工監視的排水系統,自動化程度低、應急能力差,存在很大的安全隱患,同時為了完全覆蓋井下排水地點,崗位工人數較多,勞動效率低。隨著煤炭行業產能過剩的形勢日趨嚴重,安全生產更是受到社會的普遍關注,當前科技進步迅速,在工業化信息化融合的時代背景下,實現無人值守自動化排水,是實現智能礦山的重要環節。實現主叢喊排水泵房無人值守,中轉水倉以及離散小水窩自動排水,同時對排水設備運行狀態進行監測,埋洞對能耗進行分析,對設備本身健康情況進行智能診斷,為設備的維護提供預防性檢修計劃,提高設備的使用壽命,減少故障率是未來智能礦井發展方向和必然趨勢[1-3]。
1錦界煤礦水文條件及排水系統概述
錦界煤礦井田主要含水層有鬆散層孔隙潛水(沙層水)和直羅組孔隙裂隙承壓含水層(風化岩水層)共兩層含水層,前者包括河谷沖積層潛水和薩拉烏蘇組潛水。局部區域存在燒變岩孔洞裂隙潛水。目前正常礦井涌水量為3700m3/h左右。涌水量主要構成如下:各綜采工作面700m3/h左右、采空區1500m3/h左右、各個備用工作面探放水1500m3左右、以及各井筒大巷少量涌水。礦井設有2個中央主排水泵房,4個盤區排水泵房,2個潛排水泵房。根據現有主排水系統及管路設備,目前全礦排水能力為13300m3/h,可以滿足礦井現有涌水量設防要求,並有較大的富餘量。
2井下自動化排水系統
2.1主排水泵房自動化排水系統主排水泵房是煤礦井下排水系統的核心,為整個礦井排水系統提供動力。本文設備配置以錦界煤礦為依據,主排水泵房每台耐磨離心泵均配備大功率三相非同步電動機、出水電動閘閥、排真空電動球閥以及壓力感測器、真空度感測器等自動化設備。同時為了保證離心式水泵正常運轉,礦井均配備排空氣設備或制定專門方案。煤礦排水綜合自動化系統主要對模擬量數據和數字量數據進行自動地採集和檢測。模擬量檢測的數據主要包括水倉水位、電機工作電流、水泵軸溫、電機溫度、三趟排水管流量等。數字量檢測的數據主要包括水泵高壓啟動櫃真空斷路器和電抗器櫃真空接觸器的狀態、電動閥的工作狀態與啟閉位置、真空泵工作狀態、電磁閥狀態、水泵吸水管真空度及水泵出水口壓力等。
以上數據的採集主要由PIC實現,感測器將模擬量數據傳輸給PLC,然後PLC對數據進行相應的計算處理,依據相關因素,判斷出煤礦涌水量,以此來對水泵的開停進行控制。其餘的一些模擬量數據大多是用來對自動控制系統的運行情況進行監督的,以便在系統運行出現故障時,及時的反饋信息,使系統及時的進行相關調整,避免損壞水泵和電機。各種的數據量信息被採集到PLC中之後,作為相關邏輯處理的條件和依據,對水泵的運行情況進行控制。在整個過程中,具體的處理方法是將模擬量信號在合適的采樣定律下轉換成數字信號,然後通過PLC對其進行的相應處理,從而實現對水泵的自動化控制[4,5]。
2.1.1主控系統主排水泵房主控系統由PLC控制器、I/O設備及各類感測器組成。自動化排水系統具備以下功能:①通過水位感測器實時監控水倉水位情況,控制器根據設置的高低水位發出起泵、停泵指令,並根據水位上漲和下降情況調整運行水泵數量;②根據設備均勻磨損的原則對工作、備用水泵進行切換,防止水泵由於長期閑置造成電機受潮等情況;③主排水泵控制系統具備一鍵起停功能,同時滿足就地一鍵起停、遠程一鍵起停、檢修等多種控制方式;④系統具備過載保護、短路保護、缺相保護、欠壓釋放、過力矩保護及相序自動糾正等電機保護功能,具有水泵流量、壓力保護功能[8,9]。
