Анализ современного состояния электропривода шахтных вентиляторных установок. Выбор электромеханического оборудования, электропривода, электроснабжения. Пути автоматизации технического обслуживания и ремонта вентиляторной установки шахты Садкинская.
При низкой оригинальности работы "Электропривод вентиляторной установки главного проветривания", Вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100%
3 Электропривод вентиляторной установки главного проветривания 3.4 Синхронный регулируемый электропривод основного вентилятора с векторным управлением и регулированием продольной и поперечной составляющих тока статора 4.1 Расчет и выбор оборудования электроснабжения 4.2 Расчет освещения машинного зала вентиляторной установки 4.5.1 Расчет и выбор сечения кабеля по токовой нагрузке и экономической плотности токаВ настоящее время изготовляются вентиляторы главного и вспомогательного проветривания центробежного и осевого типа. Выпускается семь типоразмеров центробежных вентиляторов - ВЦ-15; ВЦ-16; ВЦ-25М; ВЦ-31.5М; ВЦД-31.5М; ВЦД-47.5У; ВЦД-47,5А, также шесть типоразмеров осевых вентиляторов: ВОД-16П; ВОД-18; ВОД-21М; ВОД-ЗОМ; ВОД-40М; ВОД-50. Преимущества центробежных вентиляторов: монотонная кривая давления, что обеспечивает устойчивую работу вентиляторов; меньший, чем у осевых вентиляторов, уровень шума при тех же угловых скоростях; возможность получения больших, чем у осевых вентиляторов, давлений; доступность ротора для осмотра. Недостатки: сложность реверсирования воздушной струи (с помощью обводных каналов); меньшая по сравнению с осевыми глубина регулирования по давлению - 0,52-0,55 (кроме машин с изменяемой частотой вращения ротора); больший момент инерции ротора (например, для ВОД-50 он составляет 103000 кг-м2, а для ВЦД-47,5А - 206000 кг-м2), что осложняет пуск машины; при больших подачах и низких давлениях необходимы малые частоты вращения, что в ряде случаев требует установки понижающего редуктора между вентилятором и двигателем; большие в поперечном сечении габариты. Недостатки - седлообразная или с разрывами кривая давления, что характеризует неустойчивую работу вентиляторов, особенно при параллельном включении; сильный шум при работе со скоростями 90 - 95 м/с и более того уровень звукового давления 55-60 ДБ, на расстоянии 150 м от установки, достигается уже при окружных скоростях 80-85 м/с; подшипники ротора недоступны для осмотра, что снижает надежность установки; большие габариты по длине; высокая чувствительность к точности балансировки ротора.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 зависимости от характеристики сети изменяется режим работы вентилятора - подача и давление. То есть в процессе работы шахты обеспечить ее проветривание только за счет регулирования вентилятора невозможно, да и срок службы вентиляторной установки значительно меньше срока работы шахты. Регулирование необходимо в процессе эксплуатации вентиляторной установки, когда не считая необходимости постепенного увеличения или уменьшения производительности вентиляторной установки изза развития или свертывания горных работ потребное количество воздуха изменяется еще по нескольким причинам,: - изза сезонных колебаний температуры (расчетный диапазон 10-15%); Данные обследования фактического использования вентиляторных установок Криворжского железно-рудного бассейна до широкого внедрения регулируемого привода показали, что до 10% вентиляторов работают с КПД <40%, 1/3-<50%, 1/3-60% и лишь 20% в зоне экономически рекомендуемого использования с КПД 60-70% при проектном значении 80%.В проекте выполнен расчет и выбор электромеханического оборудования, электропривода и автоматизации главной вентиляторной установки шахты Садкинская. С целью улучшения технико-экономических показателей работы шахты предложено применение регулирования производительности вентилятора в зависимости от суточной и сезонной потребности, от развития горных работ, а также системы автоматической регулировки возбуждения синхронного электродвигателя вентилятора для компенсации реактивной мощности.
План
СОДЕРЖАНИЕ
Ведомость дипломного проекта
Введение
1 ХАРАКТЕРИСТИКА ПРЕДПРИЯТИЯ
2 РЕЖИМЫ РАБОТЫ вентиляторных установок главного проветривания
2.1 Вентиляторные установки главного проветривания
2.2. Способы регулирования установок главного проветривания
Вывод
В проекте выполнен расчет и выбор электромеханического оборудования, электропривода и автоматизации главной вентиляторной установки шахты Садкинская. С целью улучшения технико -экономических показателей работы шахты предложено применение регулирования производительности вентилятора в зависимости от суточной и сезонной потребности, от развития горных работ, а также системы автоматической регулировки возбуждения синхронного электродвигателя вентилятора для компенсации реактивной мощности. Использование автоматизированного электропривода и автоматизации повышает в том числе надежность и безопасность работы главной вентиляторной установки.
