Электромеханическое оборудование и электроснабжение компрессорной станции шахты "Южная"

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОЛЛЕДЖ им. И.И. ПОЛЗУНОВА

ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ

Электромеханическое оборудование и электроснабжение компрессорной станции шахты «южная»

Содержание

Введение

I. Краткая характеристика предприятия

1.1 Горно-геологическая характеристика

1.1.2 Жилы

1.2 Гидрогеологическая характеристика месторождения

1.3 Способ вскрытия и система разработки на шахте

1.3.1 Способ вскрытия

1.3.2 Системы разработки на шахте

1.3.3 Очистные работы

1.3.4 Крепление

1.3.5 Погашения пустот

1.4 Вентиляция

1.5 Водоотлив

1.6 Рудничный подъем

1.6.1 Ствол шахты “Южная”

1.6.2 Ствол шахты “Вспомогательная”

1.7 Применяемое оборудование и шахтный транспорт

1.8 Пневмохозяйство шахты

1.9 Схема электроснабжения шахты

1.10 Ремонтная служба предприятия

1.11 Диспетчеризация и связь

1.12 Перспектива развития

1.13.2 Применение технологий энергосбережения

I. РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ

2. Расчёт производительности компрессорной станции

2.1. Необходимое избыточное давление компрессорной станции

3. Расчет воздухопроводной сети и оборудования компрессорной станции

3.1 Расход воздуха на участках

3.2Определение скорости воздуха в на участках

3.3 Потери давления на участках цепи

3.4 Расчетное давление компрессорной станции:

3.5. Вспомогательное оборудование

3.5.1 Воздухосборник

3.5.1.2 Маслоотделитель

3.5.1.3 Концевой холодильник

3.5.1.4 Всасывающий фильтр

3.5.2 Система охлаждения

3.5.2.1. Количество теплоты, отводимое водяной рубашкой цилиндра компрессора

3.5.2.2 Удельная теплота, отводимая в промежуточных, последующих концевых холодильниках

3.5.2.3 Полное удельное количество теплоты, отводимое в компрессорном агрегате

3.5.2.4 Полное количество теплоты, отводимой системой охлаждения компрессорного агрегата

3.5.2.5 Расчетный расход воды на один компрессор

3.5.3 Освещение компрессорной станции

3.5.3.1 Индекс помещения

3.5.3.2 Световой поток (лк) для создания необходимой освещённости

3.5.3.3 Расчетное число светильников

3.5.3.4 Мощность трансформатора освещения

4. Расчет электрических нагрузок и выбор оборудования

4.1.2 Выбор типа трансформатора

4.1.2.1 Определение активной мощности компрессорной станции

4.1.2.2 Определение реактивной мощности компрессорной станции

4.1.2.4 Потери в трансформаторе

4.2 Расчет кабелей

2.1 Кабель от трансформатора № 1 (ТМН - 2500/110) до шины № 1

4.2.1.2 Расчетный ток в кабеле

4.2.1.3 Проверка выбранного кабеля

4.2.1.3.1 Проверка по длительно допустимому току

4.2.1.3.2 Проверка потере напряжения

4.2.1.3.3.1 Проверка по предельно допустимому к.з. в кабеле

4.2.1.3.3.2 поверка по предельно выбранному сечению

4.2.2 Кабель от шины № 1 до компрессора №1

4.2.2.1 Проверка выбранного кабеля

4.2.2.1.1 Проверка по длительно допустимому току

4.2.2.1.2 Проверка потере напряжения

4.2.2.1.3 Проверка по предельно допустимому к.з. в кабеле

4.2.2.1.4 Выбор и поверка по предельно допустимому току к.з.

4.2.3 Кабель от шины № 1 до компрессора № 2

4.2.4 Кабель от шины № 1 до трансформатора 2

4.2.5 Кабель от трансформатора 2 до шины 2

4.2.6 От шины 2 до трансформатора освещения

4.2.6 От трансформатора освещения

4.3 Выбор пускорегулирующей аппаратуры

5. Выбор аппаратуры управления и средств контроля

5.1 Регулирование давления и производительности

5.2 Регулирование температуры

5.2.1 Регулирование температуры компрессора

5.2.2 Регулирование температуры сжатого воздуха

5.3 Регулирование качества сжатого воздуха

5.3.2 Регулирование пульсаций сжатого воздуха

5.4 Регулирование электродвигателя

5.4.1 Регулирование пуска электродвигателя

5.4.2 Регулирование питающей сети

5.4.2.1 Высоковольтные и автоматические выключатели

5.4.2.1 До трансформатора Т1

5.4.2.1.2 После трансформатора Т1 до шины №1

5.4.2.1.3 От шины №1 до двигателя №1

5.4.2.1.4 От шины №1 до двигателя №2

5.4.2.1.5 От шины №1 до трансформатора Т2

5.4.2.1.6 От трансформатора Т2 до шины 2

5.4.2.1.7 От шины 2 до трансформатора Т3 (тр-ра освещения)

5.4.2.1.8 От трансформатора Т3 (тр-ра освещения) до осветительной сети

6. Расчет токов короткого замыкания

6.1 Расчет токов короткого замыкания при замыкании 3 фаз

6.2 Расчет токов короткого замыкания при замыкании 2 фаз:

6.3 Расчет тока короткого замыкания в одной фазе:

7. Расчет защитного заземления

8. Экономика

8.1 Монтаж компрессорной станции

8.2 Эксплуатация компрессорной станции

8.3 Расчет численности - производственного персонала

8.3.1 Фонд рабочего времени

8.3.2 Численность явочная дежурных машинистов

8.3.3 Расчёт фонда заработной платы рабочих

8.3.4 Расчёт амортизации оборудования

8.3.5 Расчёт цеховых расходов

8.3.5 Смета суммарных затрат

8.4 Технико-экономические показатели

8.4.1 Годовая производительность

8.5 Годовой расход электроэнергии

8.6 Средний удельный расход электроэнергии

8.7 Средний удельный расход сжатого воздуха на 1 тонну руды

8.8 Себестоимость 1 мсжатого воздуха

II. РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ

Введение

Компрессорная станция №1

Компрессорная станция №2

Компрессорная станция №3

Выбор пускорегулирующей аппаратуры

Аппараты защиты

Расчет защитного заземления

Экономика

Технико-экономические показатели

Техника безопасности

Заключение

Список литературы

ВВЕДЕНИЕ

Одним из важнейших звеньев технологического процесса добычи полезных ископаемых подземным способом является подача воздуха. Масштабы применения пневматической энергии на современных горных предприятиях определяются ее главными технологическими особенностями - низким коэффициентом полезного действия пневматических установок как трансформаторов энергии, с одной стороны, и ее безопасностью при использовании в шахтах, опасных по газу и пыли, с другой стороны.

Кроме того, в ряде случаев пневматический привод упрощает конструкцию машин и агрегатов, способствуя их компактности и более высокой эксплуатационной надежности и экономической эффективности, что наглядно демонстрирует пример буровых машин ударного и ударно-вращательного действия.

