ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 06.12.2023
Просмотров: 184
Скачиваний: 1
СОДЕРЖАНИЕ
1.3 Технологическая схема насосной установки главного водоотлива
Рисунок 1.3.1 – Технологическая схема насосной установки главного водоотлива шахты
Q – подача водоотливной установки;
H – напор водоотливной установки;
HВ – вакуумметрическая высота всасывания;
HГ – геодезическая высота нагнетания;
Е – удельные энергозатраты водоотлива;
η – коэффициент полезного действия водоотлива;
dВ – диаметр всасывающего трубопровода;
dН – диаметр нагнетательного трубопровода;
LВ – длина всасывающего трубопровода;
LН – длина нагнетательного трубопровода;
αВ – гидравлическое сопротивление всасывающего трубопровода;
αН – гидравлическое сопротивление нагнетательного трубопровода.
К основным параметрам, характеризующим работу насосной установки, относятся [10]:
напор Нн (м) – удельная энергия, сообщаемая насосом жидкости;
вакуумметрическая высота всасывания Hвак (м) – высота всасывания, определяемая по вакуумметру;
мощность на валу насоса N (кВт) – мощность, потребляемая насосом.
Рисунок 1.3.2 – График изменения напорных характеристик насоса и трубопроводной сети
2.1 Ориентировочный выбор типа насосов и их количества
2.2 Определение вакуумметрической высоты всасывания и мощности двигателя насоса.
Исходные данные на проектирование:
Нормальный часовой приток воды Qmin = 170 м3/ч
Максимальный часовой приток воды Qmax = 230м3/ч
Срок службы водоотливной установки T = 10 лет
Длина трубопровода Lтр = 800 м
Время максимального притока tд.max = 35 дней количество поворотов на плане n = 8 шт
Водородный показатель воды pH = 7 ед.
Порядок расчета и выбора насосов и трубопроводов водоотливной установки
Расчетная подача производительности насосной установки, м3/ч
Где = нормальный суточный приток воды =
СП 120.13330.2012 Метрополитены. Актуализированная редакция СНиП 32-02-2003 (с Изменениями N 1, 2)
Рисунок. Схема для определения высоты всасывания
Для определения напора насоса Н, нам нужно будет высчитать потери напора по длине трубопровода.
Потери напора принципиально делятся на два типа:
Рисунок. Местные (на рисунке обведены красным), потери по длине (на рисунке подчеркнуты зеленым)
(g – ускорение свободного падения, g = 9,81 м/с2 , для быстрых подсчетов можно округлить до 10 м/с2)
d – внутренний диаметр трубы, м
Определяем число Рейнольдса Re по формуле:
– кинематическая вязкость воды
Определяем λ - коэффициент гидравлического трения по формуле Альтшуля:
Определяем потери напора в нагнетальном трубопроводе hнап, по формуле Дарси – Вейсмаха:
Определяем потери напора в всасывающем трубопроводе hвс
l длина турбопровода выбрана исходя из СП 120.13330.2012 максимальной длины – 50м
Определяем полный напор насоса определяется по формуле:
Нг – геометрическая высота подъема, м;
hвс – потери напора во всасывающих коммуникациях, м;
hнап – потери напора в напорных коммуникациях, м.
Мощность насоса и его коэффициент полезного действия.
Полезная мощность насоса (Nп) равна
ρ – плотность жидкости, кг/м3 ;
g – ускорение свободного падения, м/с2 .
Потребляемая мощность (N) больше полезной мощности на величину всех потерь мощности в насосе.
Потребляемая насосом мощность будет равна:
Вакуумметрическая высота всасывания Hвак равна, (м):
где pатм – атмосферное давление, м;
p1 – давление на входе в насос, м.
g – ускорение свободного падения м/с2
2.3 Расчет и выбор трубопроводов, выбор коллекторов
Расчет внутреннего диаметра нагнетательного трубопровода:
Вычисляем внутренний диаметр нагнетательного трубопровода по формуле:
2.4 Выбор насосов, определение их количества и схемы соединения
Рисунок 2.4.2 Гидравлическая схема соединения насосов
2.5 Приборы регулирования уровня
В нашей схеме водоотливной установки будут использоваться 4 датчика уровня (снизу вверх):
Датчик нижнего уровня (при срабатывании этого датчика выключатся все насосы)
Датчик верхнего уровня (при срабатывании, включается основной насос)
Датчик повышенного уровня (при срабатывании, включается резервный насос)
2.6 Автоматизация водоотливной установки
Общие требования к автоматизации водоотливных установок.
