Проектування вентиляторних установок

на другому рівні регулювання по режиму f

Приймаємо синхронний двигун СДНз номінальною потужністю

ККДдв=0,94,

ККД вентилятору визначається за кривими на характеристиці у відповідних режимах.

Середньорічну витрату електроенергіївизначаємо, заздалегідь розрахувавши середні значення продуктивності і тиску на першому і другому рівнях регулювання.

На першому рівні регулювання в діапазоні режимів д і с

Витрата електроенергії

W=

Приймаємо апаратуру автоматизації для вентиляційної установки, у цей час промисловість випускає для автоматизованого кепрування апаратуру типів УАВШ і УКАВ-М

Р О З Д І Л 3 . Ш А Х Т Н І В О Д О В І Д Л И В Н І У С Т А Н О В К И .

Лекція 22

Загальне устаткування водовідливної установки

Мета :

- дати загальні відомості про устаткування водовідливної установки, та відцентровані насоси.

- розвити технічне мислення

- виховати правильне відношення до техніки.

План:

1. Устаткування водовідливної установки.

2. 2.Робота насосу та трубопроводу.

3. 3.Устаткування багатоступіневого насосу.

Питання для самоконтролю:

1.Устаткування водовідливної установки.

2.Параметри роботи насосу та трубопроводу.

3.Устаткування багатоступіневого насосу.

Питання для самостійної роботи:

1. Знаходження геометричної висоти похилого трубопроводу

2.

ЛІТЕРАТУРА.

Основна.

1. Хаджиков Р. Н. , Бутаков С. А. Горная механика. -М. : Недра, 1982.

2. Правила безпеки в вугільних шахтах. -Київ, 2005.

Додаткова.

3. Стационарные установки шахт под. общей редакцией Б.Ф.Братченко. М Недра 1977.

4. Хаджиков Р. Н., Бутаков С. А. Сборник примеров и задач по горной механике. - М. : Недра, 1989.

5. Бирюков В. М. и др. Техническое обслуживание и текущий ремонт стационарного оборудования. -М. :Недра, 1983

Устаткування водовідливної установки.

У практиці шахтного водовідливу найбільше застосування мають відцентрові насоси, а в окремих випадках - ерліфти.

Водовідливні установка з відцентровим насосом складається з наступних основних елементів (мал. 52): насоса 1, двигуна 2, пускача 3, підвідного 4 і напірного 5 трубопроводів. На підвідному трубопроводі є приймальня сітка 6 і клапан 7, на напірному - засувка 8 і зворотний клапан 9. Трубка 10 з вентилем 11 необхідна для заливки водою із напірного трубопроводу насоса і трубопроводу. Заливку виробляють перед пуском насоса. Вона може бути здійснена також через воронку 12 або подачею води в трубопровід, що підводить, спеціальним заливним насосом.

Труба 13 з засувкою 14 необхідна для випуску води при ремонті трубопроводу 5. За допомогою вакуумметра 15 вимірюється розрідження на вході в насос, а за допомогою манометра 16 - тиск на виході з насоса. Сітка 6 служить для захисту від попадання в насос з водою сторонніх предметів, клапан 7 - для утримання води при заливанні трубопроводу і насоса, а клапан 9 - для того, щоб при раптовій зупинці насоса не сталося гідравлічного удару на насос. Через кран 17 випускають повітря з насоса при заливанні.

Робота насосу та трубопроводу.

При роботі насоса в підвідному трубопроводі створюється розрідження, і рідина під тиском атмосферного повітря надходить до резервуару в корпус насоса, відбувається процес всмоктування.

На виході з насоса создаєтся натиск, під дією якого вода рухається по напірному трубопроводу.

Геометрична висота нагнітання Нв - відстань по вертикалі від рівня всмоктування до отвору зливу на поверхні землі.

Геометрична висота нагнітання Нн - відстань по вертикалі від осі насоса до зливного отвору напірного трубопроводу.

Геометричний напір насосної установки Нг є повною геометричною висотою підйому рідини.

При вертикально розташованому "трубопроводі (мал. 52)

Нг= Нн+ Нв

при похило розташованому трубопроводі (мал..б)

,

де довжина відповідно трубопроводу, що підводить (від поверхні рідини в колодязі до насоса) і напірного трубопроводів; і , - кути нахилу до горизонту відповідно підводного та напірного трубопроводів.

