20130128瓦斯抽放监控系统设计方案

阳煤集团景福煤业有限公司瓦斯抽放监控系统

设计方案

太原佳泰兴科技有限公司

二○一三年十月

1KJ30瓦斯抽放监控系统设计方案

1.1设计目标

1)对景福煤业瓦斯抽放监控系统实施科学管理；

2)提高景福煤业瓦斯抽放监控系统安全性、准确性、可靠性；

3)提高景福煤业瓦斯抽放监控系统自动化程度；

4)确保景福煤业瓦斯抽放监控系统的先进性和经济性得到最佳组合。

1.2设计依据

1)《煤矿瓦斯抽放泵站设计规范》

2)《煤矿安全监控系统通用技术要求》（AQ6201-2006）

3)《煤矿瓦斯抽放规范》（AQ1027-2007）

4)《爆炸性环境用防爆电气设备通用要求》

5)《爆炸性环境用防爆电气设备本质安全型电路和电气设备要求》

6)《煤矿安全规程》新版

7)《煤矿安全质量标准化标准》

8)《矿山电力设计规范》（GB50070-2009）

9)《爆炸及火灾危险环境电力装置设计规范》（GB50058-92）

10)《煤矿低浓度瓦斯管道输送安全保障系统设计规范》（AQ1027-2009）

11)《供配电系统设计规范》（GB50052-95）

1.3设计原则

在对瓦斯抽放监控系统的设计过程中，我们充分考虑了用户实际应用的需求，使用目前成熟、稳定且先进的技术，来整体规划和设计系统方案结构。

1）先进性

系统既要采用先进、成熟的气体流量和瓦斯浓度检测技术，确保设备满足应用的需求，又要注意结构、设备等的相对成熟度。要求采用的设备、技术不但能反映业界的先进水平，而且具有一定的前瞻性，在未来若干年内能占主导地位。

2）实时性

由于瓦斯抽放对于煤矿安全生产的重要性。因此，在设计上应保证系统对瓦斯抽放工况监测参数的实时数据处理能力。

3）高可靠性

实时监控的不可间断性决定了在系统设计中必须考虑提高设备运行的可靠性；因此，在系统结构、技术措施、设备性能、系统管理、厂商技术支持及维修能力等方面着手，确保系统运行的可靠性和稳定性。

4）灵活性

整个系统必须满足便于安装、便于管理、便于维护、便于使用的要求。

5) 经济性

在一定的资金资源下，尽量有效地利用，以适当的投入，建立一个尽可能高水平的、完善的瓦斯抽采监控系统。所有设备的选型配置和采购订货，坚持性能价格比最优的原则，同时兼顾供货商的资信度和维修服务能力。

1.4项目简介

本项目主要对地面抽放泵站工程进行监控，工程具体情况如下：

1）地面泵站共建4台抽放泵，主进气管为2趟，主管径分别为DN800；

2）循环水泵3台；

3）冷却塔1台；

4）循环水池1座；

1.5监控内容

1.5.1系统监测参数

对于监控系统来说，可靠的监测是瓦斯抽放系统安全运行的保障。监测内容其主要包括：

管道参数：管道工况、标况混合流量，管道瓦斯浓度、温度、压力、一氧化碳浓度，并根据以上参数自动计算出管道标况纯流量及其累计量、管道标况混合流量的累计量；

泵站环境参数：瓦斯泵房环境瓦斯浓度、环境温度等；

工况参数：抽放泵前后轴温、电机前后轴温、瓦斯泵开停状态、水泵开停状态、冷却塔开停状态、阀门工作状态及防爆安全装置压差等；

供水参数：真空泵供水状态、热水池水位及水温、冷却水池水位及水温等。

1.5.2控制内容

本系统对于瓦斯抽放系统中实施控制的设备主要包括：抽放泵的启停、水

泵的启停、冷却塔、电动阀的工作状态控制等。

此方案利用PLC对以上设备进行多种方式控制，确保系统高效、可靠、安全地运行，降低工人劳动量，方便管理。

1.6系统结构

KJ30瓦斯抽放监控系统具有国家安标证，可单独成为系统。地面泵站系统结构如下图，系统监测和监控功能有机结合为一个整体，数据共享方便、快捷、有效，各层次之间的数据传输稳定、可靠；监测功能由所有传感器分别实现，然后通过监控柜采集整理并上传数据至中心站，最后通过Web站点方式实时发布监测数据，实现远程网络监测的全部功能；监控功能则依靠监测所得各项数据，实时判断是否满足控制条件，以上位机运算和下发控制指令、PLC可编程控制柜接收指令并发出动作指令为核心实现全自动远程监控的全部功能。

在监测结构方面，系统采用中心站、显示控制装置、检测传感器三层结构。中心管理层：中心站负责管理整个瓦斯抽采系统中各设备检测的数据、抽放监控柜实时数据通讯、统计存储、屏幕显示、查询打印、网络通讯等任务；显示控制装置层（分站）：采集现场各传感器数据、数据计量及操作控制、故障保护、面板操作、现场数据显示、声光报警等；传感器层：采集瓦斯抽采系统中的各种参数。

在控制结构方面，系统采用上位机、PLC可编程控制柜、受控设备三层结构，其中：上位机负责实时监控整个抽放系统所有设备的运行状态，采集监测数据，判断控制条件，下发控制指令，共享控制权力（实现网络远程控制）；PLC可编程控制箱：PLC可编程控制箱集中控制现场所有受控设备，通过储存的

程序指令以条件式地判断分别精确地实现远程控制；受控设备：如抽放泵、电动阀等。

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1.7系统功能

1)自动监测瓦斯抽放系统管道瓦斯浓度、管道压力、管道温度、管道工况

流量、管道CO等管道参数；

2)根据以上管道参数自动计算出管道标况混合流量和标况纯流量；

3)自动统计出管道标况混合流量和管道标况纯流量的年、月、日、分累计

量；

4)自动监测瓦斯抽放系统中抽放泵轴温、电机轴温度、抽放泵开停、阀门

工作状态、冷却塔开停、水泵开停、防爆安全装置压差等工况参数；

5)自动监测真空泵供水状态、热水池水位、水温、冷却水池水位、水温供

水参数；

6)以上各监测参数和累计量等在监控柜和上位机实时显示；

7)对系统的控制，提供无源的控制触点，而且常开/常闭状态，触点之间

是否需要互锁可以自由选择，完全满足现场不同设备的控制接入需

要；

8)系统控制方式灵活，根据不同的需要，可以选择自动、手动、检修等控

制模式；

9)在自动模式下，当监控系统接收到启动、停止或者切换等信号时，可以

根据工艺流程按顺序自动启动、自动停止或者切换抽放泵和相应设备

（电动阀、冷却塔、水泵等）；

10)在手动模式下，可以对系统中各设备实施分步操作，但是各环节之间存

在先后顺序的闭锁；