На всех шахтах и карьерах, сжатый воздух участвует в технологическом процессе добычи подземного ископаемого. Например в шахтах опасных по газу и пыли применение сжатого воздуха наиболее целесообразно, т.к. это обеспечивает большую безопасность работ, и зачастую выгоднее чем применение электрической энергии.

В данном дипломном проекте я хочу экономически обосновать применение полустационарных установок, расположенных внутри шахты, вместо применения центральной компрессорной станции.

Несмотря на ограниченность области эффективного применения энергии сжатого воздуха, пневматические установки остаются важным техническим атрибутом энергомеханического хозяйства горных предприятий.

I. Краткая характеристика предприятия

Березовское золоторудное месторождение находится на Среднем Урале в 12 км к северо-востоку от областного центра г. Екатеринбурга. Месторождение занимает площадь более 25 кв. км. и располагается в городской черте г. Березовского с населением около 50 тыс. чел. Рельеф района месторождения слабо всхолмленный, местами болотистый. Водными артериями являются р. Пышма и ее правый приток р. Березовка. Рельеф района месторождения слабо всхолмленный, местами болотистый. Водными артериями являются р. Пышма и ее правый приток р. Березовка.

С областным центром связан автодорогами с асфальтовым покрытием и железнодорожным путем широкой колеи (6 км до станции Березит). Энергоснабжение района осуществляется от Уральской энергосистемы.

Климат - континентальный.

Березовское месторождение по своим масштабам является одним из наиболее крупных объектов золотодобывающей промышленности. За 255 лет эксплуатации на нем добыто более 130 тонн золота.

Основными видами деятельности рудника являются:

ѕ разработка месторождений полезных ископаемых, добыча и переработка;

ѕ добыча драгоценных и иных металлов из руды;

ѕ торговля, торгово-посредническая и финансово-кредитная деятельность.

Товарной продукцией являются:

§ золото

§ серебро

§ медь

§ щебень

§ песок строительный

§ камень бутовый

1.1 Горно-геологическая характеристика

Рельеф района месторождения слабо всхолмленный, местами болотистый. Водными артериями являются р. Пышма и ее правый приток р. Березовка.

Березовское золоторудное месторождение расположено в центральной части Восточно-Уральского поднятия между Верх-Исетским и Мурзинским гранитным массивами и приурочено к синклинальной структуре, центральная часть которой сложена вулканогенно и вулканогенно-осадочными породами. Наиболее древними породами в пределах рудного поля являются верхне-протерозойские диабазы, пироксеновые и пироксен-плагиоклазовые порфи-риты, превращенные в эпидот-актинолитовые породы. На поверхности они выходят только вблизи Шарташского гранитного массива. Средняя мощность свиты - 500-600м. Выше по разрезу залегают сложно чередующиеся между собой хлоритовые, углисто-кварцево-хлоритовые, кварцево-хлоритово-серицитовые и другие сланцы с прослоями диабазов и порфиритов. Эти породы относятся по возрасту к ландоверийскому ярусу нижнего силура (Исетская свита). Мощность свиты пород 900-1000 м. Еще выше залегает свита пород преимущественно вулканогенного происхождения, относимая также к нижнему силуру. В нижних частях свиты преобладают туффиты, туфопесчаники с прослоями туфо-лав. На этих породах залегают туфо-лавы, лавовые брекчии, вариолитовые базальтовые лавы с прослоями диабазов, порфиритов и их туфов. Далее следуют диабазы, часто превращенные в хлоритовые породы, мощность их 250-300 м.

1.1.2 Жилы

Жилы

§ Шеелит-турмалин-кварцевого состава располагаются в юго-западной и южной частях шахтного поля. Они залегают среди вулканогенно-осадочных пород, имеют близкое к широтному простирание при северо-восточном и северо-западном падении под углом до 45. По отношению к дайкам шеелитоносные жилы являются более ранними образованиями.

§ Сульфидно-кварцевые жилы месторождения являются последайковыми образованиями. Залегают они как в жильных гранитоидах и имеют местное название полосовые, дайковые или лестничные жилы, так и во вмещающих породах и называются красичными. Те и другие в структурном и генетическом отношении аналогичны и встречаются в пределах одних и тех же площадей.

§ Полосовые (дайковые) жилы представляют главное богатство месторождения и распространены здесь внсьма широко. Но в частных случаях, внутри даек количество жил постоянно меняется и зависит от многих литологических и структурных факторов.

§ Красичные жилы в большинстве случаев являются непосредственным продолжением полосовых жил. Морфология, элементы залегания и характер рудной минерализации красичных жил при выходе из даек остаются такими же, какими они были в пределах дайки.

Простирание тех и других жил близширотное, падение - на юг под угол 75-80. Мощность жил колеблется от нескольких сантиметров до 1-2 м. Наиболее распространенная мощность 15-20 см. Длина полосовых жил по простиранию ограничивается мощностью даек. Длина красичных жил колеблется от 20 до 200 м, в среднем составляет 50 м.

1.2 Гидрогеологическая характеристика месторождения

Гидрогеологические условия отработки Березовского месторождения в основном благоприятные.

Подземные воды дренируются, в основном в этажные штреки. В очистных камерах притоки незначительны, за редким исключением.

Общий водоприток по шахте составляет 600-800 м³/ч. При увеличении объема гидрозакладочных работ, а также при пересечении горными выработками тектонических нарушений водопритоки будут возрастать.

Водородный показатель (рН) шахтной воды, в среднем, равен 7,4-7,5.

По химическому составу подземные воды рудника слабо минерализованные гидрокарбонатно-сульфатного и сульфатно-карбонатного состава, нейтральные.

Состав шахтных вод сбрасываемых в реку Березовку шахтой “Южной”:

• мышьяк 0,02 мг/л;

• нефтепродукты 0,12 мг/л;

• цинк 0,29 мг/л;

• медь 0,44 мг/л;

• железо 8,7 мг/л;

• хлориды 31,4 мг/л;

• взвешенные частицы 34,5 мг/л;

• магний 41,65 мг/л;

• кальций 63,1 мг/л;

• сульфаты 162,8 мг/л;

• сухой остаток 491 мг/л.

1.3 Способ вскрытия и система разработки на шахте

1.3.1 Способ вскрытия

В настоящее время во вскрытии южной части Березовского месторождения (поле шахты “Южная”) принимают участие следующие шахты: “Южная”, “Вспомогательная”, № 673(5) и шурф “Марковский”. Кроме указанных шахт на северном фланге поля шахты “Южная”, вблизи даек Перво-павловской и Второ-Павловской, имеется ствол шахты “Вентиляционная”, сбитый с выработками поля шахты “Южная” на гор. 212 м квершлагом.

Ствол ш. “Южная” является рудовыдачным. Он оборудован грузовым подъемом на два скипа грузоподъемностью 4 т и грузо-людским подъемом на одну клеть с противовесом. Клеть рассчитана на выдачу породы в вагонетке типа ВГ-1,2. Руда выдается с дробильно-дозаторного комплекса расположенного на гор. 377 м. Кроме выдачи руды и породы ствол ш. “Южная” используется также для подачи свежего воздуха. На гор. 314 м возле ствола ш. “Южная” построена насосная станция главного водоотлива, а на гор. 416 м насосная участкового водоотлива.

