Шахтные вентиляторы. И. Г. Ивановский шахтные вентиляторы
 Скачать 1.92 Mb.
|
|
При работе на всасывание воздушная струя от шахтной се- ти идет по подводящему каналу мимо поднятой отсекающей ля- ды 6 к входным коллекторам 7 рабочего вентилятора 8. Пройдя вентилятор, струя воздуха выбрасывается в атмосферу через диф- фузор 1. Ляды всасывающей будки 5 в этом случае опущены и от- секают вход атмосферного воздуха в подводящий канал. Ляда пе- реключения 3 рабочего вентилятора поднята, резервного – опу- щена. Путь воздушной струи при прямой работе показан сплош- ными стрелками. При работе на нагнетание в случае реверсирования струи атмосферный воздух из будки всасывания поступает через откры- тую ляду 5 в подводящий канал. Воздух проходит через всасы- вающие коллекторы 7 на рабочее колесо вентилятора, затем че- рез проем поднятой ляды 2 диффузора в обводной канал 4 и, через проем опущенной отсекающей ляды 6, в подводящий канал и сеть шахты. Переключающие ляды в процессе реверсирования не уча- ствуют, их роль остается прежней – подача воздуха к работающе- му вентилятору. Путь реверсированной струи показан штриховы- ми стрелками. Вентиляторные установки, укомплектованные другими цен- тробежными вентиляторами, могут иметь некоторые отличия от описанной схемы. Установки с вентиляторами одностороннего всасывания упрощены выполнением одного всасывающего кол- лектора, агрегаты часто устанавливаются параллельно. В районах с отрицательными зимними температурами воздуха эксплуатация вентиляторных установок сопряжена с по- явлением нежелательных особенностей. Поскольку в отапливае- мых зданиях находятся только вентиляторные агрегаты с их при- водами и аппаратурой управления и контроля, а системы каналов переключения и реверсирования подвержены воздействию холод- ного воздуха, надежность работы этих систем резко снижается. И.Г. Ивановский. Шахтные вентиляторы 126 Глава 7. Вентиляторные установки 127 Рис.7.4 . Схема вентиляторной установки с вентилятором ВЦД- 32М: 1 – диффузор; 2 – ляда диффузора; 3 – ляда переключения вентиляторов; 4 – обводной канал; 5 – ляда всасывающей будки; 6 – отсекающая ляда; 7 – подво- дящий канал; 8 – вентилятор Омываемые со стороны канала теплым и влажным воздухом поверхности ляд, другой поверхностью контактируют с холодным атмосферным воздухом. В результате такого воздействия по пе- риметру проемов ляд образуется лед, нарушающий нормальную их работу. Влажный шахтный воздух может попадать на рабочее колесо и, замерзая на нем, создавать дисбалансные разрушающие нагрузки на роторе вентилятора. Определенную опасность пред- ставляет засасываемый из атмосферы холодный воздух при ревер- сировании струи. В связи с упомянутыми обстоятельствами ПБ предусматри- вают необходимость разработки мер по предупреждению обмер- зания проточной части вентиляторов, каналов и переключающих устройств вентиляторных установок. Для работы при отрицательных температурах в зимнее вре- мя разработаны конструкции необмерзаемых установок с осевы- ми вентиляторами серии ВОД и центробежными вентиляторами ВЦД-47У, ВЦД-47А "Север", ВЦ-31,5М и ВЦД-32М. Основным мероприятием, обеспечивающим нормальную работу вентиляторной установки в зимний период, является объе- динение диффузоров вентиляторных агрегатов в один с созданием И.Г. Ивановский. Шахтные вентиляторы 128 теплой воздушной завесы, ограждающей оборудование резервно- го вентилятора и всех переключающих и отсекающих ляд от хо- лодного атмосферного воздуха. Дополнительно к этому применя- ется омывание теплым воздухом всасывающей будки вентилятор- ной установки. Вспомогательные устройства установок Исполнительными устройствами систем переключения и реверсирования вентиляторных установок являются различного типа ляды с их приводом. По конструкции ляды обычно подразделяют на падающие и поворачивающиеся вокруг своей оси с помощью канатов и само- ходные. Ляды с канатным приводом ( рис.7.5, а) обычно представ- ляют собой конструкцию, состоящую из полотна 4 прямоугольной формы, с закрепленной на одной из сторон подвеской 2 с шарни- рами 3. Полотно ляды состоит из рамы, сваренной из прокатного металла, обшитой с одной или обеих сторон листовой сталью. По- лотно опирается на раму 1, выполненную из металлопроката и за- деланную в бетонные стены канала. Для улучшения герметичных свойств ляды и уменьшения подсосов через ляду по периметру примыкания полотна к раме закрепляется уплотнительное уст- ройство. Уплотнительное