В проекте проработаны вопросы безопасности жизнедеятельности, дано технико - экономическое обоснование нового варианта электропривода и автоматизации главной вентиляторной установки шахты Садкинская. Чистый дисконтированный доход за пять лет реализации проекта равен 62804893 рублей при ставке дисконта 0,12, индекс доходности (Р J) - 4,1, годовой экономический эффект - 17793500 руб. , срок окупаемости - 0,174 г.
Список литературы
Ведомость дипломного проекта
Формат Обозначение Наименование Дополнит. сведения
Проводимые в настоящее время экономические реформы, диктуют необходимость улучшения работы базовых отраслей производства, повышение производительности труда. Успешная работа угольной промышленности будет зависеть от создания высокопроизводительной техники, внедрения передовых технологий, автоматизации производства рационального и экономического подхода в расходовании сырья, топливно-энергетических ресурсов.
При перехода к разработке более глубоких горизонтов, угольные предприятия следует обеспечить комплексом совершенного и высокопроизводительного стационарного оборудования, включающего вентиляторные установки главного проветривания. Эти установки должны получить дальнейшее совершенствование и в конструктивном, и в эксплуатационном отношениях. Проведенные статистические исследования параметров проветривания действующих шахт и рудников за длительный период их эксплуатации показали, что свыше 40% шахт и рудников имеют большой диапазон изменения количества воздуха подаваемого, в подземные выработки для их проветривания, а давление (депрессия) для перемещения воздуха по выработкам изменяется в два и более раза. Это приводит к тому, что более половины всех вентиляторов работают с КПД ниже 0.6. Эксплуатация непрерывно круглосуточно работающего вентилятора с низким КПД приводит к чрезмерно большому расходу электроэнергии.
Снизить неоправданный расход электроэнергии можно, используя на вентиляторах регулируемый электропривод. Опыт эксплуатации электрооборудования регулируемого электропривода на вентиляторных установках показал целесообразность их применения, как с точки зрения экономичности работы вентилятора, так и с точки зрения настройки вентилятора на заданный режим работы.
1 ХАРАКТЕРИСТИКА ПРЕДПРИЯТИЯ
Шахта «Садкинская» сдана в эксплуатацию в 1989г. как разведочно-эксплуатационная для разработки одиночного пласта m18 c проектной мощностью 400 тыс. т. в год и расположена в северо-восточной части участка «Садкинский-Восточный» №1.
Участок «Садкинский-Восточный» №1 расположен в Белокалитвинском и Усть-Донецком районах Ростовской области Российской Федерации, в 36 км к югу от г. Белая Калитва и в 29 км к северу от г. Усть-Донецка, в Сулино-Садкинском угленосном районе Восточного Донбасса.
Угленосная площадь простирается вдоль оси Сулино-Садкинской синклинали на 12 км, а вкрест простирания 2,9-6,1 км, занимая площадь 54,6 км.
Основной угольный пласт этого района залегает в пределах участка - m18.
Поле шахты размещается в следующих технических границах на северо-востоке выход угольного пласта m18 под покровные отложения;
на северо-западе - условная линия, проходящая вкрест простирания пород через скважины №16079 и 16142;
на юго-западе - изогипса минус 125 м пласта m18;
на юго-востоке - ось поперечного поднятия №1 граница участка «Садкинский-Восточный» №2.
Протяженность шахтного поля по простиранию 4,5 км, по падению 1,5-2,0км. Утвержденные ГКЗ балансовые запасы составляют 15234 тыс. т.
В соответствии с проектными решениями шахтное поле вскрыто тремя наклонными стволами - главным, вспомогательным и людским. Все стволы по покровным отложениям пройдены под углом 14° и закреплены замкнутой металлобетонной крепью сечением 16,9 м2 в свету. По коренным породам стволы пройдены по пласту m18 верхней подрывкой боковых пород сечением 13,7 м2 в свету, закреплены металлической арочной крепью. Назначение стволов: главный - для выдачи горной массы на поверхность конвейером ЗЛ100У.Обслуживание конвейера осуществляется одноконцевым подъемом;
вспомогательный - для спуска - подъема материалов, оборудования, выдачи породы и подачи свежего воздуха. Ствол оборудован одноконцевым подъемом;
- людской - для спуска - подъема людей и выдачи исходящей струи воздуха. Ствол оборудован канатной дорогой МДК-4.