Ствол ш. “Вспомогательная” пройден до гор. 364 м и служит для спуска- подъема людей, материалов, оборудования, подачи свежего воздуха для проветривания горных работ. Ствол оснащен двухклетевым подъемом под вагонетку типа ВГ-1,2. Для откатки руды на горизонтах используются вагонетки типа ВГ-2,2. На гор. 314 м и на всех верхних горизонтах ствол ш. “Вспомогательная” сбит квершлагами со стволом ш. “Южная”.

Ствол ш. № 673(5) расположен на восточном участке и служит для проветривания горных работ (выдача исходящей струи). Ствол имеет прямоугольную форму сечения, закреплен деревом и пройден до гор. 314 м. У ствола на поверхности установлен вентилятор ВОД-16. Шурф “Марковский” пройден на северном фланге поля шахты “Южная”. Ствол чисто вентиляционный (выдача исходящей струи воздуха), пройден до гор.162 м. Загрязненный воздух к стволу поступает по серии вентиляционных восстающих. На шурфе “Марковский” установлен вентилятор ВОД-16.

Очистные работы в настоящее время производятся в пределах этажей.

1.3.2 Система разработки на шахте

Шахта “Южная” эксплуатирует три золотосодержащие дайки, расположенных в ее поле: д. Перво-Павловская, д. Второ-Павловская и д. Ильинская.

На шахте применяются две системы разработки: подэтажных штреков и этажно-камерная.

Система разработки подэтажной отбойки руды - это система, когда руду отбивают из подэтажных выработок (штреков или ортов). Рудное тело делят на камеры и междукамерные целики. Над кровлей камер оставляют целики руды - потолочины. В первую очередь отрабатывают камеры, а междукамерные целики и потолочины - во вторую.

Блок подготовлен рудным откаточным штреком и ограничен рудными междукамерными целиками, в которых пройдены на всю высоту этажа восстающие. Длина камер обычно составляет 100 м, а междукамерных целиков - 6 м. Ширина камер и целиков равна мощности рудного тела. На расстояние 4 м выше откаточного штрека и восстающих проводят штрек приемного горизонта. От штрека в обе стороны проходят наклонные дучки, заканчивающиеся приемными воронками.

Одновременно со штреком приемного горизонта из восстающего проводят подэтажные штреки, располагая их у одного из боков рудного тела. Из нижнего подэтажного штрека подрезают камеру на всю мощность залежи, от междукамерного целика по направлению к другому. Одновременно с подрезкой осуществляют отрезку от междукамерного целика. Руду отбивают из подэтажных штреков веерообразно расположенными скважинами.

Чаще всего применяется этажно-камерная система разработки. Блок оконтуривается двумя фланговыми восстающими: выше лежащим вентиляционным штреком и откаточным штреком. Для сохранения откаточного штрека над ним проходится доставочный штрек по висячему боку дайки. С доставочного штрека на лежачий контакт проводятся заезды (до вскрытия контакта). Заезды сбиваются между собой, образуя тем самым буровой штрек. На фланге блока с бурового штрека проходят отрезной восстающий на всю высоту этажа, который в дальнейшем преобразуется в отрезную щель. Бурение вееров скважин производится с буровых штреков.

1.3.3 Очистные работы

Очистные работы производятся после выполнения подготовительных работ для данного блока.

Очистные работы заключаются:

Проведение нарезных работ:

• отрезной восстающий (S=2,5*2,0), который в дальнейшем преобразуется в отрезную щель;

• буровой штрек (S=3,5*3,0);

• заезды (S=3,2*3,0).

Проведение очистных работ:

• бурение глубоких скважин;

• взрывание вееров глубоких скважин;

• отбойка и выпуск ГРМ.

Отрезные восстающие разделываются в отрезные щели, а затем производится обуривание скважин на отрезную щель. Перед взрыванием скважин отрезной щели необходимо произвести бурение вееров скважин в направлении отработки камеры на длину не менее 7,5 м, чтобы отойти от щели на безопасное расстояние для дальнейшего разбуривания.

Для бурения вееров глубоких скважин используют буровой станок НКР-100 с диаметром скважин 105 мм и интервалом между веерами 2,5-3,0 м.

1.3.4 Крепление

Необходимость крепления горно-подготовительных и нарезных выработок решает главный инженер шахты на основании конкретных горно-геологических условий. Паспорта крепления составляются начальником участка и утверждаются главным инженером шахты.

Крепление выработок в основном не производится, т.к. породы крепкие, устойчивые. В зоне ослабевших пород, откаточные выработки крепятся неполными дверными окладами в разбежку. Доставочные и буровые выработки крепятся железобетонными штангами длинной 1,6 м. Квершлага крепятся набрызгбетоном. Камерные выработки (насосная камера, ЦРП и околоствольные дворы) закреплены бетоном.

1.3.5 Погашения пустот

На шахте применяются следующие способы погашения пустот:

• Гидрозакладка

• Изоляция горных выработок

• Закладка породой из проходческих работ

Погашение пустот способом гидрозакладки применяется в тех случаях, когда необходимо сохранить в устойчивом состоянии земную поверхность и горные выработки или когда не предоставляется возможным использовать другие способы погашения пустот.

Погашение пустот способом изоляции допускается, если образуемые пустоты не оказывают опасного влияния на состояние земной поверхности. При этом погашение пустот производится по специальному проекту, согласованному с Уральским Управлением ГГТН России. При изоляции пустот возможны обрушения кровли или стенок выработанного пространства и образования при этом воздушной волны. Для предотвращения вредного влияния действия воздушной волны пустоты должны быть изолированы различного рода искусственными сооружениями: глухими перемычками, завалами подводящих выработок, обрушенными породами и т.д.

Наиболее экономичным способом является способ изоляции пустот, но в связи с тем основные пустоты находятся под жилым массивом, основной способ погашения пустот на шахте является гидрозакладка.

Погашение пустот гидрозакладкой производится хвостами обогатительной фабрики (Рисунок 3.1). Хвосты с обогатительной фабрики через насосную станцию по пульпопроводу диаметром 377 мм поступает на гидроциклон, расположенный на временном гидрозакладочном комплексе. В гидроциклоне илистая фракция с пульпы возвращается на хвостохранилище, а крупная фракция поступает в скважину диаметром 130 мм пробуренной до гор. 118 м и далее по шахтовому трубопроводу подается к закладочному блоку. Для слива воды из блока бурятся дренажные скважины, расстояние между концами скважин 5м.

1.4 Вентиляция

Проветривание шахты осуществляется по фланговой схеме всасывающим способом.

Свежий воздух поступает в шахту по стволам ш. “Вспомогательная” и ш. “Южная”, распределяясь по рабочим горизонтам 212 м, 262 м, 314 м, 364 м и горным участкам с помощью главных вентиляционных установок.