Напір Н, створюваний насосом, складається з геометричного напору, гідравлічних втрат в трубопроводі і швидкісного напору, що витрачається на повідомлення рідині швидкості. Величина швидкісного напору ( /2g) невелика, і тому в розрахунках нею можна знехтувати. Напір насосів зазвичай висловлюють в метрах стовпа відкачуваної рідини.

Для транспортування води з шахти необхідно створювати великий натиск, тому застосовують багатоступінчасті насоси з послідовним з'єднанням на одному валу до 10 односторонніх робочих коліс.

Устаткування багатоступіневого насосу.

На рис. 53 показана схема трехступенчатого відцентрового насоса. На валу 1, грунтується на підшипники 2, з допомогою шпонок 3 закріплені робочі колеса 4, 5, 6, які разом з валом утворюють ротор насоса. З початку патрубка 7 (умовно повернутого вниз) через підведення 8 рідина надходить у колесо 4, де набуває певний запас потенційної і швидкісний енергії (статичний і динамічний напір).

З колеса 4 рідина надходить в спрямовуючий апарат 9, де динамічний напір частково перетворюється в статичний. Далі рідина подається в колесо 5 і знову отримує приращенке статичного і динамічного напору, який частково перетворюється в статичний напір в наступному спрямовуючому апараті 10. З останнього колеса 6 рідина надходить в спіральний відвід 11 і через патрубок 12 - в напірний трубопровід насоса.

У місцях виходу із корпусу насосу вал ущільнюється сальниковою пеньковою набивкою з прижимними втулками 13. Вал насосу з’єднується з валом двигуна муфтою 14.

Лекція 23

Загальне устаткування і принцип дії секційного відцентрованого насосу.

Мета :

- вивчити пристрій та принцип дії відцентрованого насосу

- розвити технічне мислення

- виховати правильне відношення до техніки.

План:

1. Секційні насоси, різновиди колес.

2. Спрямовуючий апарат .

3. Виникнення осьовий сили .

Питання для самоконтролю:

1. Який основний недолік відцентрованих секційних насосів?

2. Які бувають робочі колеса у відцентрованих секційних насосів?

3. Від чого виникає осьова сила, як її невелірувати?

Питання для самостійної роботи:

4. Від чого залежить ККД насосу?

ЛІТЕРАТУРА.

Основна.

1. Хаджиков Р. Н. , Бутаков С. А. Горная механика. -М. : Недра, 1982.

2. Правила безпеки в вугільних шахтах. -Київ, 2005.

Додаткова.

3. Стационарные установки шахт под. общей редакцией Б.Ф.Братченко. М Недра 1977.

4. Хаджиков Р. Н., Бутаков С. А. Сборник примеров и задач по горной механике. - М. : Недра, 1989.

5. Бирюков В. М. и др. Техническое обслуживание и текущий ремонт стационарного оборудования. -М. :Недра, 1983

Найбільше застосування в практиці шахтного водовідливу мають насоси секційні, в яких кожна секція складається з спрямовуючого колеса та апарату. Позитивною якістю секційних насосів є можливість з'єднувати однакові секції в необхідній кількості для отримання насосів різних тисків.

До недоліків насосів слід віднести малу доступність робочих коліс. Для заміни колеса необхідно видалити стяжні болти і послідовно зняти всі секції при одночасній розбиранні ротора. По розташуванню валу насоси бувають горизонтальні і вертикальні.

Насоси горизонтальні в шахтній практиці мають найбільше застосування. Вертикальні насоси застосовуються під час проходки стволів і відкачці затоплених шахт, останнім часом - і на головних установках.

Робочі колеса насосів бувають односторонні і двосторонні, тобто з однобічним і двостороннім підведенням до них рідини (мал. 54). Односторонні робочі колеса застосовуються як в багатоступінчастих, так і в одноступінчатих насосах, а двосторонні - в деяких одноступінчатих насосах.

Розрізняють робочі колеса насосів закриті та відкриті. В закритих односторонніх колесах (мал. 54) є провідний 1 і ведений 2 диски, між якими розташовані лопаті 3. В закритих двосторонніх колесах (мал. 54, б) ведені диски 1 і 2 лопатями 3 пов'язані з втулкою 4. Диски, лопаті і втулка, за допомогою якої колесо насаджується на вал, відливаються заодно. У відкритих колесах (мал. 54) є тільки ведучий диск 1 з втулкою 2 і лопатями 3.