2.1.2監控系統自動排水監控系統是主排水泵房的中樞指揮,通過礦井環網實現主排水泵的數據上傳與地面遠程監控,實現了數據共享。為實現無人值守水泵房,基於錦界煤礦主排水泵房監控系統的應用實效與工程經驗,水泵房監控系統應具備如下功能[6,7]:①水倉實時水位的在線監測,要求誤差不超過01m;②主排水泵運行時的各種參數在線監測,如水泵運行狀態,電機工作電壓、工作電流,電動閘閥、電動球閥的開啟狀態,出水管的實時壓力等;③排水管路安裝流量計,監測管路瞬時流量和累計流量,可以監測排水管路的利用情況;④具備歷史數據查詢,運行時的實時監測數據均可存儲於歷史資料庫中,實現歷史回顯,歷史趨勢分析等功能;⑤具備模擬值超限報警功能,同時將故障信息存儲於報警記錄歷史數據中;同時可將故障信息推送至相關人員;
⑥具有系統故障自診斷功能;⑦監控軟體具有人機界面友好,操作簡單直接,許可權按需管理及動態畫面直觀顯示等特點;⑧保證系統運行可靠、故障率低、維護方便、組態修改簡便。煤礦排水綜合自動化系統主要對模擬量數據和數字量數據進行自動地採集和檢測。模擬量檢測的數據主要包括水倉水位、電機工作電流、水泵軸溫、電機溫度、三趟排水管流量等。數字量檢測的數據主要包括水泵高壓啟動櫃真空斷路器和電抗器櫃真空接觸器的狀態、電動閥的工作狀態與啟閉位置、真空泵工作狀態、電磁閥狀態、水泵吸水管真空度及水泵出水口壓力等。以上數據的採集主要由PIC實現,感測器將書模擬量數據傳輸給PLC,然後PLC對數據進行相應的計算處理,依據相關因素,判斷出煤礦涌水量,以此來對水泵的開停進行控制。其餘的一些模擬量數據大多是用來對自動控制系統的運行情況進行監督的,以便在系統運行出現故障時,及時的反饋信息,使系統及時的進行相關調整,避免損壞水泵和電機。各種的數據量信息被採集到PLC中之後,作為相關邏輯處理的條件和依據,對水泵的運行情況進行控制。
2.1.3設備健康狀況分析智能礦山是現代礦井發展的必然趨勢,排水設備智能診斷是排水設備智能化的關鍵環節,了解設備實時運行及設備本身健康狀況等信息是水泵房實現無人值守的前提條件。在水泵及電機上安裝多維智能感測器,採用無線信號傳輸模式,實時監測水泵、電機的振動和溫度(定子溫度和軸溫)等參數,並且建立電機及設備重要部件振動、聲音、溫度的頻譜分析,提取故障判斷特徵量,根據特徵量的大小進行分級報警,對電機潛在的機械損傷進行探測和預警,同時預測設備狀況的發展趨勢。感測器綜合分站可採用藍牙等無線通訊方式與檢修人員手持終端連接,檢修人員在靠近設備後即可讀取設備的運行狀態及健康狀況,同時分站可將設備的報警、預警、檢修、更換等信息直接推送至檢修人員。
2.1.4排水系統能耗分析礦井主排水泵房均配有盤區變電所,實現自動化排水系統與變電所數據交互,通過智能分析,採用「削峰填谷」的用電原則,合理安排水泵運行時間,使水泵盡量在負荷低谷處運行,減少日負荷曲線的波動,減少電力線路的有功損失和無功損耗,節約電費。錦界煤礦中央2號水泵房水泵運行表見表1。排水管路在長期使用後會在管壁發生結垢現象,增加了管路的阻力,間接減小了管路流量,通過主排水泵房進水、出水管路上安裝的流量計,對排水管路流量進行實時監測,數據後台分析,可以了解管路結垢的具體情況,對及時清除管路結垢,提高管路運行效率具有指導意義。錦界煤礦通過管路流量監測結合數據分析及時清理管路結垢,見表2。改善管路結垢情況後,水泵效率得到提升,噸水百米能耗提高5%左右。排水管路在長期使用後會在管壁發生結垢現象,增加了管路的阻力,間接減小了管路流量,通過主排水泵房進水、出水管路上安裝的流量計,對排水管路流量進行實時監測,數據後台分析,可以了解管路結垢的具體情況,對及時清除管路結垢,提高管路運行效率具有指導意義。
