专利名称：矿井乏风排放风能发电装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种矿井乏风排放风能发电装置，具体说是一种节能环保的煤矿行业和其他非煤矿山行业的矿井乏风排放风能发电装置。
背景技术：
煤矿行业和其他非煤矿山行业，在井工开采过程中，为了稀释降低瓦斯浓度，排除井下有毒有害气体，吹散炮烟，排除粉尘，保护井下生产作业人员的健康及生命安全，以及运行设备的散热降温。因此，要连续不断地向井下供给大量的新鲜空气，而在向井下供给新鲜空气的同时，矿井也向井上大气中排出大量的乏风(即污风)。一般中小型矿井每分钟能向大气中排放3000m3-4000m3的乏风，大型矿井排放的乏风风量远远大于一般中、小型矿井的乏风量。矿井排放的乏风风速快、风量大，蕴藏着良好的风能资源。现有煤矿行业和其他非煤矿山行业的矿井乏风都是直接排放到大气中，既污染空气，又污染矿区附近的生产、生活环境，威胁矿区附近居民的健康，浪费大量的风能资源，不利于企业健康稳定生产与生态环境的和谐发展，不符合“十一五”规划节能减排、环境友好型的要求。为此，为了充分利用矿井乏风排放的风能资源，促进企业健康稳定、能源回收利用、环保节能、生产与环境保护的和谐发展，提高企业可持续发展能力，对创建资源节约型和环境友好型矿区具有重大的经济战略意义。
发明内容为了克服以上技 术缺点，本实用新型提供一种节能环保、资源回收利用的矿井乏风排放风能发电装置本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案:本实用新型矿井乏风排放风能发电装置，主要包括进风口、风门、排风口、排风道、风轮机室、发电机室、开关室、变压器室、控制室、风轮机、发电机、变速箱、开关柜、变压器、控制保护屏、公共测控屏、交流低压配电屏、蓄电池组、微机工作站、避雷系统、接地系统。特点为:进风口、风门、排风口，排风道和风轮机室修建在不影响乏风正常排放处，进风口修建在乏风排风道内并沿乏风排风道修建成弧形，进风口内修建有风门安装接口，风门为钢材加工而成，安装在进风口的风门接口中，由螺杆、丝牙转盘手动操作，可调节进入风轮机风量。风轮机室修建在进风口旁，排风口修建在风轮机室与进风口对侧，排风口比进风口大，排风道修建在排风口旁，排风道与乏风排风道大小一样；发电机室、开关柜室、变压器室、控制室修建在风轮机室旁并紧紧相连，高度一致，风轮机室与发电机室中间修建有防爆防潮性的干墙；风轮机安装在风轮机室内，传动轴与变速箱齿轮连接；变速箱、发电机安装在发电机室内，发电机转动轴与变速箱齿轮连接；开关柜为3KVU0KV的手车中置柜，手车断路器为真空断路器，分别安装在3KV和IOKV开关柜室；变压器安装在变压器室，微机工作站安装在控制室控制保护屏对面，面对控制保护屏；避雷系统是在3KV开关柜母线上安装一组避雷器，在IOKV并网端口处安装一组避雷器，在发电站厂房外安装两只避雷针；接地系统是在发电站厂房内、外安装敷设两组接地网；蓄电池组安装在控制室与交流低压配电屏并列，蓄电池充电控制屏上安装有逆变器，可将直流电逆变为交流电，负责供站内发配电设备，设施监控，测量，仪器仪表及事故照明用电。。所述风轮机为钢材加工而成，由风叶、风轮、转动轴、轴承轴、传动轴组成。所述变速箱为钢件多级变速齿轮润滑油箱，安装在发电机室，初级为输入接口，末级为输出接口。所述发电机为交流同步发电机，装机容量系列为3KW、5KW、10KW、15KW、20KW、25KW、30KW,转速为1000-3000r/min，励磁装置为可控硅整流自励恒压励磁，接收风轮机传动轴传送的动能，带动发电机发电。所述变压器为升压变压器，高压侧电压为10KV，低压侧电压为3KV，负责电能升压和传递。所述控制保护屏安装在控制室内，屏上安装有保护仪表，监控、监测仪器仪表及操作手柄。所述控制室内安装有公共测控屏，与控制保护屏并列，屏上安装有工控交换机，监控监测各种信号及数据，通信采用A、B双网，并与GPS时钟校时装置连接对时，总数据输出接口用通信线与微机工作站总数据输入接口连接。所述微机工作站总数据输出接口与集控中心后台机总数据输入接口用光纤电缆连接，实现前、后台监控监 测。所述交流低压配电屏安装在控制室侧，屏上安装有智能切换开关，双电源进线，一路进线电源为本站用变压器，另一路进线电源为网电，并安装有若干输出接线端口和相关仪器仪表。