К.К.Д. насоса залежить від чистоти обробки поверхонь каналів колеса, числа і довжини лопатів, закономірності зміни площі поперечного перерізу межлопастного каналу. Рух води в колесі тим вірніше, чим більше лопатей, але при значному їх числі збільшуються гідравлічні втрати. Зазвичай в одному колесі 6 ... 9 лопатей.

В шахтних насосах частіше застосовуються закриті колеса,відкриті колеса доцільно застосовувати для транспортування забруднених рідин.

Для неагресивної води робочі колеса виготовляються литими з чавуну або сталі, для кислотної - з легованих хромом і нікелем сталей, цементованого хромом чавуну, хромованого або кремнистого чавуну, кислототривких бронз і пластмас.

Так як з робочого колеса рідина виходить з великою швидкістю, що досягає 50 м/с, а для зменшення втрат напору швидкість в каналах насоса повинна бути не більше 5 м/с, застосовуються спіральний відвід і лопаткові напрямні апарати.

У багатоступінчастого насоса робочі колеса знаходяться всередині спрямовуючого апарату, що виготовляється звичайно з матеріалу колеса.

Спрямовуючий апарат (мал. 55) забезпечує переклад потоку з одного робочого колеса в інше, часткове перетворення швидкісного напору в статичний, безударний вхід потоку в робоче колесо. Він складається з лопатковий відведення 1 і підведення 2 (прямого і зворотного напрямних апаратів), розділової діафрагми 3. Вийшла з робочого колеса 4 рідина проходить диффузоркую частина 5 межлопаточных каналів відводу, огинає крайку 6 діафрагми і надходить в канали 7 підведення, які вводять її в робоче колесо 8 наступного рівня. Ширина межлопаточных каналів спрямовуючого апарату весь час зростає по напрямку руху рідини, завдяки чому швидкість потоку знижується, а статичний тиск збільшується.

У зв'язку з виникненням при роботі насоса осьовий сили, що діє на ротор і спрямованої уздовж осі насоса в бік всмоктування, необхідно пристрій для зрівноважування. Виникнення осьовий сили пояснюється тим, що при однаковому тиску на ведений диск робочого колеса діє менша сила, ніж на ведучий диск внаслідок нерівності їх площ. Особливо велика осьова сила (до 2* Н) виникає в багатоступінчасті насоси з великою подачею.

Під дією осьової сили ротор насоса прагне рухатися уздовж своєї осі в бік всмоктування. Осьова сила може призвести до великого тертя між обертовими колесами та нерухомими направляючими апаратами або корпусом, що спричинить за собою швидкий знос деталей насоса і зниження його к. п. д. Для усунення осьовий сили застосовують: у одноступінчатих насосах - двостороння колесо, при якому завдяки його симетрії не виникає осьова сила, а при односторонніх колесах - завзятий підшипник і отвори в провідному диску робочого колеса; в багатоступінчастих горизонтальних насосах - гідравлічне розвантажувальний пристрій або симетричне розташування робочих коліс; у вертикальних насосах - завзяті шарикопідшипники, кулькові або звичайні п'яти, симетричне розташування робочих коліс.

Найбільше застосування в шахтних насосах має гідравлічне розвантажувальний пристрій (див. мал. 53)- гидропята 15 закріплена на валу 1 гайкою 16. За допомогою гідравлічного розвантажувального пристрою досягається повне урівноваження осьовий сили, причому відповідність осьовий і врівноважує сил встановлюється автоматично.

Недоліками цього способу врівноваження є: витрата води через розвантажувальний пристрій; тертя гидропяты про воду; швидкий знос кілець гидроп’яти і розвантаження при перекачування забрудненої води насоси не можуть працювати при натиску, значно менше нормальних, так як при цьому помітно зменшується зазор між кільцями гидропяти і розвантаження і кільця можуть стикнутися; необхідність встановлення насосу строго горизонтально.