устройство выполняется либо в виде обычной резиновой прокладки, либо применяется более сложная конструкция, показанная на рисунке. Такое устройство состоит из ленты толстой резины 6, закрепленной на внутреннем обводе ра- мы с выступающим в сторону полотна торцом. На полотне, кроме этого, закреплена полая, формованная тонкостенная резиновая лента 7, способная создавать упругое заполнение между полотном и торцом толстой резины. Для обеспечения надежного контакта ляды с рамой в рабо- чем состоянии полотно ляды наклонено верхней частью к раме. Подъем ляды в положение " открыто" осуществляется с помо- щью канатов, прикрепленных к полотну рымом 8. Подъемные ка- наты ляды проходят через отклоняющий блок 11 и специальное Глава 7. Вентиляторные установки 129 уплотнение в стене канала к барабанной лебедке 10. Для своевре- менной остановки лебедки при подъеме ляды предусмотрены концевые выключатели 12. При необходимости дополнительного усилия для опускания ляды в положение "закрыто", предусматри- ваются лебедка и канат принудительного закрывания, закрепляе- мый на нижней стороне полотна. При этом дополнительно преду- сматривается система отклоняющих блоков и автоматика работы ляды. Рис.7.5 . Конструкции ляд: а – ляда падающая, б – ляда самоход- ная; 1 – рама; 2 – подвесное устройство; 3 – шарнир; 4 – полотно ляды; 5 – крепежный элемент; 6 – полоса резины; 7 – полая резиновая проклад- ка; 8 – крепежный рым; 9 – канат; 10 – лебедка; 11 – блок; 12 – конечный отключатель; 13 – ось ляды; 14 – подшипник; 15 – приводной вал; 16 – шестерня привода; 17 – сектор; 18 – кронштейн крепления; 19 – изоли- рующая прокладка; 20 – рама привода; 21 – редуктор; 22 – двигатель Преимущество падающих ляд – простота конструкции, не- достаток – низкая надежность, обусловленная малой жесткостью конструкции, коррозией шарнирных устройств, канатов и блоков. И.Г. Ивановский. Шахтные вентиляторы 130 Ляды самоходные, в отличие от первых, выполняют с вер- тикальной осью шарниров и снабжаютиндивидуальным механи- ческим приводом. Плотный контакт полотна ляды с рамой задает- ся специальным рычажным или цевочным механизмом. Основные детали самоходной ляды – сварная рама 1 из ме- таллопроката; полотно 2, установленное на трубчатой оси 13, вращающейся в верхнем и нижнем подшипниках 14; приводной вал 15, закрепленный на вертикальном наружном торце ляды с шестернями 16, находящимися в зацеплении с секторами 17. Зуб- чатые ( цевочные) сектора закреплены жестко на дне канала и верхнем его перекрытии с помощью креплений 18. Приводной вал передвигается по кольцевой щели в верхнем перекрытии. Уплот- нение кольцевой щели обеспечивается сходящимися листами ре- зины 19. Двигатель привода ляды с редуктором располагается на раме, укрепленной на оси ляды 13 над каналом. Уплотнение меж- ду рамой ляды и ее полотном выполнено по описанному выше принципу. Герметичность уплотнения обеспечивается прижатием полотна к раме приводным двигателем, отключающимся автома- тически только после достижения необходимой величины усилия. Самоходные ляды вентиляторной установки объединяются в общую схему управления и работают одновременно Лебедки. Конструкция падающих ляд предусматривает их подъем в верхнее положение, а иногда и в нижнее рабочее, с по- мощью барабанов специальных лебедок. Закрывание ляд произ- водится под действием собственного веса при сматывании каната с барабана лебедки. Вентиляторные установки комплектуются ле- бедками ЛРУ-1-2М и ЛГРУ-10М с тяговым усилием соответст- венно 5 и 10 тс. Лебедки укомплектованы двухступенчатыми ре- дукторами и двигателями в рудничном взрывобезопасном испол- нении (РВ). Обе лебедки имеют защиту электродвигателей от пе- регрузки в виде фрикционных дисковых муфт, регулируемых по нагрузке, и оборудованы автоматическими тормозными система- ми. Лебедка ЛРУ-1-2М имеет ручной привод на случай отказа в системе управления или электропитания. Глушители шума. Осевые вентиляторы, особенно быстро- ходные, при работе создают шум, превышающий общеприня- тые санитарные нормы. Снижение уровня шума до допустимых Глава 7. Вентиляторные установки 131 параметров на шахтных вентиляторных установках осуществляет- ся установкой специальных устройств, называемых глушителями шума. Глушители шума ставятся на выходе струи за диффузором и представляют собой камеру с продольными перегородками вдоль струи, они разделяют объем камеры на продольные секции. Пере- городки выполняют из пористых, звукопоглощающих