所述避雷系统，①3KV开关柜母线上和IOKV并网端口处分别安装一组避雷器 ’②在发电站厂房外安装两支避雷针。所述接地系统，在发电站内安装敷设两组独立的接地网，接地电阻阻值分别为<4Ω和< 10 Ω，一组专用于发配电设备、设施和仪器，另一组专用于避雷针接地。本实用新型的有益效果:本实用新型填补了现在矿井乏风排放风能利用的空白，实现风能再利用，是风能发电与生态环境优化结合技术，提高经济效益，实现能源节约与环境保护的目的。在矿井乏风排放经除尘净化治理后，将风能转换成电能，既清洁环保，又节能增效，为企业健康稳定、和谐、可持续发展奠定良好基础。为国家环保节能、清洁能源、能源再利用、循环经济发展和创建资源节约型、环境友好型矿山企业打下坚实基础，给企业带来可观的经济效益和社会环境效益。
图1是本实用新型风能发电站平面布置示意图；图2是本实用新型矿井乏风排风道及风轮机室立体截面示意图；图3是本实用新型矿井乏风排风道及风轮机室平面示意图； 图4是本实用新型风能发电站风轮机及发电机平面布置示意图；图5是本实用新型风能发电站与电网构成示意图；[0023]图6是本实用新型风能发电站一次接线图；图7是本实用新型发电机发电励磁装置原理线路图；图8是本实用新型风轮机结构示意图；图8-1是图8的俯视图。图中，1.排风口 ；2.进风口 ；3.乏风排风道；4.风门；5.主扇风机；6.吸音盖板；
7.除尘净化装置；8.安全防护盖板；9.风轮机室；10.风门安装接口 ；11.接尘斜池；12.排污沟；13排风道；14.隔墙；15.发电机室；16.发电机；17.变速箱；18.防爆防潮干墙；19.风轮机。
具体实施方式
:参考图，图2、图3，本实用结构主要包括进风口 2、风门4、排风口 1，排风道13和风轮机室9修建在不影响乏风正常排放处，进风口 2是沿乏风排风道3修建成弧形，进风口 2内修建有风门安装接口，风门4是钢材加工而成的，安装在进风口 2的风门接口中，由螺杆、丝牙转盘手动操作；风轮机室9修建在进风口 2旁，排风口 I修建在风轮机室9与进风口 2对侧，排风口 I比进风口 2大，排风道13修建在排风口 I旁，排风道13与乏风排风道3大小一样，。参考图1、图2,发电机室15、开关柜室、变压器室、控制室修建在风轮机室9旁并紧紧相连，高度一致，风轮机室9与发电机室15中间修建有防爆防潮性的干墙18 ;控制保护屏安装在控制室内，屏上安装有保护仪表，监控、监测仪器仪表及操作手柄，控制室内安装有公共测控屏，与控制保护屏并列，屏上安装有工控交换机，通信采用A、B双网，并与GPS时钟校时装置连接对时，总数据输出接口用通信线与微机工作站总数据输入接口连接，交流低压配电屏安装在控制室侧，屏上安装有智能切换开关，双电源进线，一路进线电源为本站用变压器，另一路进线电源为网电，并安装有若干输出接线端口和相关仪器仪表。风轮机19为钢材加工而成， 由风叶、风轮、转动轴、轴承轴、传动轴组成，安装在风轮机室9内，传动轴与变速箱齿轮连接；变速箱17、发电机16安装在发电机室15内，变速箱17为钢件多级变速齿轮润滑油箱，初级为输入接口，末级为输出接口 ；发电机为交流同步发电机，装机容量系列为 3KW、5KW、10KW、15KW、20KW、25KW、30KW，转速为 1000_3000r/min，励磁装置为可控硅整流自励恒压励磁，如图7所示；发电机转动轴与变速箱齿轮连接接收风轮机传动轴传送的动能，转动轴带动发电机16发电。参考图1、图5、图6，开关柜为3KVU0KV，分别安装在3KV和IOKV开关柜室，负责电能的升压、传输；变压器安装在变压器室，负责电能的分配和传输，微机工作站安装在控制室控制保护屏对面，面对控制保护屏；避雷系统是在3KV开关柜母线上安装一组避雷器，在IOKV并网端口处安装一组避雷器，在发电站厂房外安装两只避雷针；接地系统是在发电站厂房内、外安装敷设两组接地网，一组单独用于避雷针，接地电阻阻值< 10 Ω，一组单独用于发配电设备的接地，接地电阻阻值< 4Ω。本实用新型矿井乏风排放风能发电装置，①风轮发电机组装机容量在IOKW以下(不含10KW)，采用简易设计安装，发出的电能采用“孤岛”运行或并网运行；②风轮发电机组装机容量在IOKW以上，采用小型风能发电站设计安装，发出的电能采用并网运行或“孤岛”运行参考图1、图5、图6，本次设计采用风轮发电机组装机容量为10KW、发电机转速为lOOOr/min的小型发电站，并根据矿井主扇风机5为一开一备两套风机和两条乏风排风道3的情况而定，风能发电机组也设计为一开一备两组风能发电机组。[0030]本实用新型装置是在乏风经过除尘净化处理后，不影响乏风排放，利用乏风中蕴藏的大量风能资源， 实施乏风排放风能发电。