Северный фланг шахты (Северный участок в этаже 314-112 м) проветривается вентилятором ВОД-16, установленным на шурфе “Марковский”. После проветривания рабочих мест и вспомогательных выработок отработанный воздух подается по шурфу “Марковский” и стволу шахты №673(5). Управление вентиляторами и контроль за их работой осуществляется местным управлением. Главные вентиляционные установки оборудованы приборами контроля производительности и депрессии, развиваемых вентиляторами, а также напряжения и силы тока, потребляемых их электродвигателями. Управление вентиляционными струями для проветривания горно-подготовительных и очистных работ производится за счет общешахтной депрессии и работы вентиляторов местного проветривания с использованием вентиляционных дверей и перемычек.

В связи с малым объемом работ главные вентиляционные установки работают на I ступени.

1.5 Водоотлив

Общий приток воды в шахте - 800 м³/час. Насосная главного водоотлива расположена в районе ствола ш. “Южная” на гор.314 м. Насосная оборудована четырьмя насосными установками типа ЦНСГ- 850-350.

Характеристика насосной установки:

§ производительность - 850 м³/час;

§ напор - 350 м;

§ число оборотов - 1475 об/мин;

§ мощность электродвигателя - 1250 кВт.

В настоящее время с водопритоком шахты каждый насос в сутки справляется за 21-22 часа. Подача воды от насосов на поверхность производится по двум водоотливным стволам, проложенным по стволу ш. “Южная” с гор.314 м на поверхность. Диаметр трубопроводов - 372 мм.

1.6 Рудничный подъем

1.6.1 Ствол шахты “Южная”

Ствол пройден до гор. 416 м, прямоугольного сечения с размерами в плане 4,9Ч4,0 м. Сечение в проходке 25,3 м², в свету - 19,6 м². Крепление ствола деревянное. В процессе эксплуатации ствол постоянно перекреплялся бетоном и в настоящее время практически полностью закреплен бетоном.

Ствол оборудован двумя механическими подъемами - скиповым (2 скипа по 4 т) и одноклетевым грузо-людским подъемом с противовесом. Клеть рассчитана на вагон ВГ-1,2. Ствол служит для выдачи руды и породы и имеет трубное и ходовое отделение. Руда по стволу выдается с использованием дробильно-дозаторного комплекса, который находится в этаже 377-401 м.

Поверхностный комплекс ш. “Южная” представлен копром с над-шахтным зданием. В надшахтном здании размещен бункер, для приема руды от скипового подъема, а также оборудование для обмена вагонеток. Около ствола расположены подъемные установки скипового и клетевого подъемов, а также калориферная.

Ш Подъемная установка скипового подъема типа “Веллман” шахты “Южная”:

• Завод-изготовитель - “Веллман” (США)

• Год ввода в эксплуатацию - 1943

• Подъем двухскиповой грузовой вертикальный

• Высота подъема - 425 м

• Скорость движения скипов - 7,5 м/с

• Грузоподъемность (полезная) скипа - 4т

• Мощность эл. двигателя - 700 кВт

• Частота вращения - 492 об/мин

Общее состояние подъема удовлетворительное. Подъемная установка пригодна для эксплуатации.

Ш Подъемная установка клетевого подъема ш. “Южная”:

• Тип подъемной установки - “БМ-45”

• Завод изготовитель - Донецкий завод им. 50 ЛКСМу

• Год ввода в эксплуатацию - 1951

• Высота подъема - 420 м

• Скорость движения клети - 5,9 м/с

• Грузоподъемность клети - 4 т

• Мощность эл. двигателя - 300 кВт

• Частота вращения - 365 об/мин

Общее состояние комплекса удовлетворительное. Подъемная установка пригодна для эксплуатации.

1.6.2 Ствол шахты “Вспомогательная”

Ствол пройден до гор. 364 м, имеет прямоугольное сечение. Сечение ствола в проходке 21,66 м², в свету - 16,32 м². Закреплен деревянной крепью, на отдельных участках перекреплен бетоном. Ствол оборудован двумя клетями типа ТК-5б под вагон ВГ-1,2. Поверхностный комплекс ствола ш. “Вспомогательная” состоит из копра с надшахтным зданием. В надшахтном здании размещен комплекс по обмену вагонов и породный бункер. На гор. 364 м и на всех верхних горизонтах (112, 162, 212, 262, 314 м) ствол сбит со стволом шахты “Южная”. Ствол ш. “Вспомогательная” служит для спуска-подъема людей, материалов, оборудования, подачи свежего воздуха для проветривания горных работ.

Ш Основные параметры подъемной установки ш. “Вспомогательная”:

• Тип подъемной установки - “Веллман”(США)

• Год ввода в эксплуатацию - 1953

• Назначение подъема - 321 м

• Скорость подъема - 4,5 м/с

• Грузоподъемность клети - 4 т

• Мощность эл. двигателя - 500 кВт

• Высота подъема - 321 м

• Частота вращения - 492 об/мин

Общее состояние подъемного комплекса удовлетворительное. Подъемная установка пригодна для эксплуатации.

1.7 Применяемое оборудование и шахтный транспорт

Ш Для бурения глубоких скважин - буровой станок НКР-100 м.

Ш Для бурения горизонтальных шпуров - буровая машина ТАМРОК, перфораторы ПР-30К.

Ш Для бурения вертикальных шпуров перфораторы ПТ-45, ПТ-36.

Ш Для погрузки ГРМ при производстве проходческих и очистных работ - погрузочно-доставочные машины ТОRО-200, погрузочные машины ППН-1с. погрузочно-транспортные машины ПТ-4.

Ш Руду транспортируют контактными электровозами 7КР в вагонах ВГ-2,2, инертные материалы - ВГ-1,2 и ВО-0,8 м³.

1.8 Пневмохозяйство шахты

Компрессорная станция “Южная” оборудована четырьмя компрессорами общей производительностью 400м³/мин и давлением 8 атм сжатого воздуха. Снабжение сжатым воздухом осуществляется компрессорными установками. Потребителями сжатого воздуха в шахте являются ручные перфораторы, станки НКР, погрузочные машины и комплекс проходки восстающих. Система охлаждения компрессоров - водяная-оборотная.

В настоящие время от компрессорной станции на поверхности отказались, и приняли участковые, компрессоры ДЭН - 45 ШМ «Шахтер»

1.9 Схема электроснабжения шахты

Электроснабжение на ш. “Южная” осуществляется от поверхностной подстанции “Южная” 35/6 кВ двумя рабочими и одним резервным кабельными вводами 6кВ (каждый рабочий кабель загружен на 40-50% от номинала), кабели проложены по скважинам с нулевой отметки до ЦРП 314 м.

ЦРП 314 м состоит из 21 ячейки типа КРУ-2Э. В подстанции находятся:

- два трансформатора ТСШВП-250 6/0,4 кВ от которых происходит электроснабжение квершлагов шахты, опрокидов, дробильно - дозаторного комплекса шахты и участкового (местного) водоотлива гор. 416 м.

- два трансформатора ТСП-160 6/ 0,23 кВ и два АТП 500/275 В для электроснабжения электровозной откатки квершлагов.