Є насоси, в яких урівноваження осьовий сили досягається за допомогою симетричного розташування робочих коліс, завдяки чому створюються рівні, але протилежно спрямовані сили, що діють на колеса

У двопоточному насосі (мал. 56) , а колеса 1, 2 і 3, 4 утворюють відповідно дві группі.5 і 6, причому колеса між собою

з'єднані послідовно каналами, а групи коліс - паралельно. Рівні, але протилежно спрямовані осьові сили в кожній групі коліс врівноважуються. В однопоточному насосі (мал. 56, б) всі колеса (1-4) з'єднані послідовно, але так, що осьові сили, що діють на них, врівноважуються.

Лекція 24

Висота всмоктування, кавітація.

Мета :

- навчитись визначати висоту встановлення насосів над поверхньою рідини.

- розвити технічне мислення

- виховати правильне відношення до техніки.

План:

1. явище кавітації ,причини її виникнення

2. Висота всмоктування, кавітація.

3. Засоби боротьби з кавітацією.

Питання для самоконтролю:

1. Що таке кавітація?

2. Які методи боротьби із кавітацією ви знаєте?

Питання для самостійної роботи:

1. Що таке абсолютний тиск?

ЛІТЕРАТУРА.

Основна.

1. Хаджиков Р. Н. , Бутаков С. А. Горная механика. -М. : Недра, 1982.

2. Правила безпеки в вугільних шахтах. -Київ, 2005.

Додаткова.

3. Стационарные установки шахт под. общей редакцией Б.Ф.Братченко. М Недра 1977.

4. Хаджиков Р. Н., Бутаков С. А. Сборник примеров и задач по горной механике. - М. : Недра, 1989.

5. Бирюков В. М. и др. Техническое обслуживание и текущий ремонт стационарного оборудования. -М. :Недра, 1983

Якщо абсолютний тиск рідини при виході її в робоче колесо виявиться менше тиску пароутворення, починається явище кавітації, яке пояснюється тим, що в місцях найменшого тиску в колесі утворюються простору, заповнені пором і що містяться у воді газами.

Бульбашки пара і газу переміщуються з водою в область більш високих тисків, де пари конденсуються. У порожнечу з дуже великими швидкостями спрямовуються частки води, викликаючи удар про поверхні деталей насоса. В результаті кавітації руйнуються стінки деталей. Причому крім механічного руйнування посилюється корозійною дією на метал повітря, що виділяється з води і містить кисень, що особливо посилюється при перекачуванні кислотних вод.

Вода, ударяючись об стінки, утворює мікроскопічні поглиблення в місцях найменшої міцності матеріалу, викликаної або обробкою, або вкрапленнями (наприклад, графіту). Поглиблення підсилюють процес і надалі є вогнищами руйнування. Це підтверджується тим, що структура металу після руйнування пористий характер.

Кавітація настає при великій висоті всмоктування і роботі насоса на зниженому тиску, коли його подача значно більше розрахункової.

При виникненні кавітації руйнування лопатей колеса в особливо несприятливих умовах настає через кілька годин після початку роботи, змінюється характеристика насоса - спостерігається крутий поворот кривий Q- Н майже вертикально вниз і різко знижується к. п. д. Зовнішні прояви кавітації - переривчасті сильні шуми і підвищена вібрація насоса. Першим заходом щодо усунення виникає кавітації є зменшення висоти всмоктування за рахунок підвищення рівня води в приймальному колодязі.

Засобами боротьби з кавітацією є також застосування стійких до кавітації матеріалів (леговані сталі з відносно великим вмістом хрому та нікелю) і робота насоса з підпором, тобто він повинен бути розташований нижче резервуару, коли Вода в насос надходить під дією власної ваги.

Висота всмоктування повинна бути визначена з умови відсутності кавітації. Робота насоса при неприпустима, оскільки навіть невелике зниження тиску зумовлює розвиток кавітації.

Допустима вакуумметрическая висота всмоктування

=(0,8…..0,75)

Для большинства насосов вакуумметрирческая висота не превышает 5м. некоторые насосы имеют отрицательную висоту всасывания и потому должны рабо тать с подпором.

При перекачке горячей воды всасывания воды в насос может не происходить, в этом случае насос располагают ниже резервуара , откуда откачивается вода.

Лекція 25

Індивідуальні характеристики насосів.

Мета :

- навчитись визначати висоту встановлення насосів над поверхньою рідини.

- розвити технічне мислення

- виховати правильне відношення до техніки.

План:

1. Діаграма регулювання відцентрового насоса.

2. Потужність,що втрачає насос при регулюванні

3.Умови стійкої роботи насосу на мережу.