权利要求1.矿井乏风排放风能发电装置，主要包括进风口、风门、排风口、排风道、风轮机室、发电机室、开关室、变压器室、控制室、风轮机、发电机、变速箱、开关柜、变压器、控制保护屏、公共测控屏、交流低压配电屏、蓄电池组、微机工作站、避雷系统、接地系统，其特征在于:进风口、风门、排风口，排风道和风轮机室修建在不影响乏风正常排放处，进风口修建在乏风排风道内并沿乏风排风道修建成弧形，进风口内修建有风门安装接口，风门为钢材加工而成，安装在进风口的风门接口中，风轮机室修建在进风口旁，排风口修建在风轮机室与进风口对侧，排风口比进风口大，排风道修建在排风口旁，排风道与乏风排风道大小一样；发电机室、开关柜室、变压器室、控制室修建在风轮机室旁并紧紧相连，高度一致，风轮机室与发电机室中间修建有防爆防潮性的干墙；风轮机安装在风轮机室内，传动轴与变速箱齿轮连接；变速箱、发电机安装在发电机室内，发电机转动轴与变速箱齿轮连接；开关柜为3KV、IOKV的手车中置柜，手车断路器为真空断路器，分别安装在3KV和IOKV开关柜室；变压器安装在变压器室，微机工作站安装在控制室控制保护屏对面，面对控制保护屏；避雷系统在3KV开关柜母线上安装一组避雷器，在IOKV并网端口处安装一组避雷器，在发电站厂房外安装两只避雷针；接地系统是在发电站厂房内、外安装敷设两组接地网；蓄电池组安装在控制室与交流低压配电屏并列，蓄电池充电控制屏上安装有逆变器。
2.根据权利要求1所述矿井乏风排放风能发电装置，其特征在于:风轮机为钢材加工而成，由风叶、风轮、转动轴、轴承轴、传动轴组成。
3.根据权利要求1所述矿井乏风排放风能发电装置，其特征在于:变速箱为钢件多级变速齿轮润滑油箱，安装在发电机室，初级为输入接口，末级为输出接口。
4.根据权利要求1所述矿井乏风排放风能发电装置，其特征在于:发电机为交流同步发电机，装机容量系列为 3KW、5KW、10KW、15KW、20KW、25KW、30KW，转速为 1000_3000r/min，励磁装置为可控硅整流自励恒压励磁。
5.根据权利要求1所述矿井乏风排放风能发电装置，其特征在于:变压器为升压变压器，高压侧电压为10KV，低压侧电压为3KV。
6.根据权利要求1所述矿井乏风排放风能发电装置，其特征在于:控制保护屏安装在控制室内，屏上安装有保护仪表，监控、监测仪器仪表及操作手柄。
7.根据权利要求1所述矿井乏风排放风能发电装置，其特征在于:控制室内安装有公共测控屏，与控制保护屏并列，屏上安装有工控交换机，通信采用A、B双网，并与GPS时钟校时装置连接对时，总数据输出接口用通信线与微机工作站总数据输入接口连接。
8.根据权利要求1所述矿井乏风排放风能发电装置，其特征在于:交流低压配电屏安装在控制室侧，屏上安装有智能切换开关，双电源进线，一路进线电源为本站用变压器，另一路进线电源为网电，并安装有若干输出接线端口和相关仪器仪表。
9.根据权利要求1所述矿井乏风排放风能发电装置，其特征在于:避雷系统，①3KV开关柜母线上和IOKV并网端口处分别安装一组避雷器在发电站厂房外安装两支避雷针。
10.根据权利要求1所述矿井乏风排放风能发电装置，其特征在于:接地系统，在发电站内安装敷设两组独立的接地网，接地电阻阻值分别为<4Ω和< 10Ω。
专利摘要本实用新型涉及一种风能再利用、经济效益高、节能环保的矿井乏风排放风能发电装置，具体说是一种节能环保的煤矿行业和其他非煤矿行业的矿井乏风排放风能发电装置。结构主要包括矿井乏风排放风能发电装置，主要包括进风口、风门、排风口、排风道、风轮机室、发电机室、开关室、变压器室、控制室、风轮机、发电机、变速箱、开关柜、变压器、控制保护屏、公共测控屏、交流低压配电屏、蓄电池组、微机工作站、避雷系统、接地系统。
文档编号F03D9/00GK203114521SQ20132009834
公开日2013年8月7日 申请日期2013年3月1日 优先权日2013年3月1日
发明者毛登强, 李云怀, 王真文 申请人:毛登强, 李云怀, 王真文