2.2中轉水倉、分散小水窩自動化排水
井下中轉水倉擔負著沿線排水過渡和補充排水動力的作用,傳統煤礦仍設置崗位工對中轉水倉水泵進行就地操作,勞動效率低。受巷道高度的影響,負壓吸水罐自動排水裝置的應用效果較差,目前中轉水倉自動化排水通常配有離心式水泵、電動閘閥、注水排氣電磁閥等自動化設備,在設計初期考慮管路與水泵相適應,提高水泵工況點的運行效率。從實際應用實效來看,注水電磁閥頻繁起動,壽命較短,直接影響水泵的正常運行,因此需合理設置水泵起停高低水位,避免水泵頻繁啟動。井下分散小水泵主要靠水位探頭開關量起停磁力啟動器進行控制,由於井下分散小水窩設置較多,考慮設備的更新較頻繁,組態畫面無法及時更新,錦界煤礦依據設備的使用及位置製作電子標簽,做到設備即接即顯。
3井下水情監測分析系統
水害治理一直是礦井防治水的重點工作,目前礦排水系統不能直觀體現井下水情變化的實際情況,如圖1所示,通過對礦井采空區水位及入水、出水口增設水位及流量感測器,對井下回風巷道和泄水巷道的出水管路安裝流量器,對礦井水情進行實時監測,系統提供礦井水情的趨勢分析,通過先進物聯網技術,實現礦井智能化聯合排水,並為防治水工作提供決策性參考。水情監測系統除了能採集各監測點的水位,壓力,水泵狀態等信息外,還需具有繼電輸出功能,通過控制開關來起停水泵和發送報警預警的功能,實現水情監測的動態性、實時性、交互性。水情監測系統功能功能結構如圖2所示,水情監測系統可繪制水情實時趨勢曲線、歷史趨勢曲線,自動生成各類報表。
4結語
在介紹了煤礦自動化排水系統所具有的特點的基礎上,又對自動化排水系統各部分工作的原理進行了研究,明確了煤礦自動化排水系統的工作原理,同時凸顯出了在煤礦中應用自動化排水系統的優勢及意義,以此來說明在煤礦中實施自動化排水的重要性以及必要性。錦界煤礦通過完善井下自動化排水監控系統實現主排水泵房、中轉水倉及小水窩無人值守。在實現無人值守的基礎上,進行礦井水情監測,提出礦井聯合排水的方案。同時通過管路排水情況監測和合理安排水泵運行時間段,提高水泵運行效率,並及時處理水管結垢現象,提高管路運行效率,可降低噸水百米能耗5%左右。
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❷ 公廁高位水箱自動排水原理
高位水箱設上上限和下下限水位開關。一旦水箱水位到達上上限水位,自控系統就控制水泵停止供水或小流量供水。當高位水箱到達下下限水位時,系統給出報警信號可由自動或人工反應方式,啟動水泵供水。
虹吸是利用液面高度差的作用力現象,將液體充滿一根倒U形的管狀結構內後,將開口高的一端置於裝滿液體的容器中,容器內的液體會持續通過虹吸管向更低的位置流出。
虹吸的實質是因為液體壓強和大氣壓強而產生。因為h1<h2,,所以根據帕斯卡定律p=ρgh,裝置中左管中的液體壓強小於右管的液體壓強;
另外,在B點跟C點分別有大氣壓的作用,大氣壓表現為上低下高,但在此處B點與C點高度相對地球的大氣壓計算高度來說,可以忽略兩者間的大氣壓強差值。
所以,p1-ρgh1>p2-ρgh2,那麼在A左端的壓強就大於A右端的的壓強,在大氣壓和液體壓強的共同作用下,水朝一個方向移動。
虹吸金融應用