Требования к автоматизации водоотливных установок.
1. Водоотливная установка должна работать без присутствия оператора.
2. Схемой автоматизации должно быть предусмотрено два вида управления:
3. Быстрое переключение с автоматического управления на ручное.
4. Автоматический пуск и остановка в зависимости от уровня воды в водосборнике.
5. Дистанционный контроль работы насоса и верхнего уровня воды в водосборнике.
6. Возможность применения различных способов заливки насосов.
7. Автоматическое включение резервного насоса при неисправности работавшего.
9. В определенных условиях защита от гидравлических ударов.
Автоматизированная водоотливная установка должна быть снабжена блокировками, предотвращающими:
- пуск агрегата при не залитом насосе;
- включение моторного привода задвижки до пуска насосного агрегата;
- остановку агрегата до момента полного закрытия задвижки;
- включение агрегата при отсутствии воды в водосборнике;
Виды защиты в схеме автоматизации водоотливных установок, вызывающие аварийную остановку.
1. Снижение или потеря производительности.
4. Короткое замыкание в цепях управления.
Оборудование автоматизации водоотливных установок.
Реле производительности РНП предназначено для контроля производительности насоса.
Реле давления РДВ предназначено для контроля заливки главного насоса по давлению.
Устанавливается на всасывающей крышке насоса.
Примечание: Контакты реле коммутируют искробезопасную цепь.
Примечание: ФНЧ-1 устанавливается на поверхности возле СТВ.
Термодатчик ТДЛ-2предназначен для контроля нагрева подшипников стационарного оборудования.
ТДЛ-2 устанавливается на корпусе подшипника электродвигателя и насоса.
Примечание: Контакты датчика коммутируют искробезопасные цепи.
Рисунок 2.6.1 Система автоматического управления.
При достижении аварий ного уровня воды срабатывает звуковая сигнализация.
Рисунок 2.6.2 – Принципиальная электрическая схема аппаратуры ВАВ
2.7 Управление водоотливными установками
2.8 Работа установки и ее экономические показатели
2.9 Вспомогательное оборудование
2.10 Компоновка водоотливной установки на линиях метрополитена
2.11 Эксплуатация и ремонт водоотливной установки
3.1 Технико-экномическое обоснование приемнения насосов
3.2 Расчет экорномического эффекта
4.1 Вредные и опасные производственные факторы при эксплуатации водоотливных установок.
Пуск в работу насосов при неисправной сигнализации запрещается.
Необходимо внимательно следить за полной герметизацией всасывающей линиик
Распылители устанавливаются на комбайнах, мех крепи, штреках.
Водяные заслоны – это мероприятия предусматривающие локализацию уже возникших взрывов угольной пыли.
Количество воды на всем заслоне определяется из расчета 4 литра на 1 м2 сечение выработки в свету.
Водяные заслоны устанавливаются не ближе 75м и не дальше 250м от забоя.
Информация о наличии уровней от датчиков 4, о работе главных насосов, об авариях с указанием их причин постуает в блок 5.
Также в блоке 5 фиксируется время работы насосов путем пуска счетчикапо разрешаемому сигналу от работающих главных насосов 15.
При достижении аварий ного уровня воды срабатывает звуковая сигнализация.
При снижении в водосборнике ниже датчика нижнего уровня 4 сигнал с него поступает в блок 5, где с интервалом в 10 сек. формируется сигнал для выдачи в блок управлениями насосами 6. В блоке 6 формируется сигнал включения привода 1 на закрытие задвижки. По закрытию задвижки в блоке срабатывает контакт 5, который закрывает цепь управления главного насоса 6 и система возвращается в исходное состояние. По истичению приблизительно 160 сек. блок управления насосами 6 возвращается в исходное состояние. В случе неотключения по каким-либо причинам высоковольтной ячейки блоком 6 выдается сигнал общей аварии по высоковольтной ячейке. Эти сигналы аварии в виде звуковой и световой сигналиации с помощью сигнального табло СТВ (СТВ показан на принципиальной схеме рисунок 10) воспринимаются диспетчером.При необходимости пуск насосной установки водоотлива может быть осуществлен с блока ручного управления путем перевода переключателя в положение „Ручное” и нажатии кнопки „Пуск1” .
