浅谈水泵排水自动化

316现代经济信息一、引言煤矿井下地质结构复杂，一般深片都会有漏水情况，而且透水和涌水事故也时有发生，严重时会造成淹井事故。另外，井下巷道积水，还会影响电气设备的绝缘性能和使用寿命，极大影响煤矿的安全生产。目前在我国大部分的矿井中主排水系统依然是采用传统的人工操作方式，其自动控制方式也已经展开广泛的研究和应用，并取得良好的效果。本人根据我矿井实际情况，本着利用现有设备，只添加一些附件和电路，使采区水泵能自动运行，从而达到约能源消耗并减少工程投资的目的。二、设备的选择在了解了离心水泵的基本结构和工作原理后，要实现水泵的自动控制，就要选择合适的设备，本设计选择如下：1.水泵的选择。目前在我国的矿山企业中大多采用的是多级离心泵，主要为D型和DA型，进水方式为吸入式，其优点如下：流量、扬程范围大；效率较高。转速较高，可与电动机直接相连。操作方便可靠、容易维修，易于实现自动化控制。简单紧凑，应用广。我矿井采区积水点主要使用的是3寸7极离心泵。2.闸阀的选择。水泵闸阀有很多种类，这里主要用到的是电动闸阀和电磁阀。为了简化控制系统采用非电动的JD745X型多功能水泵控制阀代替小水泵出水闸电动阀。①电动阀可以实现阀门的开和关，根据不同的使用条件，选择恰当的开闭速度，打开或关闭动作完成需要一定的时间模拟量，可以调节，并且能够承受很大的工作压差。本设计中水泵的出水闸和射流闸使用电动阀。②电磁阀是利用电磁线圈产生的磁场来拉动阀芯，从而改变阀体的通断，线圈断电，阀芯就依靠弹簧的压力退回。其结构简单，价格便宜，但其流通系数和工作压差都很小。本设计中选择直动式电磁阀用于排气管的开闭。③JD745X隔膜式多动能水泵控制阀：它具有一阀多能、简化操作、便于维护，无需为阀门另配电控系统，阀门随水泵的开启与停止自动并按顺序完成控制功能的优点。当水泵起动起后，主阀缓缓开启。设定调节阀的开度可得到合适的主阀开启速度。当水泵停止工作后，在水压联合作用下缓缓关闭。关闭速度减慢形成了缓冲，防止压力剧增。其工作原理为：开闭动作是随着水泵的运行被动工作而且结构比电动阀简单，小管径的价格更便宜，其代替出水电动阀很合适。3.水位计的选择。本设计主要在水仓高水位和低水位时控制水泵的开停，电子式水位计适用范围广，安装方便，性能可靠，故被选用。其工作原理是通过电子探头对水位进行检测，通过信号处理后，配合水位控制器或与PLC工作，可实现水位控制全自动化。这里选用电子式水位开关为BZ2401与其配套的双水位控制器为BZ202。4.真空度测量器件的选择。真空度测量器件在目前的国内市场上种类繁多，可按要求选择。当水泵排气管中的真空度达到设定值时，变送器输出标准信号。本设计中采用PTJ410Z绝对真空压力变送器，量程0～1Mpa，其他具体要求可在购买时向厂家说明。5.喷射泵与底阀。目前矿井水泵采用底阀来保证水泵在停泵时保持水泵回空时及吸水管中的水不漏掉，但是这样会增加水泵的吸水阻耗和维修困难。而喷射泵结构简单可自行制作，与水泵在同一平面维修方便，还可提高水泵的吸水效率，所以取消底阀采用射流泵来排出水泵里的空气是目前的流行趋势。三、水泵的运行流程根据上述选择的设备，在施工实践中，为控制水位，必须要：一是水仓上限水位时能自动开泵；二是下限水位时自动停泵。三是可人为开停泵。1.水泵出水管采用多功能控制阀和射流管采用电动阀时的运行流程如下：①水位到达电子式水位计1#水位控制器{射排真流开关电动阀}射流机构排气开始第②步。气开关电磁阀空压力变送器②排气管气压压力传感器变送器{射流开排气开水泵主关电动阀}射流机构停止排气。关电磁阀电机控制柜电机起动主电机正常运行隔膜式多动能水泵控制阀水泵正常排水。③水位到达电子式水位计2#水位控制器{主真电机停机多动能水泵控制阀水泵停机。空压力控制器(此是为了防止水泵停止运行时排气误动作。)④真空压力变送器安装在靠近排气电磁阀的水平排气管路上。2.若电动阀选择带手动的，就可以在电动部分故障时采用人工方式紧急运行水泵排水。在出水闸阀上端装上示流信号器就可以根据水泵排出水流的大小显示水泵的故障报警。四、结论井下排水系统是煤矿四大系统之一，消耗能源大，投入人力多，对排水控制电路要求尽可能的简单、可靠。以上介绍的自动控制原理，能节省劳力投入，在控制电路出现故障时能很方便地改为人工操作，以保证排水工作不间断，节省投资，能节约人力。综上所述采用喷射排气无底阀水泵系统(见示意图)。采用喷射泵实现无底阀排水系统示意图1-水泵，2-电动闸阀(多动能水泵控制阀)，3-逆止阀，4-排水管，5-喷射泵，6-真空表(真空压力变换器)，7-电动机，8-过滤栅，9-回水管，10-高压阀(电动阀)，11-低压阀(电磁阀)参考文献：[1]康华光.《电子技术基础》数字部分[M].高等教育出版社,2004,4.[