Питання для самоконтролю:

1. Які лінії нанесено на діаграму регулювання відцентрованого насосу?

2. Як за діаграмою визначити робочий режим?

3. Які методи регулювання робочого режиму ви знаєте?

4. Як перевірити насос за умовою стійкої роботи?

Питання для самостійної роботи:

1. Чому дорівнює атмосферний тиск?

ЛІТЕРАТУРА.

Основна.

1. Хаджиков Р. Н. , Бутаков С. А. Горная механика. -М. : Недра, 1982.

2. Правила безпеки в вугільних шахтах. -Київ, 2005.

Додаткова.

3. Стационарные установки шахт под. общей редакцией Б.Ф.Братченко. М Недра 1977.

4. Хаджиков Р. Н., Бутаков С. А. Сборник примеров и задач по горной механике. - М. : Недра, 1989.

5. Бирюков В. М. и др. Техническое обслуживание и текущий ремонт стационарного оборудования. -М. :Недра, 1983

На рис. 57 показана діаграма регулювання відцентрового насоса. Криві 1 і 2 являють собою залежності відповідно Н і ή від Q, А В - робоча частина характеристики.

Регулювання робочого режиму можна зробити зміною характеристики: 1) трубопроводу - при заданому значенні геометричної висоти Нг з допомогою засувки на напірному трубопроводі; 2) насоса - шляхом зміни числа послідовно сполучених робочих коліс або частоти обертання валу насоса.

Припустимо, що характеристика трубопроводу зобразиться кривий 3, тоді робочий режим роботи - точка Ι - розташується за робочою частиною характеристики АВ.

Регулюючи засувкою, тобто прикриваючи її, встановлюють характеристику трубопроводу 4, при якій робочий режим зображується точкою II і відповідає оптимальних значень (при ή мах) подачі <Qопт і напору Нопт. Так як при цьому збільшуються втрати в трубопроводі, то напір зростає на величину На порівняно з натиском по характеристиці 3 при Q опт і тому додатково витрачається потужність

2. Потужність,що втрачає насос при регулюванні.

Якщо напір , затрачуваний на подолання опору у засувки, більше напору Пк, створюваного одним робочим колесом насоса, то регулювання доцільно провести зменшенням числа коліс

У цьому випадку характеристика насоса зобразиться кривий 5, а робочий режим точкою III. Подрегулирование необхідного режиму IV здійснюється засувкою, за допомогою якої встановлюється характеристика 6 трубопроводу. У окремому випадку, коли напір, створюваний Zк послідовно сполучених коліс насоса, дорівнює натиску Нопт, т. е. Z_KH_K = Нопт, необхідна подача Qonт встановлюється без подрегулирования засувкою.

При зменшення частоти обертання коліс отримують характеристику насоса у вигляді кривої 7, при якій забезпечується необхідний режим V.

3.Умови стійкої роботи насосу на мережу.

Слід мати на увазі, що при всіх способах регулювання зміною характеристики насоса уникнути нестійкого режиму роботи слід дотримуватися залежність

У зв'язку з можливим при експлуатації збільшенням крутизни характеристики трубопроводу (з-за відкладення опадів в трубах) необхідно, щоб при первісному режимі забезпечувалася кілька велика подача насоса порівняно з оптимальною.

Зі всіх описаних способів регулювання найбільш простим і точним, хоча і найменш економічним, є регулювання засувкою на напірному трубопровід.

Лекція 26

Будова і принцип дії гвинтового насосу.

Мета :

- Вивчити пристрій та характеристики гвинтових насосів.

- розвити технічне мислення

- виховати правильне відношення до техніки.

План:

1.Характеристики гвинтових насосів.

2. Позначення гвинтових насосів.

3.Подача гвинтових насосів.

Питання для самоконтролю:

1. Якіхарактеристики має гвинтовий насос?

2. Що позначає маркування гвинтовогонасосу?

3. З яких частин складається гвинтовий насос?

4. Як визначити подачу?

Питання для самостійної роботи:

2. Для чого використовуються гвинтоаі насоси?

ЛІТЕРАТУРА.

Основна.

1. Хаджиков Р. Н. , Бутаков С. А. Горная механика. -М. : Недра, 1982.

2. Правила безпеки в вугільних шахтах. -Київ, 2005.

Додаткова.