В настоящее время в эксплуатации находится горизонт с абсолютной отметкой минус 23,1 м, где сооружена приемная площадка наклонных стволов, пройден откаточный и вентиляционный штреки.
Наклонные стволы углубляются до горизонта - 125 м. Главный и вспомогательный стволы пройдены на полную длину 1600 м, по людскому стволу остаточный объем проходки составляет 450 м. Работы по углубке ствола завершены в 1997 году. На горизонте - 125 м в проходке находится коренной штрек.
Эксплуатационные работы ведутся по горизонтальной схеме подготовки. Система разработки - столбы по падению длиной 0,9-1,0 км с отработкой их по восстанию. Выемка горной массы производится комплексом 3КД -90Р с комбайном 2ГШ - 68Б.
Шахта негазовая по метану. Разрабатываемый пласт m18 не опасен по взрывчатости угольной пыли, не склонен к самовозгоранию, не опасен по горным ударам и внезапным выбросам.
Проветривание шахты. Шахта «Садкинская» объединенными приказами ОАО «Ростов-уголь» и Управления Ростовского округа Госгортехнадзора относится к негазовым и неопасным по взрывам угольной пыли.
Схема вентиляции - центральная, способ проветривания всасывающий. Свежий воздух поступает в шахту по вспомогательному стволу, исходящая струя воздуха выдается по людскому стволу. Подземные выработки шахты Садкинская проветриваются по центральной схеме и пылевсасывающем способе. Свежий воздух поступает в шахту по вспомогательному наклонному стволу, а выдается по людскому, оборудованному вентилятором главного проветривания ВОД-21. Главный (конвейерный) наклонный ствол проветривается обособленно при помощи вентиляторов ВЦ-15 (2шт. в параллельной работе).
Общая потребность шахты в воздухе составляет 128 м3/с, депрессия 203 мм. вод. ст. на людском стволе и 230 мм на главном.
Схема проветривания прошла экспертизу у оперативных работников ОВГСО. Расчеты и выводы ВГСЧ приложены к настоящей записке.
Вентиляторная, установка, оборудкованная двумя осевыми двухступенчатыми вентиляторами типа ВОД -21м, пристроена к людскому стволу. Для предотвращения обмерзания главного и вспомогательного стволов предусмотрена вентиляторная калориферная установка производительностью 75 м/с. От калориферной установки нагретый воздух в количестве 5 м3/с подается в главный ствол и в количестве 70 м3/с - во вспомогательный ствол. В калориферной установлено 2 вентилятора ЦН-70 №16 и калориферы КСКЗ-12.
Подземные горные выработки проветриваются по центральной схеме всасывающим способом. Свежий воздух в шахту подается по вспомогательному стволу, а выдается по людскому. Главный наклонный ствол, оборудованный конвейером, проветривается исходящей струей, лимитированной по скорости.
Проветривание выемочного участка лавы №07 осуществляется по восходящей схеме с горизонта -125 м, куда с вспомогательного ствола воздух подается по ходку №01. Непосредственно к забою струя подходит по вспомогательному ходку №07 и через просеки попадает в рабочее пространство механизированного комплекса. Омыв его, отработанная струя попадает на конвейерный ходок №05, по которому поднимается к выработкам гор. 24,2 и далее к людскому стволу.
Внедрение технологии «Continuous Miners» внесет в схему проветривания некоторые коррективы.
Лава с камерно-столбовой системой отработки размещается западнее наклонных стволов и отрабатывает запасы между горными работами и упомянутыми стволами. Проветривание непосредственно рабочего места комбайна «Джой» производится вентилятором местного проветривания. Подача воздуха к всасу вентилятора осуществляется по одной бортовой выработке, а выдача по другой.
Потребность шахты в воздухе составляет 46,0 м2/с, депрессия выработок - 35 мм вод ст.
Существующая схема проветривания не отвечает в полной мере требованиям «Правил безопасности...» в части проветривания шахты на бремсберговой схеме. Она представляет собой переходную от уклонной, т.к. выемочные участки проветриваются по восходящей схеме, а подача -выдача воздуха производится по параллельным выработкам, имеющим между собой сбойки.
Подготовка горизонта - 215 м преследует цель увеличения мощности шахты и Обеспечение проветривания ее по бремсберговой схеме. Для этого на нижнюю отметку дренажного горизонта проходится вертикальный ствол, служащий для подачи воздуха. В дальнейшем общее направление струи планируется только восходящее до устьев наклонных стволов.