материалов. Обслуживание глушителей шума заключается в периодической очистке перегородок от пыли и мойке водой с добавлением ПАВов для восстановления их пористости. Следует иметь ввиду, что установка глушителей шума неминуемо вызывает потерю на- пора вентилятора, величина потери давления зависит от объема камеры глушителя шума, количества секций в камере и состояния перегородок. Аппаратура управления, автоматизации и контроля Шахтные вентиляторные установки представляют собой комплекс работающих совместно сложных систем – двух венти- ляторных агрегатов, вентиляционных каналов реверсивного уст- ройства и подвода воздуха к вентилятору. Вентиляторные агрега- ты оснащены мощными и сложными машинами, системы венти- ляторных каналов имеют вспомогательные устройства, работаю- щие совместно или независимо. При пуске агрегатов, смене рабо- тающего вентилятора на резервный, реверсировании вентиляци- онной струи надо выполнить большое количество операций с со- блюдением определенной последовательности, исключая возмож- ность ошибок. Для обеспечения нормальной работы вентилятор- ных установок на сеть в необходимом режиме требуется поддер- живать большое количество параметров самой вентиляторной ус- тановки – температуру подшипников привода и ротора вентиля- тора, температуру обмоток привода, обороты вала, режим работы привода, работу системы смазки и т.п. Все это приводит к необходимости иметь в составе шахтной вентиляторной установки набор аппаратуры, позволяющей авто- матически управлять установкой, в том числе дистанционно, и контролировать все необходимые параметры. И.Г. Ивановский. Шахтные вентиляторы 132 Аппаратура управления, автоматизации и контроля шахтной вентиляторной установки – это комплекс сложных, работающих совместно систем, дополненный вспомогательными устройствами и механизмами. Системы работают в постоянно меняющихся комбинациях с определенной заданной последовательностью операций, осуществляя выполнение этой последовательности без вмешательства оператора или машиниста. Все крупные вентиляторные установки комплектуются унифицированными комплексами аппаратуры УКАВ-2, серийно выпускаемыми Харьковским электромеханическим заводом. Комплексы УКАВ-2 разработаны для продолжительной работы в условиях умеренного ( У) и холодного ( Хл) климата, категория размещения 4, для работы в помещениях при температуре от +5 до +35 ° С. комплексы предназначены для работы в невзрывоопас- ной среде, при отсутствии агрессивных газов, паров и пыли в кон- центрациях, разрушающих металлы и изоляцию аппаратуры. Комплекты аппаратуры для поставки оформляются в шкафы управления одностороннего обслуживания по системам. Аппаратура УКАВ-2 выполняет набор функций: F выбор вида управления. Возможен выбор любого из трех режимов управления: дистанционно-автоматического с пульта диспетчера, полуавтоматического в здании вентиляторной уста- новки, ручного; F перевод нормального режима работы вентилятора в ре- версивный и наоборот; F тонкое регулирование центробежных вентиляторов пово- ротом лопаток осевого направляющего аппарата на ходу; F автоматическое включение резервного вентилятора при аварийном отключении работающего; F автоматическое включение резервного питания ( АВР) низкого напряжения; F автоматическое повторное включение привода вентиля- тора при отключении его во время кратковременного ( до 9 сек) отключения или глубокого падения напряжения сети; Глава 7. Вентиляторные установки 133 F реверс струи без остановки вентилятора при наличии на вентиляторной установке системы реверсирования; F отключение установки при возникновении аварийной си- туации с подачей светового и звукового сигнала в помещении диспетчерской шахты; F автоматическое включение резервного насоса системы смазки при выходе из строя работающей системы. Аппаратура УКАВ-2, путем блокировок соответствующих сетей, управляющих отдельными системами, механизмами и агре- гатами, обеспечивает невозможность: F одновременной работы обоих агрегатов установки; F повторного или самопроизвольного включения привода вентилятора после оперативного или аварийного отключения без повторной команды на пуск до устранения причины отключения; F включения приводов ляд при работе вентилятора, кроме случая реверсирования струи с работающим вентилятором; F включения привода вентилятора до установки ляд в по- ложение, соответствующее режиму работы вентилятора; F переключения ( переустановки) ляд до установки лопа- ток направляющего или спрямляющего аппаратов в положения, соответствующие выбранному режиму вентилятора; F включения приводного двигателя вентилятора в обрат- ную сторону до полной остановки; F включения приводного двигателя вентилятора при не- работающей системе маслосмазки; F включения приводного двигателя вентилятора при за- торможенном состоянии вала ротора. Аппаратура УКАВ-2 обеспечивает защиту вентилятора от работы в аварийном режиме, отключая его в случае: F короткого замыкания и перегрузки двигателя; F замыкания на землю; F асинхронного режима синхронного двигателя; F заторможенного состояния ротора вентилятора; И.