X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

Главная вентиляторная установка предназначена для осуществления подачи в рудник необходимых для нормальной работы людей объемов воздуха. Большинство вентиляторных установок главного проветривания работает на всасывание, то есть перемещает не обычный атмосферный, а рудничный воздух, отличающийся от атмосферного наличием рудничных газов, пара, значительного количества пыли, а иногда штыба и воды. В связи с этим к вентиляторным установкам предъявляются специальные требования в отношении устойчивости к износу и коррозии, обтекаемых воздухом поверхностей составных частей установок. Вентиляторные установки главного проветривания должны располагаться, как правило, на поверхности шахты у устья герметически закрытых вентиляционных стволов и соединяться с ними специальными вентиляционными каналами. Со скиповым стволом вентиляторы соединяются подводящим металлическим каналом круглого сечения, который после раздвоения к рабочему и резервному вентиляторам переходит в плавные двойные колена круглого сечения, подходящие к входным отверстиям обоих вентиляторов. За вентиляторами расположены выходные железобетонные каналы прямоугольного сечения, соединенные между собой и переходящие в общий для обоих вентиляторов канал. В местах раздвоения подводящего канала и соединения выходных каналов расположены устройства для переключения воздушной струи, выполненные в виде ляд с приводом от мотора-редуктора.

Вентиляторная установка главного проветривания в общем случае включает в себя: два вентиляторных агрегата с электроприводом и аппаратурой автоматического управления, систему вентиляционных каналов, соединяющих вентиляторы с атмосферой и шахтным стволом, вспомогательное оборудование для переключения и реверсирования воздушного потока, которое должно обеспечивать прямую и реверсивную работу каждого из двух вентиляторов.

Для современных рудничных вентиляторных установок главного проветривания характерны длительная работа с постоянной нагрузкой, малая периодичность изменения рабочего режима с использованием способов регулирования, в большинстве своем не требующих изменения частоты вращения, а также большие мощности на валу и существенные моменты инерции роторов вентиляторных агрегатов.

Вентиляторы должны быть регулируемыми, чтобы обеспечивать необходимый расход воздуха при изменяющемся сопротивлении вентиляционной сети.

Регулирование режима работы вентиляторных установок обусловлено, главным образом, сезонными и суточными изменениями температуры, влажностью и плотностью воздуха, его запыленностью и загазованностью, которая преимущественно зависит от характера производств вентилируемого помещения. Для горного производства наиболее характерно именно запыленность и загазованность выработок.

Внедрение частотного регулирования электроприводов (ЧРП) позволяет:

- повысить надежность работы оборудования и систем;

- улучшить качество производимой продукции и предоставляемых услуг;

- автоматизировать производство;

- экономить ресурсы и энергию.

Рис. 1. Схема замещения асинхронного двигателя при частотном регулировании

Используя Т-образную схему замещения (рис. 1) можно произвести анализ характеристик АД при частотном управлении.

На рис. 2 и 3 представлены электромеханические и механические характеристики частотно-регулируемого электропривода вентилятора с двигателем.

Рис. 2. Электромеханическая характеристика при основном законе частотного регулирования

Рис. 3. Механические характеристики при основном законе частотного регулирования

Частотно-регулируемый асинхронный электропривод имеет рабочую ветвь механических характеристик в зоне расположения рабочих точек (пересечение механических характеристик электропривода и вентилятора), обладающей практически линейным характером. Жесткость механических характеристик электропривода при изменении угловой скорости практически не меняется. Поэтому, для исследования энергетических свойств вентиляторного агрегата в статическом режиме, математическое описание частотно-регулируемого электропривода можно линеаризовать. Следовательно, асинхронный электродвигатель в системе частотного управления можно представить в упрощенном виде, как апериодическое звено второго порядка.

Что касается экономии потребления электричества, она здесь еще более значительна, так как в целях прямого пуска больших вентиляторов зачастую используются более мощные двигательные агрегаты. Усовершенствование технологических установок приводит к повышению рентабельности производства. Экономичность достигается и за счёт уменьшения потерь холостого хода.

Стоит отметить, что в отдельных случаях применение современного управления производством с помощью частотных преобразователей приводит к снижению не только энергоресурсов, но и потерь транспортируемых веществ. В промышленно-развитых странах уже практически невозможно найти асинхронный электродвигатель без преобразователя частоты.

Список литературы:

1. Гришко А.П. Стационарные машины, Том 2, Рудничные водоотливные, вентиляторные и пневматические установки: Учебник для вузов. – М.: Издательство «Горная книга», 2007.

2. Каледина Н.О. Вентиляция производственных объектов / учебное пособие. – 4-е изд., стер. – М.: Издательство МГГУ, 2008.

3. Москаленко В.В. Электрический привод: Учеб. Пособие для сред. проф. образования / 2-е изд., 2004.

4. Онищенко Г.Б. Электрический привод: учебник для студ. высш. учеб. заведений / 2008.

5. Семенов А.С., Кугушева Н.Н., Хубиева В.М. Моделирование режимов работы электроприводов горного оборудования / монография, 2013.

6. Фащиленко В.Н. Регулируемый электропривод насосных и вентиляторных установок горных предприятий / учебное пособие. – М.: Издательство «Горная книга», 2011.

Код для цитирования: Скопировать