Пройдя по воздухоподающему стволу и проветрив выработки околоствольного двора, свежая струя воздуха поступает на дренажный штрек, где большая его часть движется в сторону транспортного и вспомогательного ходков (78 м /с), а меньшая задалживается для проветривания транспортного штрека гор. -215 м (7 м /с). С дренажного штрека воздух забирается на проветривание проходки и очистных работ лавы №01. От проходческого забоя исходящая попадает на транспортный штрек и следует к транспортному ходку.
В лаву воздух подается по бортовым ходкам №2 и №02. Проветрив забой, струя по противоположной подготовительной выработке (в частности бортовому ходку №01) устремляется к подкоренному штреку гор. -125 м. По этой выработке она выдается к наклонным стволам и далее по всем трем стволам на поверхность.
Очистной забой, работающий на 125-м горизонте, проветривается по сложившейся в настоящее время схеме. Подача свежего воздуха к этому очистному забою производится по вспомогательному ходку и коренному штреку гор. -125 м.
Потребность шахты в воздухе яри сдаче гор. -215 м в эксплуатацию 102,9м3/с, а депрессия выработок 132,5 мм вод.ст.
Водоотлив - водоотливная установка коренного штрека гор - 125 м оборудована 4 насосными агрегатами ЦНС180-128 и 2-мя трубопроводами Ду 150 мм перекачивает воду в водосборники главного водоотлива (ГВУ), расположенного на горизонте откаточного штрека №1. В камере ГВУ размещено 3 насосных агрегата типа ЦНС300-120. На поверхность вода откачивается 2-мя трубопроводами Ду 200 мм, проложенными по вспомогательному стволу.
Подземный транспорт - транспортировка горной массы выполняется двумя конвейерами типа ЗЛ100У. Обслуживание первого конвейера с поверхности осуществляется одноконцевой подъемной установкой с машиной Ц2,0х1,5. Для обслуживания второго конвейера предусматривается лебедка типа ЛВ - 25. Указанная транспортная система имеет техническую производительность 5,0 тыс. т. в сутки по горной массе.
Доставка горной массы от лав до перегрузочного пункта на главный ствол осуществляется ленточными конвейерами типа 1Л100К.
Подземное электроснабжение - подача электроэнергии в подземные горные выработки осуществляется от поверхностной подстанции ПС 110/6,3/6,6 КВ, расположенной на основной площадке шахты. Распределение электроэнергии по горным выработкам выполняется от 2-х стационарных подстанций РПП-6 №1 и №2, расположенных соответственно на откаточном штреке №1 и коренном штреке гор. - 125 м.
Электроснабжение на поверхности - осуществляется от ПС 110/6,3/6,6 КВ с 2-мя трансформаторами мощностью по 10 МВА каждый. Питание подстанции выполнено. по одной одноцепной ВЛ 110 КВ, а вторая ВЛ 110 КВ построена, но не подключена. Подстанция в настоящее время имеет достаточный резерв (загрузка составляет порядка 30%) для подключения новых электрических нагрузок.
Технологический комплекс на поверхности
Режим работы технологического комплекса поверхности соответствует режиму работы шахты и составляет: количество рабочих дней в году - 300;
количество смен - 3.
Технологический комплекс на поверхности для приема и отправки горной массы, выдаваемой наклонным стволом шахты, располагается на 2-х площадках: площадка шахты «Садкинская», - площадки приема и отгрузки, расположенные на шахте №17.
На площадке шахты «Садкинская» расположены: надшахтное здание главного и вспомогательного стволов;
погрузочные бункера, состоящие из 2-х ячеек общей емк. 400 т; площадка для аварийного складирования угля;
открытый склад крепежных материалов;
склад противопожарных материалов.
В связи с тем, что добываемый шахтой антрацит не может использоваться для энергетических целей без обогащения, то его обогащение производится на ЦОФ «Аютинская» и ЦОФ «Несветай». В связи с этим горная масса из погрузочных бункеров подается в автосамосвалы КРАЗ-256 и отвозится на погрузочный пункт шахты №17. Штабель угля на открытом складе формируется бульдозерами. Загрузка ж/дорожных вагонов производится конвейерным транспортом.1. Стационарные установки шахт. Под общей ред. Б. Ф. Братченко. М., Недра,1977.
2. Гейер В. Г., Тимошенко Г. М. Шахтные вентиляторные и водоотливные установки: Учебник для вузов.- М.: Недра, 1987.
3. Малашкина В. А., Малеев В. Б. Ремонт и эксплуатация стационарного оборудования шахт: Справочник рабочего. - М.: Недра, 1990.
4. Справочник по эксплуатации шахтных стационарных установок/В. В. Махиня, И. Г. Манец, В. П. Паршивцев и др.- К. : Тэхника, 1989.