虹吸金融理論認為技術面分析可以解決基本面對於利用內幕消息進行盈利群體,導致的基本面分析失效的局面,比如一個國家利用製造緊張關系影響商品價格進行風險投資盈利,這在金融信息化高度發達的現代社會是完全可能的;
國際經濟一體化已經形成了可以容納國家財富的規模市場,如果利用內幕消息套利,在基本面有時非常難以判斷,技術面就解決了這種不足,技術分析不是萬能的,但沒有技術分析的獨立基本面分析顯然無法規避許多未知事件。
例如,一個軍事爭端地區決定進行和談,如果這對國際社會穩定起到重要作用,同時國際黃金市場足夠容納這個國家的大筆對沖資金,該地區國家完全有可能利用黃金市場進行風險放大交易牟利,如果單從基本面分析,很難把握該事件的進展情況,但如果從技術面分析,則可以從相關市場數據得出正確的判斷。
❸ 廁所自動沖水箱的原理
廁所自動沖水箱的原理
每個座便器水箱都要安裝自動沖水裝置,它裡面都有一個浮球閥,隨著水箱里的水位升高,浮球產生的浮力越來越大。
水位升高到預定值時,浮球產生的浮力會通過一種蹺蹺板的結構傳到放水的塞子,只要按住排水按鈕就可以將塞子自動拔起。
水放完後,塞子在彈簧的作用下自動回位,進入下一輪的注水循環。
(3)自動進水排水裝置擴展閱讀
廁所水箱漏水怎樣辦:
一、水箱內部零件老化:若是水箱內部零件老化的話,沒有其他選擇,你只就需要趕緊改換零件了。
二、馬桶以及下水管連接處漏水:如果馬桶以及下水管連接處漏水則需要從新安裝馬桶,從新進行封膠。
三、馬桶自身呈現裂縫:馬桶呈現裂縫致使漏水的話換1個新馬桶。
四、馬桶的進水組以及出水組問題:需要打開水箱,看見水箱滿溢,水從1個水管流出則表明進水組壞掉,若是有進水的聲音則是出水組壞了。
五、水箱漏水:可以把下水機心拿下,清算水垢,若仍是不行就需要換馬桶了。
六、對於於水箱材質的問題,解決辦法就是將馬桶水箱拆分開來,1個1個一一進行檢查看是馬桶水箱裡面的零件是不是完好,如果有1些零件壞了的話,能修則修,對於於不能修的就進行改換,如果對於於太過劣質的抽水水箱,爛患上比較多的,建議改換整個水箱了,以避免帶來更嚴重的後果。
七、對於於馬桶下水管的問題的解決辦法就是細心檢查馬桶與下水管介面處,是否松動了,或者者是管道爛了,這時候候,如果是管道爛了就需要從新改換管道,如果是,沒接好,就需要重新用1些鐵絲之類的或者者在外面去買1些可以將其固定的材料,將其固定好便可。
八、對於於馬桶的排水閥的問題,這個有點繁雜,由於設計到許多專業工具進行檢測,建議盡可能請修馬桶的工人進行專業的維修,這樣以保證馬桶的正常使用。
❹ 結合實際談自動控制在給排水中的應用
給排水自動控制
給排水系統的監控和管理也是由現場監控站和管理中心來實現。其最終目的是實現管網的合理調度,也就是說,無論用戶水量怎樣變化, 管網中各個水泵都能及時改變其運行方式,實現泵房的最佳運行。為此,監控系統需隨時監視大樓給排水系統,並自動儲水及排水;當系統出現 異常情況或需要維護時,電腦將產生訊號,通知管理人員處理。
產品介紹:
給排水系統的監控主要包括:
水泵的自動啟停控制、水位流量、壓力的測量與調節;
使用水量、排水量的測量;
污水處理設備運轉的監視、控制;
水質檢測;
節水程序控制;
故障及異常狀況的記錄等。
現場監控站內的控制器按預先編制的軟體程序來滿足自動控制的要求,
即根據水箱 和水池的高/低水位信號來控制水泵的啟/停及進水控制閥
的開關,並且進行溢水和枯水的預警等。當水泵出現故障時,備用水泵
則自動投入工作, 同時發出報警。
產品參數:
非正常情況快速報警