- заглубленный главный водоотлив состоящий из четырех насосных агрегатов (ЦНСГ-850/350 с электродвигателями ВАО-710 М, давление 0250 - 1490 кВт, напряжение 6 кВ).

Электроснабжение участков осуществляется от ЦРП-314 м кабельными вводами 6 кВ без резерва. На каждом добычном участке имеется одна или две участковые подстанции из ТСШВП-250 6/0,4 кВ для электроснабжения участка и одна или две ТСП - 160 6/0,23 кВ АТП 500/275 В для электровозной откатки.

Освящение стационарных установок, квершлагов и откаточных горизонтов (штреков) осуществляется пусковыми агрегатами типа АП-4, АПШ-1 380/127 В

Спуск-подъем людей, инертных материалов и выдача ГРМ осуществляется подъемной установки типа БМ - 45 и “Веллман”.

Электроснабжение подъемной установки так же происходит от подъемной установки ш. “Южная” 35/6 кВ двумя кабельными или воздушными вводами 6 кВ на каждую подъемную установку.

1.10 Ремонтная служба предприятия

Оборудование:

· Двух координатный сверлильно-фрезерный станок - фрезерование распорных плит

· Фрезерные станки

· Токарные станки 16к20 - валы насосов

· Станки ДИП-300 - валы вентиляторов ВОД-16; рабочие колеса насосов

· Радиально сверлильные

· Строгальные

· Пресс - 100тонн

· Долбежный - пазы в шестернях под шпонку

· Зуборезный

· Карусельный

· ДИП - 500 - Изготовление валов дробилок; ремонт поршней, шатунов

· ДИП - 800 - Подпятники мельниц; конусы дробилок

· Сварочный цех:

· Наплавочный станок

1.11 Диспетчеризация и связь

Диспетчер шахты осуществляет оперативное руководство и постоянный контроль за выполнением:

· Спуска и подъема людей и грузов по стволам шахт

· Взрывных работ соблюдением вентиляционных режимов

· Работы насосных агрегатов

· Движения и поступления руды с добычных участков шахты

· Подъема руды на поверхность

· Отгрузки руды на фабрику

· и др., в соответствии с производственными программами, календарными планами, суточными и сменными заданиями.

Контроль помимо датчиков также осуществляется камерами видео наблюдения, установленными в шахте и на поверхности.

Связь обеспечивается телефонами ТА-1321

1.12 Перспектива развития

1.12.1 Освоение технологии кучного выщелачивания

Выщелачивание (иногда -- варка), перевод в раствор (обычно водный) одного или нескольких компонентов твёрдого вещества с помощью водного или органического растворителя, часто при участии газов -- окислителей или восстановителей. Применение технологии кучного выщелачивания золота позволит отказаться от стадий измельчения и помола руды, а так же полностью отказаться от ее обогащения, т.е. взамен обогатительной фабрики с гравитационным и флотационным обогащением будет использоваться кучное выщелачивание. При этом в дробильном отделении, кроме золотосодержащей руды фракции -10мм, будет получаться щебень фракции +40 - -70мм, а после выщелачивания золота и отмывки руды еще и щебень фракции О- 15мм. Предлагаемая технология состоит в следующем. Выщелачивание золота и, попутно, серебра будет производиться из дробленой руды фракции -1Омм уложенной в рудные штабели на непроницаемое основание водным раствором цианистого натрия (NaCN). После выщелачивания драгоценных металлов руда будет отмываться от цианистых растворов и отгружаться потребителям как щебень фракции 0-15мм.

1.13.2 Применение технологий энергосбережения

На шахте внедряются технологии для энергосбережения, такие как:

§ применение ламп меньшей мощности

§ освещение выработок только в местах их пересечения и там где это регламентируется ЕПБ

§ применение двигателей с высоким КПД относительно питающей сети

§ применение агрегатов с низким напряжением

II. РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ (Стационарная компрессорная станция)

2. Расчёт производительности компрессорной станции

Таблица 2.1 - пневмопотребители шахты

Потребители		Коэффициенты
		бар
Наименование	Число
П-9-12 (рудоспуски)	2	10	3,5	1.1	1	0.3	22	6.6
ПП-63	4	3.5	4	1.2	1	0.65	16.8	10.32
НКР (подача става)	2	3	5	1.3	1	0.7	7.8	5.46
ППН-1С	2	22	5	1.2	1	0.4	52.8	21.1
Итого	10						99,4	43,48

- количество потребителей в группе

- расход воздуха на один потребитель в группе

- давление необходимое одному потребителю в группе

- коэффициент использования

- коэффициент загрузки потребителя группы

- коэффициент включения

- максимальный и средний расход воздуха потребителем группы



- средне взвешенный коэффициент загрузки

- средний расход воздуха

- максимальный расход воздуха

- средне взвешенный коэффициент включения (по графику = 0.55)

Определим производительность компрессорной станции:

§ В начале работ

- коэффициент запаса

- максимально допустимые утечки,

L - длинна трубопровода, км

- максимально допустимые утечки в месте соединения потребителя с магистралью

- количество потребителей, шт

= 1,10,5599,4+34,92+0,410 = 79

§ В конце работ

= 1,10,5599,4+31,06+0,410 = 67,3

Определим расход на утечки:

§ В начале работ

=

§ В конце работ

=

Среднее число утечек составит 16,5 %

Исходя из расчетной производительности принимаем 2 компрессора типа 4М10 - 100/8

Компрессоры этого типа доставляются с завода изготовителя с двигателем СДК-17-26-12К

Характеристики двигателя:

§ Р = 630 кВт

§ n = 500 об/мин

2.1 Определим необходимое избыточное давление компрессорной станции

- рабочие давление потребителей, Па

- допустимые потери давления на километр трубопровода, Па

- длинна трубопровода, м

- общие допустимые потери давления в местах стыков, Па

n - кол-во присоединяемого оборудования, шт

3. Расчет воздухопроводной сети и оборудования компрессорной станции

Цель расчёта воздухопроводной сети - определение давления сжатого воздуха у компрессорной станции, при котором каждый из потребителей пневмоэнергии имеет гарантированное рабочие давление.

При расчёте схему воздухопроводной сети разбиваем на участки, начало и конец каждого из которых определяем точками разветвления сети. Для всех участков последовательно рассчитываем количество воздуха, проходящего по участку ; необходимые диаметры труб; потери давления. По линии с наибольшим падением давления от самого удалённого потребителя до компрессора, с учётом потерь давления в гибких воздухопроводах и рабочего давления у потребителя находим необходимые давления у компрессорной станции.