5. Малиновский А.К. Автоматизированный электропривод машин и установок шахт и рудников: Учебник для вузов. - М.: Недра, 1987.
6. Электрификация стационарных установок шахт: Справочное пособ. / С.А. Волотковский, Д.К. Крюков, Ю.Т. Разумный и др. Под общей ред. Г.Г. Пивняка. - М.: Недра, 1990.
7. Ключев В.И. Теория электропривода: Учебник для вузов. - М.: Энергоатомиздат, 1985.
8. Электротехничесий справочник. В 3 т. / Под общ. Ред. И.Н. Орлова и др. - М.: Энергоатомиздат, 1988.
9. Справочник по автоматизированному электроприводу / Под ред. В. А. Елисеева и А. В. Шинянского. - М.: Энергоатомиздат, 1983.
10. Справочник по наладке электрооборудования промышленных предприятий / Под ред. М.Г. Зименкова, Г.В. Розенберга, Е.М. Феськова. -3-е изд. - М.: Энергоатомиздат, 1983.
11. Справочник по проектированию автоматизированного электропривода и систем управления технологическими процессами / Под ред. В. И. Круповича, Ю.Г. Барынина, М.Л. Самовера. - М.: Энергоиздат, 1982.
12. Петров Н. Н. Управление вентиляцией шахт как средство борьбы с загазованиями горных выработок // Сокращение эмиссии метана: Доклады II Международной конференции. Новосибирск, 2000.
13. Зедгенизов Д. В. Разработка системы автоматического управления главным вентилятором при автоматизации проветривания шахт. Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. техн. наук. Новосибирск, 2001.
14. Уткин В. И. Скользящие режимы в задачах оптимизации и управления. М.: Наука, 1981.
15. Востриков А. С. Синтез нелинейных систем методом локализации. Новосибирск: НГУ, 1990.
16. Расчет и построение систем электроснабжения угольных шахт. Руковтехн. матер. М., ЦЕНТРГИПРОШАХТ, 1992 г.
17. Антонов В. Ф. и др. Электрические установки угольных шахт. Справочник, М. Недра, 1988 г.
18. Седаков А. В., Соболев В. Г. Справочник Эл. монтажника шахтных электрический сетей. М. Недра 1986 г.
19. Беккер Р. Г. Электрооборудование и электроснабжение участка шахты. Справочник. М. Недра, 1983 г.
20. Алиев И. И. Справочник по электротехнике и электрооборудованию. - М.: Высшая школа, 2000.
21. Правила безопасности в угольных и сланцевых шахтах.- М.: Недра, 1986.
22. Правила безопасности в угольных шахтах. Книга 2. Инструкции. - Самара: Самар. Дом печати, 1996.
23. Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей.- М : Энергоатомиздаг, 1986.
24. Медведев Г.Д. Электрооборудование и электроснабжение горных предприятий: Учеб. для техникумов. - М.: Недра, 1980.
26. Авсеев Г.М., Алексеенко А.Ф. Сборник задач по горной электротехнике. -М.: Недра, 1988.
27. Батицкий В. А., Куроедов В. И., Рыжков А. А. Автоматизация производственных процессов и АСУ ТП в горной промышленности: Учеб. для техникумов.- М.: Недра, 1991.
28. Методика определения экономической эффективности использования в угольной промышленности новой техники, изобретений и рационализаторских предложений. МУП СССР/ЦНИЭИУГОЛЬ, М. 1979. 121 с.
29. Приложение 1 и 2 к «Методике определения экономической эффективности использования в угольной промышленности новой техники, изобретений и рационализаторских предложений». МУП СССР/ЦНИЭИУГОЛЬ, М. 1979. т 2. 196 с.
30. Приложение 3 к «Методике определения экономической эффективности использования в угольной промышленности новой техники, изобретений и рационализаторских предложений». МУП СССР/ЦНИЭИУГОЛЬ, М. 1979. т 3. 136 с.
31. Методические указания к определению денежных затрат на электроэнергию с учетом потребления и генерации реактивной энергии и качества электроэнергии. Г.М. Татьянченко, Э.В. Калинин, Новочеркасск, 1996.
32. Татьянченко Г.М. Методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине «Менеджмент в электрохозяйстве» и по дипломному проектированию. / Юж.-Рос. гос. техн. ун-т. Новочеркасск: ЮРГТУ (НПИ). 2003- 40 с.
33. Общие требования и правила оформления текстовых документов в учебном процессе. Новочерк. гос. техн. ун-т, Новочеркасск: НГТУ, 1998.
31. Батицкий В.А. Монтаж, наладка и эксплуатация систем автоматики. - М.: Недра, 1986. - 224с.
Размещено на .ru
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