Все сгналы от датчиков по цепям поступают в БРЦ, который для гальванической развязки искробезопасных цепей БУН с искроопасными цепями управления высоковольтной ячейкой. Этот блок представляет собой 9 ячеек собранных на основе оптронов АОТ-128А. Переключатель программы SА2 устанавливается в одно из положений (смотреть рисунок 7): В, П, А, Р, О (соответственно верхний, повышенный или аварийный уровень, ручное управление, ремонт), например В. При подаче напряжения в блоке управления загорается сигнальная лампа HL6 и срабатывает промежуточное реле защиты КV16 по цепи: обмотка III трансформатора VТЗ, конденсатор С7, контакт SК1 термодатчика ТДЛ, контакт SQ2.2 конечного выключателя привода задвижки, контакт переключателя режима работы SА2.4, резистор R7, конденсатор С7, диоды VD10 — VD13, катушка реле защиты КV16, резистор RЗ, обмотка III трансформатора ТVЗ. В исходном положении контакты термодатчика SК1 и конечного выключателя привода задвижки SQ2.2 замкнуты. Реле КV16 своим замыкающим контактом включает промежуточное реле защиты КV17, а оно подготавливает к включению цепи заливки и пуска главного насоса. При достижении водой верхнего уровня промежуточное реле уровня КV18 срабатывает по цепи: обмотка IV трансформатора ТVЗ, диоды VD14 — VD17, резистор R5, катушка промежуточного реле КV18, контакт реле КV9, контакт переключателя режима работы SА2.5, зажим 5 панели управления, электрод верхнего уровня ЭВ, вода, «земля», зажим 3, диоды VD14 — VD17, обмотка I трансформатора ТVЗ. Реле КV18 своим контактом включает реле КV8 и блокируется замыкающим контактом КV8 и электродом ЭН, обеспечивая свое питание, пока уровень воды не снизится до электрода ЭН. Реле КV8 своими замыкающими контактами включает пускатель заливочного насоса HЗП (происходит заливка главного насоса) и двигатель М моторного реле по цепи: обмотка II трансформатора ТV7, вывод б, двигатель М программного реле КТ1, контакты реле КV8, КV12, вывод а, обмотка II трансформатора ТV7. Двигатель М вращает диски и задает программу заливки, пуска и работы главного насоса.Реклама С выдержкой времени замыкается контакт КТ14, и реле КV15 обтекается током по цепи: обмотка II трансформатора ТVЗ, конденсатор С6, контакты реле КV17, КV12, КV8, контакт SР2 реле давления РДВ, контакт КТ1.4 реле времени, резистор R6, конденсатор С6, диоды VD6 — VD9, катушка реле КV15, резистор R2, обмотка II трансформатора ТVЗ. Реле КV 15 замыкающим контактом включает реле пуска главного насоса КV19, которое своим замыкающим контактом включит пускатель привода задвижки ПРА на открывание, а также ячейку РВД-6 (при высоковольтном двигателе) или пускатель (при низковольтном двигателе) главного насоса. В последнем случае перемычка 64 — «земля» должна быть снята. Реле КV1, реагирующее на постоянный ток, сработает, так как обмотка его шунтируется диодом VD18 по цепи; обмотка II трансформатора ТV2, конденсатор С1, контакт реле КV5, зажим 4 пускателя, контакт SQ1 конечного выключателя привода задвижки, зажим 33 панели управления, контакт реле КV19, контакт переключателя режима работы SA2.2, диод VD18, зажим 64 блока управления, «земля», конденсатор С1, обмотка II трансформатора ТV2. Дальнейшую работу аппаратуры рассмотрим с высоковольтным двигателем. При полном открывании задвижки контакт конечного выключателя SQ1 разомкнётся, и реле КV1 отключится. Контакт SP2 реле давления размыкается, но реле КV15 продолжает обтекаться током, поскольку контакты SР2 и КТ1.4 зашунтированы замыкающим контактом КV19. По окончании пуска главного насоса (через 383 с) контакт КТ1.2 замкнется и включит реле КV12, которое своими размыкающими контактами разорвет цепи питания двигателя М и реле КV15. Если к этому времени насос разовьет нормальную производительность, то катушка реле КV15 будет обтекаться током через контакт реле производительности SР1.
После откачивания воды до нижнего уровня размыкается цепь питания реле уровня КV 18, которое своим размыкающим контактом отключит реле КV8, а оно включит реле КV2 пускателя привода задвижки.
При закрывании задвижки размыкается контакт конечного выключателя привода задвижки в цепи питания реле КV15 и последнее обесточивается, что приводит к остановке главного насоса. После полного закрывания задвижки пускатель отключится контактом конечного выключателя SQ1.Реле КV8 своим размыкающим контактом включит двигатель М. В исходном состоянии реле времени КТ1 замкнет свой контакт КТ1.1, включающий реле КV9, которое своим контактом разорвет цепь двигателя М.