3.1 Расход воздуха на участках

§ Участок 1-а: Расход воздуха на участке 1-а равен производительности компрессорной станции -

§ Участок а-2

Таблица 1 - пневмопотребители участка а-2

Потребители	Номинальный расход воздуха ,	Коэффициенты	Максимальный расход воздуха	Средний расход воздуха
Название	Число		Износа	загрузки	включения
ППН -1с	1	22	1,2	1	0,4	26,4	10,56
ПП -63	2	3,5	1,2	1	0,65	8,4	5,46
Итого	3					34,8	16,02

Найдем средневзвешенный коэффициент включения на участке а-2:

= =

= 0,53 ( по графику зависимости )

Определим расход воздуха на участке а-2

§ Участок а-3

Таблица 2 - пневмопотребители участка а-3

Потребители	Номинальный расход воздуха ,	Коэффициенты	Максимальный расход воздуха	Средний расход воздуха
Название	число		Износа	загрузки	включения
П-9-12 (рудоспуски)	2	10	1,1	1	0,3	22	6,6
ППН-1С	1	22	1,2	1	0,4	26,4	10,56
ПП-63	2	3,5	1,2	1	0,65	8,4	5,46
НКР (подача става)	1	3	1,3	1	0,7	3,9	2,73
Итого	6					60,7	25,35

Найдем средневзвешенный коэффициент включения:

= =

= 0,55 ( по графику зависимости )

Определим расход воздуха на участке а-3

§ Участок а-4

Таблица 3 - пневмопотребители участка а-4

Потребители	Номинальный расход воздуха ,	Коэффициенты	Максимальный расход воздуха	Средний расход воздуха
Название	число		Износа	загрузки	включения
НКР (подача става)	1	3	1,3	1	0,7	3,9	2,73
Итого	1					3,9	2,73

Найдем средневзвешенный коэффициент включения на участке а-4:

= =

= 0,8 ( по графику зависимости )

Определим расход воздуха на участке а-2

3.2 Определение скорости воздуха в на участках:

- скорость воздуха на участке, м/с

- плотность воздуха (1,293), кг/м

- расход воздуха,

- внутренний диаметр трубы,

- средняя плотность воздуха, кг/м

- давление компрессорной станции, Па

- потери давления, Па

- температура средняя, K

Примем максимально возможные потери 0,2 МПа, тогда получим расчетное давление компрессорной станции 0,7 МПа, из этого следует:

Скорости:

3.3 Потери давления на участках цепи:

- внутренний коэффициент трения (0,0334)

d - внутренний диаметр трубопровода

МПа

МПа

МПа

МПа

Таблица 4 - Характеристики участков воздухопроводной сети

участок	расход воздуха на участке ,	оптимальный диаметр труб	стандартный диаметр труб	фактическая длинна участков L	расчетная мощность с учетом экв. длинны	скорость воздуха в трубе v,	расчетные потери давления
1-а	73	195	207	1062	1072	5,62	0,02272
а-2	24	125	152	800	808	3,41	0,08588
а-3	52,3	175	188	2852	2880	4,88	0,05068
а-4	4,43	80	95	200	202	1,4	0,00592

3.4 Расчетное давление компрессорной станции:

- давление необходимое потребителям, МПа

- общие потери в трубопроводе, МПа

- допустимые утечки через магистраль,, МПа

МПа

Принимаем рабочие давление 0,7 МПа.

3.5. Вспомогательное оборудование

3.5.1 Воздухосборник

- вместимость воздухосборника, м

- производительность компрессора , м

м

По объему выбираем воздухосборник В-16

Таблица 5 - Характеристеки воздухосборника В-16

Воздухосборник	Вместимость, м	внутренний диаметр	Толщина стенки	масса	подача компрессора,
			обечайки	днища
В-16	16	2000	8	10	2880	100

3.5.1.2 Маслоотделитель

Принимаем масло-водоотделитель V-1.6

§ Вместимость - 1,0 м

§ Давление - 0,8 бар

§ Масса - 0,64 тонн

3.5.1.3 Концевой холодильник

Холодильник концевой устанавливается после компрессора для охлаждения сжатого воздуха и конденсации паров воды и масла.

Принимаем концевой охладитель ХК-100

§ Поверхность охлаждения - 34 м2

§ Избыточное давление

Ш Воздуха - 8 бар

Ш Охлаждающей воды - 3 бар

§ Температура воздуха:

Ш на входе - 144

Ш на выходе - 60

§ Температура воды - 25

§ Масса - 1460 тонн

3.5.1.4 Всасывающий фильтр

Принимаем всасывающий фильтр КТ - 30

§ Рабочие сечение - 3,155 м2

§ Расход воздуха - 525 м/мин

§ Количество масла - 290 кг

§ Габариты:

Ш Толщина - 440 мм

Ш Длинна - 2077 мм

Ш Ширина - 2775 мм

Ш Масса - 600 мм

3.5.2 Система охлаждения

Для охлаждения компрессоров, промежуточных и концевых холодильников принята система оборотного (циркуляционного) водоснабжения.

3.5.2.1 Количество теплоты отводимое водяной рубашкой цилиндра компрессора

n - показатель политропы сжатия воздуха в цилиндре (1,20ч1,25)

k - показатель адиабатного сжатия воздуха (k=1.4)

- изохорная теплоемкость воздуха (=0,21 кДж/(кг·К))

и - температура воздуха в компрессоре соответственно в начале и конце процесса сжатия, К

кДж/(кг·К)

3.5.2.2 Удельная теплота отводимая в промежуточных, последующих иконцевых холодильниках

- изобарная теплоемкость воздуха (= 1,005 кДж/(кг·К))

и - температура воздуха соответственно в начале и конце пути движения в охладителях, K

 кДж/(кг·К)

3.5.2.3 Полное удельное количество теплоты отводимое в компрессорном агрегате

z - число цилиндров в поршневом компрессоре, шт

кДж/(кг·К)

3.5.2.4 Полное количество теплоты, отводимой системой охлаждения компрессорного агрегата

- плотность воздуха при нормальных условиях (=1,2кг/м)

V - производительность компрессорного агрегата, м/ч

кДж/ч

3.5.2.5 Расчетный расход воды на один компрессор

- теплоемкость охлаждающей воды (=4,2 кДж/(кг·К))

и - температура охлаждающей воды, соответственно на входе и на выходе системы охлаждения, К

м/ч

3.5.3 Освещение компрессорной станции

Произведем расчет по методу светового потока. При этом методе расчёта учитывается не только свет, падающий от светильника, но и свет, отражённый от рабочих поверхностей освещаемой площади, поэтому он наиболее приемлем при расчёте освещения помещений с побелёнными или покрытыми светлой краской поверхностями.

В расчет вводят понятие - коэффициент использования светового потока осветительной установки (з ). Этот коэффициент зависит от типа светильника, коэффициентов отражения стен и потолка, а также индекса помещения, определяемого соотношением размеров.

3.5.3.1 Индекс помещения определяют по формуле

A и B - соответственно длина и ширина помещения, м

h - расчётная высота подвеса светильника над освещаемой поверхностью, м

3.5.3.2 Световой поток (лк) для создания необходимой освещённости

- коэффициент запаса, принимаемый равным

- минимальная нормируемая освещённость, лк

z - коэффициент равный отношению средней освещённости к минимальной освещённости (для подземных выработок z=; для поверхности z=

S - освещаемая площадь,

- коэффициент зависящий от индекса помещения (по таблице)

лм

Принимаем светильники РВЛ - 40М с Ф=2480лм.