Г. Ивановский. Шахтные вентиляторы 134 F затянувшегося пуска вентиляторного агрегата. Разгон вентилятора контролируется по времени. В случае затянувшегося пуска происходит аварийное отключение агрегата или снятие не- исполненной команды на пуск; F нарушения работы системы маслосмазки. В комплект аппаратуры УКАВ-2 входит набор станций для контроля параметров режима работы вентиляторной установки, вывода показаний на вторичные приборы и подачи сигналов о вы- ходе параметров в опасную зону. Аппаратура позволяет контро- лировать: F ход разгона вентилятора до нужных параметров; F положение лопаток НА и СА вентиляторов всех типов. Положение лопаток контролируется конечными выключателями; F главные параметры режима вентилятора – давление и производительность. Режим работы вентилятора контролируется дифманометрами ДМИ с датчиками, в которых перепады давле- ния преобразовываются в электросигналы, передаваемые на вто- ричные показывающие приборы. Вторичные приборы с самопи- шущими устройствами устанавливаются в машинном зале на па- нели шкафов КИП. При дистанционном управлении дополни- тельные вторичные приборы устанавливаются в зале диспетчер- ского управления шахты; F температуру подшипников ротора вентилятора. В теле обойм подшипников устанавливаются датчики, вторичные прибо- ры устанавливаются на панели шкафов КИП; F температуру обмоток статора и ротора двигателя, тем- пературу его металлических частей. Контроль осуществляется с помощью термометров сопротивления, встроенных в двигатель, вторичные приборы устанавливаются на панели шкафа КИП; F температуру подшипников двигателя. Контроль лого- метрическими сигнализирующими термометрами ТСМ-100; F потока и давления масла в системе маслосмазки. Реле потока и контактные манометры встроены в систему смазки; Глава 7. Вентиляторные установки 135 F состояние тормозной системы ротора вентилятора. Кон- тролируется конечными выключателями; F полная остановка вращения ротора вентилятора. Кон- троль осуществляется магнитоиндуктивным датчиком ДМ-1; F положение ляд и дверей подводящей и реверсивной сис- тем каналов. Контролируется магнитными выключателями. Комплексы УКАВ-2 работают в вентиляторных установках с одним или двумя вентиляторами любого типа, укомплектован- ными асинхронными или синхронными приводами высоко или низкого напряжения. В вентиляторных установках применяют и другие комплек- сы автоматизации и управления: комплекс УКАВ-М22 поставля- ется с вентилятором ВЦ-25М; комплекс УКАВ-М – с вентилято- рами ВОД-18 и ВОД-21М. Вентиляторная установка с вентилятором ВЦД-47А "Север" поставляется с комплексом станций аппаратуры управления, ав- томатизации и контроля Московского опытного завода ВНИИ электрического привода. Комплекс выполнен в виде компактных шкафов в варианте двухстороннего обслуживания. Аппаратура комплекса обеспечивает все функции управления и контроля, имеющиеся в комплексе УКАВ-2. Вопросы для самоконтроля 1. Назовите составляющие части главной вентиляторной установки шахты. 2. Какие типы ГВУ приняты для работы в шахтных сетях? По каким признакам они подразделяются? 3. Какие мероприятия в ГВУ обеспечивают нормальную ее работу в условиях пониженных температур? 4. Перечислите вспомогательные устройства ГВУ, сформу- лируйте их назначение. 5. Как комплектуется система аппаратуры управления, контроля и автоматизации шахтных ГВУ? 6. Какие функции выполняет эта аппаратура? Библиографический список 1. Вентиляторы главного и местного проветривания. От- раслевой каталог. – М.: ЦНИИИ и ТЭИ, 1985. – 62 с. 2. Временное руководство по проектированию проветри- вания угольных шахт восточных бассейнов страны. – Кемерово: ВостНИИ, 1969. – 412 с. 3. Иванов О.П., Мамченко В.О. Аэродинамика и вентиля- торы: Учебник. – Л.: Машиностроение, Ленингр. отд – ние, 1986. – 280 с., ил. 4. |