Вентиляторные установки главного проветривания как объект автоматизации

Введение

Вентиляция занимает ответственное место в производственном процессе на шахте, так как возможность ведения горных работ, здоровье и производительность труда рабочих в значительной степени зависят от состояния проветривания горных выработок.

Механизация и автоматизация технологического процесса, увеличение мощности и глубины угольных шахт, концентрация производства и интенсификация горных работ сопровождаются значительным увеличением выделений в атмосферу вредных примесей, пыли, газа и тепла.

На режим проветривания шахты отрицательно влияет как недостаток воздуха, вызывающий повышение концентрации метана и ухудшение климатических условий в выработках, так и избыток воздуха, приводящий к повышению пылеобразования и охлаждающего действия воздушного потока, увеличению утечек и возрастанию расхода электроэнергии.

Разнообразие и сложность схем шахтного проветривания, большая длина и разветвленность вентиляционной сети, недостаточная изученность аэрогазового режима, сложность получения достоверной информации о параметрах шахтной атмосферы и ряд других специфических шахтных условий значительно усложняют разработку эффективных методов и средств борьбы с рудничным газом и пылью, высокими температурами и влажностью в горных выработках.

Вентиляторные установки главного проветривания как объект автоматизации

Система проветривания угольной шахты включает в себя вентиляционную сеть, главную вентиляторную установку, вентиляторы местного проветривания, средства контроля содержания метана в шахтной атмосфере и калориферные уста­новки.

Автоматизация вентиляторных установок в настоящее время сводится к при­менению дистанционного управления вентиляторами и устройствами реверсирова­ния струи воздуха с пульта, установленного в месте нахождения постоянного де­журного персонала, и осуществлению необходимых видов контроля работы уста­новки.

В настоящее время большинство рудничных вентиляторов оборудовано не­регулируемым электрическим приводом. Для нерегулируемого привода крупных вентиляторов с потребляемой мощностью свыше 350 кВт применяются, как прави­ло, высоковольтные синхронные электродвигатели, на напряжение 6 или 10 кВ, что обусловлено их высокими энергетическими и эксплуатационными характеристи­ками: высоким коэффициентом полезного действия, опережающим коэффициен­том мощности; высокой надежностью вследствие относительно большого воздуш­ного зазора между ротором и статором.

Вентиляторы средней мощности (от 100 до 350 кВт) оснащаются низковольт­ными синхронными двигателями или асинхронными двигателями с фазным рото­ром на номинальное напряжение 0,38 кВ. Для привода вентиляторов мощностью до 100 кВт применяют в основном асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором на напряжение 0,38 кВ.

При удалении вентиляторной установки на расстояние свыше 500мот диспет­черского пункта экономически выгодно вместо обычной многопроводной системы дистанционного управления, сигнализации и контроля применять телемеханиче­ские системы, позволяющие по минимальному числу линий связи передать боль­шое количество команд и с лов. Особенно выгодно использование телемеханических систем управления вентиляторами флангового проветривания в связи с значительной удаленностью их от диспетчерского пункта.

Схемы автоматизации вентиляторных установок главного проветривания должны обеспечивать дистанционное управление из помещения диспетчерского пункта и местное из машинного зала, а также возможность работы вентиляторов в автоматическом режиме, без постоянного обслуживающего персонала. При этом схема должна обеспечивать автоматические контроль и регистрацию всех основных параметров работы вентиляторной установки и автоматическую световую и звуковую сигнализацию при возникновении аварийных ситуаций.

Аппаратура автоматизации должна обеспечивать: частичное регулирование производительности вентиляторов путем поворота лопаток направляющего аппарата; реверс вентиляционной струи без остановки вентилятора; автоматическое включение резервного агрегата при выходе из строя работающего.

Аппаратура автоматизации должна обеспечивать полное защитное отключение вентиляторной установки в следующих случаях: при коротких замыканиях и перегрузках в электрической сети, а также замыканиях на землю; при асинхронном режиме работы синхронного двигателя; при затянувшемся пуске двигателя; при отключении напряжения питания на время более 10 с, при наложении тормоза во время работы вентилятора; при нарушениях режима работы в системе маслосмазки вентиляторов; при повышении температуры подшипников двигателя и вентилятора.

Система блокировок схемы автоматизации должна исключать:

- одновременную работу двух вентиляторов, если это не предусмотрено технологической схемой, самопроизвольный запуск электропривода вентилятора; включение вентилятора при несоответствующем выбранному режиму положения ляд в воздушных каналах;

- включение электроприводов ляд и шиберов во время работы вентилятора;

- задание двух видов управления одновременно; перестановку ляд при работающем двигателе.

Система автоматизации должна обеспечивать непрерывный контроль поло­жения ляд и шиберов, направляющего и спрямляющего аппаратов, депрессии и производительности вентилятора, температуры подшипников электродвигателя и вентилятора, положения тормоза, тока ротора и статора приводного двигателя, на­пряжения питания электропривода.

Установка вентиляторов главного проветривания должна обеспечивать:

- не­прерывную и бесперебойную подачу в шахту необходимого количества воздуха; возможность регулирования производительности при наличии резерва ее не менее 20 от наибольшей подачи;

- переход с работы одного вентилятора на другой и при необходимости их совместную работу;

- возможность опрокидывания вентиляцион­ной струи за время не более 10 мин при сохранении дебита не менее 60% от нор­мального;

- необходимый контроль параметров режима работы;

- устойчивую и эко­номичную работу при простоте и удобстве эксплуатации.

Аппаратура автоматизации вентиляторов главного проветривания должна обеспечивать:

- возможность использования ее для различных типов вентиляторов и схем проветривания;

- представление и расшифровку информации о причинах аварий; автоматическое включение резервного агрегата при аварийном останове или выходе из строя работающего;

- частичное регулирование производительности вентилятора дистанционным поворотом лопаток направляющего аппарата;

- высокие технико-экономические показатели при эксплуатации; простоту в обслуживании при профилактических осмотрах и ремонтах и вы­сокую ремонтопригодность.