非正常情況是指流入污水井中流量過大或超過正常排放標准,應及早報警採取措施。出
現這種情況的原因主要有進水閥、消防水閥損壞;水管爆裂;大量雨水滲漏等。這種情況如
不及時採取措施後果是十分嚴重的,而及早發現並處理可減少損失。
判斷方法可採用判斷流量的方法來確定,可利用樓控系統中水位檢測點來確定,不增加
設備,經濟性較好。一般樓控系統中,均設置4個水位點:低水位、高水位、超高水位、中
間水位。判定低水位和中間水位的積水時間就可判斷出流量大小是否屬正常情況。
污水井正常水位定時排放
潛水泵的啟停控制一般的要求是高水位起泵、低水位停泵,污水在正常水位是不自動排
放的,這樣就會造成電梯井道、泵房等場所長期潮濕,危害電氣設備的正常運轉,給管理上
帶來不便,另外也佔用了一定的存水空間,採取定時排放的方法就可以解決這個問題。
非常情況起動雙泵
非常情況是指在流入污水井中的流量超過單泵排放流量的情況,在此情況下,雙泵起動
會起到很好的效果,由於潛水泵的設計是普通情況的闈水排放,一般設計排量10L/S左右,
因此在非常情況下不一定能起到完全的作用,但是如果能雙歷史意義同時使用,那麼流量加
大一倍一定會起到積極的作用,也會爭取到時間,減少損失,如在火警時,消防電梯底坑積
水不及時排放,會危及消防人員的生命安全,在水泵房切斷裝置失靈的情況下,也可作為後
備保護及報警裝置。當然,解決非常情況的關鍵是切斷水源,並非排放。
可靠性
由於仍然是兩台泵,只不過是同時使用而已,屬於互為備用的情況,並且出水管是開口
設計,壓力不變,只是出水管流量加大一倍,相互之間並不影響,因此,運行的可靠性不受
影響,特別是已經出現了非常情況,一台泵運行已沒有意義,就是要採取非常的措施。
經濟性
採取雙泵起動的措施,如需增加很多投資,那就沒有實際意義。不如加大原系統設計,
而正是有良好的經濟性,才會有此方案。我們知道一般樓宇的污水泵設計,揚程在22m左
右、流量約40m3∕h、相應配電機功率不超過5.5kW。因此在一般情況下,不需要較大的變
動,只需將主開關脫扣器增大就可以了,而此種情況並不增加投資(在同一等級)。
由於潛水泵電機容量較小,對總用電負荷不會起較大的影響,並且不會同時起動,幾乎可
以不用考慮對用電負荷的影響,因此在經濟上可行,具有實用價值。
進水管加切斷裝置及水位監視
目前在進水管加電動閥切段裝置,已被廣泛採用。由於經常發生泵房被淹的事故,都
在進水管加上電動閥以保證安全,但目前做法大多採用獨立式的做法,即安置一套裝置在
現場,超水位報警信號就近安裝或引至控制室,此做法智能化程度不高,納入到樓控系統
中是必然的,這樣可以提高系統集成化程度及管理水平,另外由於給水池的重要性,可做
成水位模擬顯示畫面,考慮也可增加幾個水位監測點,即由幾個數字量實現模擬效果,此
方法也可以應用到膨脹水箱等需要水位監測的場合。
在樓宇給排水系統中,採用以上幾種方法可以提高樓宇給排水系統的智能化程度,可
預防水淹事故的發生及提高樓宇的管理水平,也是對樓宇智能化系統的補充及完善。基本
上應用了原有的設備材料,增加的設備很少、經濟性好,具有非常好的實用性,因此在樓
宇的智能化建設中得到廣泛的應用。
❺ 自動排水
浮球控制是靠浮球打開,水位下降後靠水吸力復位,間隔時間靠進水量控制。
缺點是水量較小時復位不準。同時容易漏水。
❻ 供暖系統的排水裝置有哪三種
一般就是用簡單的 閘閥或蝶閥+排水管。如果是用集水井囤放,不能自動排水的話,就還得裝個抽水泵,把冷凝排水抽出去。