3.5.3.3 Расчетное число светильников

штук

Принимаем 10 светильников и располагаем 9 из них в рабочем пространстве, отступ от длиной стороны здания 3,5 метра, от широкой 9метров, 1 светильник в подсобном помещении.

3.5.3.4 Мощность трансформатора освещения

- мощность лампы, Вт

- количество ламп, шт

- к.п.д. светильника

- коэффициент мощности светильника

Принимаем трансформатор ТСЗИ -1,6

Таблица 6 - трансформатор ТСЗИ - 1,6

тип трансформатора	Мощность P,	ВН	НН	Масса кг
ТСЗИ - 1,6	1,6	0,4	3х12	24	36	42	110	127	220	24

Выбираем ТСЗИ - 1,6 ( 0,4/0,2 )

4. Расчет электрических нагрузок и выбор оборудования

4.1 Выбор трансформатора для компрессорной станции

Для питания элеткро двигателей компрессоров необходимо напряжение 6 кВ, но в нашем случаи приходящие напряжение на компрессорную станцию 110 кВ по этому необходимо принять понижающий трансформатор 110/6 кВ.

4.1.2 Выбор типа трансформатора

Таблица 7 - характеристики компрессорной станции

Показатель	Значение
Мощность двигателя компрессора, Р	630 кВТ
Напряжение подаваемое на двигатель, U	6 кВ
Коэффициент спроса, К	0,95
cos	0,8
tg	0,95

4.1.2.1 Определение активной мощности компрессорной станции

Принято 2 компрессора значит активная мощность равна:

Р= Р2К

Р=63020,95=1197 кВт

4.1.2.2 Определение реактивной мощности компрессорной станции

кВар

4.1.2.3 Определение полной мощности компрессорной станции

кВА

Таблица 8 - Расчетные характеристики компрессорной станции

Наименование группы электроприемнмников	кол-во	Суммарная мощьность	К	cos	tg	Расчетные нагрузки
Компрессорная станция	2	1260	0,95	0,8	0,95	1197	1137,15	1651,04

Принимаем трансформатор ТМН - 2500 / 110, т.к. =1651,04 , а также потому что нам необходимо к нему подключить трансформатор освещения, а так же, трансформатор для нужд компрессорной подстанции

Таблица 9 - Характеристики трансформатора ТМН - 2500 / 110

Тип трансформатора	номинальная мощность кВА	Напряжение обмоток U. кВ	Потери Р, кВТ	Напряжение к.з., ,% Q	Ток холостого хода, ,% Q
		ВН	НН	х.х	к.з.
ТМН-2500/110	2500	110	6	6,5	22	10,5	1,5

4.1.2.4 Потери в трансформаторе

Находим коэффициент загрузки:

Потери активной мощности составят:

кВТ

Потери реактивной мощности составят:

%

%

кВар

С учётом потерь в трансформаторе его активной и реактивной мощности полная расчётная нагрузка трансформатора составит:

кВА

На основании расчета потерь устанавливаем, что данный трансформатор нам подходит, и к нему можно будет подключить трансформатор осветительной сети и трансформатор для нужд компрессорной станции.

4.2 Расчет кабелей

4.2.1 Кабель от трансформатора № 1 (ТМН - 2500/110) до шины № 1

кВА

4.2.1.2 Расчетный ток в кабеле

- номинальное напряжение в кабеле (напряжение двигателя),

= 162 А

Примем медный кабель ( s=50 мм; I=200 А)

4.2.1.3 Проверка выбранного кабеля

4.2.1.3.1 Проверка по длительно допустимому току

I

162 200

4.2.1.3.2 Проверка потере напряжения

- удельное сопротивление материала проводника,

- длина кабеля, м

%

По ПУЭ U5%

4.2.1.3.3.1 Проверка по предельно допустимому к.з. в кабеле

- поправочный коэффицент на предельно допустимый ток к.з.

с - коэффициент, учитывающий конечную температуру нагрева жил при к.з. (с = 129 А)

s - сечение жилы, мм

- приведенное время отключения, с

k

- коэффициент, зависящий от допустимой температуры нагрева жил кабеля (= 0,005)

- длительно допустимая температура нагрева жил кабеля,

- температура окружающей среды,

- предварительная нагрузка кабеля

=

=

Поправочный коэффициент на предельно допустимый ток к.з.:

k

Предельно допустимое к.з. в кабеле:

A

4.2.1.3.3.2 поверка по предельно выбранному сечению

(SS)

S=

C - коэффициент учитывающий напряжение в линии (С=165)

S== 41,8 мм

Выбранный кабель от трансформатора ТМН - 2500/110 до шины удовлетворяет всем условиям проверки.

4.2.2 Кабель от шины № 1 до компрессора №1

В шине № 1 ток делится, по параллельному соединению, в отходящих от шины кабелях, а т.к. в проекте принято 3 кабеля отходящих от шины № 1, то ток делится на 3.

Ток в кабеле равен 162 амперам, значит:

А

Примем медный кабель ( s = 10мм; I=200 А )

4.2.2.1 Проверка выбранного кабеля

4.2.2.1.1 Проверка по длительно допустимому току

I

60 80

4.2.2.1.2 Проверка потере напряжения

- удельное сопротивление материала проводника,

- длинна кабеля, м (=50м)

%

По ПУЭ U5%

4.2.2.1.3 Проверка по предельно допустимому к.з. в кабеле

- поправочный коэффицент на предельно допустимый ток к.з.

с - коэффициент, учитывающий конечную температуру нагрева жил при к.з. (с = 129 А)

s - сечение жилы, мм

- приведенное время отключения, с

k

- коэффициент, зависящий от допустимой температуры нагрева жил кабеля (= 0,005)

- длительно допустимая температура нагрева жил кабеля,

- температура окружающей среды,

- предварительная нагрузка кабеля

=

=

Поправочный коэффициент на предельно допустимый ток к.з.:

k

Предельно допустимое к.з. в кабеле:

A

4.2.2.1.4 Выбор и поверка по предельно допустимому току к.з.

(SS)

S=

C - коэффициент учитывающий напряжение в линии (С=165)

S== 8,745 мм

Выбранный кабель кабель от шины № 1 до компрессора № 1 удовлетворяет всем условиям проверки.

4.2.3 Кабель от шины № 1 до компрессора № 2

Кабель от шины № 1 до компрессора № 2 такой же как от шины № 1 до компрессора № 1, т.к. компрессоры одинаковые. (А; )

4.2.4 Кабель от шины № 1 до трансформатора 2

Примем расстояние от шины до трансформатора 50 метров, тогда кабель будет тот же, что и от кабель от шины № 1 до компрессора № 1. (А; )

4.2.5 Кабель от трансформатора 2 до шины 2

Расчетные значения показывают, что А;

4.2.6 От шины 2 до трансформатора освещения

Расчетные значения показывают, что А;

4.2.7 От трансформатора освещения

Расчетные значения показывают, что А;

4.3 Выбор пускорегулирующей аппаратуры

Компрессоры 4М10 - 100/8 поставляются с завода с асинхронными двигателями (СДК-17-26-12К.)

