Оптимизация режимов работы рудничных пневматических сетей при транспортировании сжатого воздуха - Автореферат

Кроме того, сжатый воздух находит применение для пневмозакладки горных выработок, для приведения в действие толкателей, стопоров, затворов и других устройств технологического комплекса предприятия. При этом происходят значительные энергетические потери за счет гидравлических сопротивлений, температурных изменений, колебаний давления в питающих сетях и за счет утечек сжатого воздуха. Для осуществления конкретных мер, направленных на сокращение прямых энергозатрат и снижение материально-технических ресурсов при использовании пневматической энергии, в том числе при распределении сжатого воздуха, необходимо иметь ясное представление о процессах, происходящих при транспортировании сжатого воздуха, и о факторах, определяющих эффективность работы отдельных элементов и пневмоустановок в целом. Практическая значимость работы состоит в разработке методики определения различных видов потерь энергии сжатого воздуха при его транспортировке и в разработке рекомендаций для снижения этих потерь; установлении рациональных режимов работы пневматической сети, влияющих на процесс распределения сжатого воздуха по различным параметрам. пневматический рудничный компрессорный установка Личный вклад автора состоит в разработке математической модели функционирования рудничных компрессорных установок и методики расчета основных параметров гидропневматического аккумулятора; в оптимизации режимов работы пневматической сети по критерию минимума потерь энергии при транспортировании сжатого воздуха; в обосновании методики планирования режимов работы рудничных компрессорных установок в условиях ограниченного электропотребления.В первой главе рассмотрены и проанализированы существующие традиционные схемы обеспечения сжатым воздухом шахтных пневмоприемников, которые предполагают устройство централизованной компрессорной станции, расположенной на дневной поверхности, как правило, не слишком далеко от ствола шахты; условия эксплуатации рудничных пневматических сетей; современные способы снижения потерь энергии при транспортировании сжатого воздуха. , (1) осуществляемое посредством воздействий , i = 1, 2, 3,…, m, на объект , i = 1, 2, 3,…, m, может быть представлено математической моделью в виде неоднородной системы линейных разностных уравнений: (2) где pj (), j = 1, 2, 3,…, m; = 0, 1, 2, …., - искомые решетчатые функции, задающие изменение давления сжатого воздуха на выходе объекта в состоянии ; aij, i, j = 1, 2, 3,…, m, bik, i = 1, 2, 3,…, m, k = 1, 2, 3,…, n - весовые коэффициенты, устанавливаемые экспериментально (с помощью экспертных оценок); - входной сигнал, действующий на объект , i = 1, 2, 3,…., m, системы , при заданных начальных условиях …, . На пути от компрессорной станции к потребителям сжатый воздух неизбежно теряет часть тепловой энергии, приобретенную им при сжатии его в компрессоре: (8) Для определения минимума потерь энергии сжатого воздуха, в зависимости от температуры, можно записать: При этом следует определиться, в каких пределах допустимо изменение температуры Tli: . Дана цель достигается тем, что по способу аккумулирования сжатого воздуха с помощью гидропневматического аккумулятора, состоящего из гидро-и пневмокамер, расположенных на разных уровнях, включающего зарядку пневмокамеры сжатым воздухом с одновременным вытеснением из нее сжатого воздуха водой из гидрокамеры с подачей его к пневмоприемникам, разрядку аккумулятора проводят до минимально допустимого рабочего давления пневмоприемников.Разработана математическая модель функционирования рудничных компрессорных установок, которая описывает взаимосвязь технологических и эксплуатационных факторов, формирующих процесс пневмопотребления и показателей, характеризующих возможности регулирования выработки сжатого воздуха. Произведена минимизация потерь энергии при транспортировании сжатого воздуха, для этого выведены уравнения гидравлических, тепловых и объемных потерь, зависящие от основных параметров (температуры, давления и геометрических размеров трубопровода) с целью оптимизации, что позволяет определить минимум потерь. Произведен анализ изменения относительной влажности воздуха при сжатии и последующем охлаждении, который показывает, что при сжатии, когда относительная влажность меньше единицы, процесс протекает в одной газовой фазе; при последующем охлаждении, когда относительная влажность равна единице, процесс протекает в двух фазах газовой и жидкой. Проведены гидравлические и тепловые испытания при распределении сжатого воздуха с применением радиаторной установки естественного охлаждения, которые показали, что радиаторная установка естественного охлаждения является устройством, обеспечивающим охлаждение сжатого воздуха без затрат воды и электроэнергии на перекачку этой воды. Разработана методика планирования работы рудничных компрессорных установок в условиях ограничения электропотребления совместно с гидропневматическим аккумулятором, в результате которой предусмотрено, что аккумулятор заряжается в период между утренним и вечерним максимумами нагрузки электросн

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