Работа схемы при повышенном или аварийном уровне воды аналогична вышеописанной, переключатель SА2 при этом устанавливается в положение П или А. (При этом срабатывает реле аварийного уровня КV21, цепь управления которого через зажим 7 — «земля» блока управления БУН подключена соответственно к зажиму 7 — «земля» панели управления насосом). В случае работы схемы при местном (ручном) управлении переключатель SА2 ставится в положение Р. Управление осуществляется кнопками «Пуск» и «Стоп» магнитных пускателей или поста управления высоковольтными ячейками РВД-6. Останов работающего насоса можно произвести кнопкой SВ7 («Стоп»), включенной последовательно с электродным датчиком ЭН. Дистанционное управление работой насоса осуществляется нажатием кнопки SВ6 («Пуск») на табло СТВ. При этом срабатывает промежуточное реле уровня КV18. Далее схема будет работать так же, как и при автоматическом режиме. Для отключения насоса при любом уровне воды переключатель SАЗ кратковременно переводят в положение «Отключено» и тем самым обесточивают реле КV18. В случае необходимости ремонта насоса переключатель 8А2.4 устанавливают в положение «О».При аварийном состоянии работающий насос отключается и контактом КV17 включается резервный насос, настроенный на аварийный уровень.
Защита насосного агрегата при потере производительности осуществляется реле производительности PПН, устанавливаемым на горизонтальном участке трубопровода.
Если насос во время работы по различным причинам уменьшит производительность или во время пуска к моменту размыкания контакта КV12 не разовьет нормальной производительности, контакт реле производительности SР1.1
Рисунок 2.6.2 – Принципиальная электрическая схема аппаратуры ВАВ
В цепи реле КV15 будет разомкнут. Следовательно, реле КV15 и КV19 обесточатся, и последнее своими контактами отключит высоковольтную ячейку РВД-6, замкнутцепь питания реле КV2 пускателя привода задвижки на закрывание, замкнет контакт в цепи двигателя М. Последний повернет диски до размыкания контакта КТ1.3, что приведет к отключению реле КV16 и КV17. Реле защиты КV17 своими контактами отключит двигатель М, подаст команду на включение резервного насоса и включит сигнализацию. Аналогично работает защита при перегреве термодатчика (ТДЛ-2), пуске незалитого насоса (реле давления РДВ). Сигнализация в аппаратуре ВАВ осуществляется с помощью частотной телемеханической системы, состоящей из трех генераторов 14, 20 и 26 кГц, линии связи и приемников сигналов Е1 — ЕЗ, настроенных на соответствующую частоту. На выходе приемников Е1 включено реле КV14, Е2 — сигнальная лампа НL4 иЕЗ — реле КV20. Каналы с частотой 14 кГц используют для передачи информации об аварийном уровне воды, с частотой 20 кГц — о работе насоса, с частотой 26 кГц неисправности насоса.
Все сигналы, поступающие на пульт диспетчера, обезличены, т. е. по ним нельзя установить, какой насос работает нормально или неисправен и по какой причине. Последнее уточняет обслуживающий автоматизированную водоотливную установку персонал.2.7 Управление водоотливными установками
2.8 Работа установки и ее экономические показатели
Экономическая и надежная работа водоотливной установки во многом определяется условиями фактического режима работы насоса на внешнюю сеть, которые в процессе эксплуатации постоянно изменяются вследствие повышенного износа оборудования при перекачке вод со взвесями, кислых вод, «зарастании» элементов трубопроводной сети. Как ужебыло отмечено ранее, рабочий режим в координатах H-Q графически определяется точкой пересечения напорных характеристик насоса и трубопроводной сети.
2.9 Вспомогательное оборудование
2.10 Компоновка водоотливной установки на линиях метрополитена
2.11 Эксплуатация и ремонт водоотливной установки
-
Экономическая часть
3.1 Технико-экномическое обоснование приемнения насосов
3.2 Расчет экорномического эффекта
-
Охрана труда и требование применения насосов
4.1 Вредные и опасные производственные факторы при эксплуатации водоотливных установок.
К обслуживанию механизмов и оборудования насосных 'становок допускают лиц, окончивших курсы по специальным программам и сдавших экзамены на право обслуживания этих механизмов и оборудования -В соответствии с ПБ. В камерах и помещениях насосных и станций как на поверхности, так и в шахте должны быть вывешены схемы расположения основного оборудования, а также коммуникаций трубопроводов, пульпопроводов, задвижек, вентилей и другой запорной арматуры насосных. станций.