Синхронные двигатели имеют по сравнению с асинхронными большое преимущество, заключающееся в том, что благодаря возбуждению постоянным током они могут работать с cos=1 и не потребляют при этом реактивной мощности из сети, а при работе с перевозбуждением даже отдают реактивную мощность в сеть. В результате улучшается коэффициент мощности сети и уменьшаются падение напряжения и потери в ней, а также повышается коэффициент мощности генераторов, работающих на электростанциях.

Максимальный момент синхронного двигателя пропорционален U, a у асинхронного двигателя U².

Поэтому при понижении напряжения синхронный двигатель сохраняет большую нагрузочную способность. Кроме того, использование возможности увеличения тока возбуждения синхронных двигателей позволяет увеличивать их надежность работы при аварийных понижениях напряжения в сети и улучшать в этих случаях условия работы энергосистемы в целом. Вследствие большей величины воздушного зазора добавочные потери в стали и в клетке ротора синхронных двигателей меньше, чем у асинхронных, благодаря чему к. п. д. синхронных двигателей обычно выше.

С другой стороны, конструкция синхронных двигателей сложнее, чем короткозамкнутых асинхронных двигателей, и, кроме того, синхронные двигатели должны иметь возбудитель или иное устройство для питания обмотки возбуждения постоянным током.

В синхронных двигателях СДК-17-26-12К. применяют щеточные системы возбуждения, поставляемые вместе с двигателями (ток в обмотке возбуждения необходим постоянный, его получают из трехфазного с помощью тиристорного преобразователя напряжения)

5. Выбор аппаратуры управления и средств контроля

Управление компрессором включает в себя регулирование:

· Давления и производительности

· Температуры:

Ш Компрессора

Ш Сжатого воздуха

· Качества сжатого воздуха:

Ш Состав

Ш пульсации

· Электродвигателя

· Питающей сети:

Ш Схема электроснабжения и преобразования напряжения:

§ Высоковольтные и автоматические выключатели

5.1 Регулирование давления и производительности

Оптимальным режимом эксплуатации компрессора, как и любого другого оборудования, является его номинальный расчетный режим. Но потребители забирают ровно столько сжатого воздуха определенного давления, сколько его производит компрессор на номинальном режиме. Обычно потребление сжатого воздуха меняется даже в течение одной рабочей смены (включается-выключается инструмент и оборудование). Поэтому производительность компрессора нужно подстраивать под эти изменения.

Существует несколько способов регулирования производительности, различающихся первоначальной стоимостью реализации и эффективностью:

· Включение-выключение компрессора,

· Сбрасывание излишков воздуха в атмосферу,

· Подключение дополнительного «мертвого объема»,

· Переход на холостой ход,

· Дросселирование на всасывании,

· Регулирование частоты вращения электродвигателя

· Дискретное регулирование частоты вращения электродвигателя.

В компрессорах типа 4М10-100/8 регулирование давления и производительности происходит с помощью сбрасывающего клапана, который при повышении давления в системе до верхнего предела просто сбрасывает излишки сжатого воздуха в атмосферу.

5.2 Регулирование температуры

Температуру нагрева компрессора и сжатого воздуха определяют расчетом при проектировании, и на основании расчета принимают, необходимое для охлаждения количество масла, воды или других материалов. Проект предусматривает определенную температуру воздуха и компрессора, мониторинг за ней для компрессоров типа 4М10-100/8 осуществляет машинист, который периодически снимает показания с термометров.

5.2.1 Регулирование температуры компрессора

Регулирование температуры осуществляется масленым или водяным охлаждением. В компрессорах типа 4М10-100/8 регулирование температуры компрессора осуществляется водяным охлаждением по замкнутой системе, расход охлаждающей воды составляет 14,1 м

5.2.2 Регулирование температуры сжатого воздуха

В компрессорах типа 4М10-100/8 регулирование температуры сжатого воздуха осуществляется в промежуточных и концевых холодильниках, где посредством циркуляционной системы водоснабжения от горячего воздуха отводится теплота.

5.3 Регулирование качества сжатого воздуха

Регулирования качества сжатого воздуха предусмотрено проектом, контроль за ним периодически осуществляем машинист.

5.3.1 Регулирование состава сжатого воздуха

В составе воздуха есть мелко дисперсные частицы и водяной пар, загрязнения способны сократить срок службы пневмооборудования в 3-7 раз.

До 80% отказов пневматических систем происходят по причине повышенной загрязненности воздуха. Таким образом, надлежащее качество воздуха является определяющим фактором надежности и долговечности пневматической системы

Состав сжатого воздуха регулируют фильтрами различной конструкции и типа, контроль за качеством сжатого воздуха осуществляет машинист. (загрязненность фильтров)

5.3.2 Регулирование пульсаций сжатого воздуха

Регулирования пульсаций сжатого воздуха предусмотрено проектом, пульсации сглаживаются с помощью воздухосборников, которые утверждены проектом.

Контроль за пульсациями сжатого воздуха осуществляет машинист. (контроль давления в магистрали)

5.4 Регулирование электродвигателя

Регулирование электродвигателя важная часть управления процессом производства сжатого воздуха. Управление и контроль за электродвигателями обычно полностью автоматизирован.

5.4.1 Регулирование пуска электродвигателя

В компрессорах типа 4М10-100/8 стоит синхронный двигатель СДК-17-26-12К, пуск синхронного двигателя проблематичен и для регулирования пуска электродвигателя применяют специальные комплексные тиристорные устройства.(КТУ) Поставляемые вместе с двигателем.

КТУ обычно содержит:

· Основной и дополнительный тиристорные преобразователи

· Пусковое сопротивление с тиристорным ключом

· Релейную панель

· Элементы управления и измерений, расположенные в двери шкафа;

· Электронную систему управления (СУ).

КТУ обеспечивает:

· Защиту от коротких замыканий

· Защиту двигателя от потери возбуждения

· Защиту от затянувшегося пуска

· Автоматическую регуляцию тока возбуждения

· При аварийном режиме плавную подстройку тока возбуждения в пределах

· Автоматический переход на режим «авария» при неисправности в системе управления. (при котором возникает полное падение тока возбуждения или исчезновение тока в любой фазе, что приводит к остановке двигателя)

5.4.2 Регулирование питающей сети

Регулирование питающей сети предусматривает защиту компрессора, а точнее электродвигателя от скачков напряжения, токов К.З. и д.р.

Описание питающей сети (схемы электроснабжения компрессорной установки):

Напряжение 110 кВ приходит на трансформатор Т1 (ТМН-2500/110) там понижается до 6 кВ и далее попадает на шину 1, к которой подключены 2 двигателя компрессоров и трансформатор Т2 ( тр-р для нужд компрессорной станции) в трансформаторе Т2 напряжение понижается и попадает на шину 2 к которой подключен трансформатор освещения Т3 0,4/0,22 (ТСЗИ-1,6), (шина 2 предусматривает подключение дополнительных потребителей) после трансформатора освещения напряжение попадает в осветительную сеть, которая имеет напряжение 127 В.