3. Стационарные установки шахт под. общей редакцией Б.Ф.Братченко. М Недра 1977.

4. Хаджиков Р. Н., Бутаков С. А. Сборник примеров и задач по горной механике. - М. : Недра, 1989.

5. Бирюков В. М. и др. Техническое обслуживание и текущий ремонт стационарного оборудования. -М. :Недра, 1983

Гвинтові насоси відносяться до групи об'ємних насосів, принцип дії яких відрізняється від відцентрових машин. В об'ємних насосах процеси всмоктування і нагнітання відбуваються завдяки зміні під дією поршня (поршневі насоси) або гвинта обсягу камери, в якій знаходиться середовище рідина.

Подача об'ємного насоса визначається розмірами його циліндра і частотою обертання вала. Напір теоретично не обмежений і залежить від потужності двигуна та міцності деталей насоса.

Теоретична характеристика об'ємного насоса, тобто залежність між теоретичною подачею

і натиском, зобразиться прямою 1 (рис. 67). Із-за витоку рідини через різні нещільності у насосі, залежних від натиску, дійсна подача буде менше теоретичної на величину витоків. При цьому натиску , і дійсна характеристика насоса зобразиться лінією 2.

При різних характеристики 3 і 4 трубопроводу і відповідно робочих режимах I і II при одному і тому ж геометричному натиску Нг подача насоса практично не залежить від натиску, т. е. Q1 Q2. У цьому полягає одна з відмінностей об'ємного насоса від відцентрового. Інша відмінність полягає в тому, що зміна частоти обертання вала об'ємного насоса викликає прямо пропорційне змінення подачі практично без зміни напору, у відцентровому насосі в цьому випадку відбувається зміна напору, і при певній зміні частоти обертання вала може взагалі припиниться подача рідини.

На шахтах застосовуються гвинтові насоси трьох типорозмірів: 1В6/5, 1В20/5, 1В20/10 (1В - одногвинтової, чисельник-подача в л за 100 об/с валу, знаменник - тиск у МПа або в метрах, зменшений в 10 разів). При частоті обертання валу насоса 1450 об/хв зазначені насоси забезпечують відповідно: подачу - 6; 17 і 17 м3/год; напор - 50, 50 і 100 м, к. п. д. - 0,48; 0,60 і 0,64, споживається потужність 1,8; 3,5 і 7,2 кВт. Вакуумметрическая висота всмоктування цих насосів 6 м.

Основними частинами гвинтового насоса 1В (мал. 68) є сталева скоба 1, гумовий статор 2, сталевий ротор 3 і карданний вал 4. У статорі, що представляє собою двухзаходную спіраль, ротор обертається у вигляді однозахідного гвинта з кроком, удвічі меншим кроку спіралі статора. Центри перерізів гвинта ексцентричні щодо його осі обертання, у зв'язку з чим при обертальному русі ротора виникає поступально що переміщується порожній простір. Завдяки цьому з одного боку статора утворюється розрідження і відбувається всмоктування води за патрубка 5, а через патрубок 6 - нагнітання води в трубопровід.

Карданний вал з'єднується з допомогою приводного валу 7 і пружною муфти з валом двигуна. Вал 4 забезпечений двома кульовими шарнірами 8, сполученими за допомогою пальців 9 з провідною 10 і веденої 11 муфтами. Шарнір карданного вала в патрубку 6 захищений від піску і бруду гумовим сифоном 12. Ущільнення валу виробляється з допомогою сальника, що складається з втулки 13, набивання 14 і сталевого кільця 15, через яке з маслянки подається в сальникову набивання масло. Вал 7 розташовується в двох радіально-наполегливих шарикопідшипниках 16, що перебувають у гніздах станини опорної частини 17. Осьова сила, яка виникає при роботі насоса, передається на підшипники 16 через пальцеве з'єднання, карданний і приводної вісі.

Завдяки гумовому статору насос може перекачувати забруднену воду.

Вода в перемещающемся просторі служить мастилом між ротором і статором. Без води у цьому просторі не можна пускати насос, так як статор вийде з ладу. Для заливки насоса підвідна і напірна боку з'єднані перепускний трубкою з вентилем. Крім того, завдяки поверненому вгору отвору підводить патрубка в корпусі при зупинці насоса залишається деяка кількість води.

Перепускная трубка використовується також для регулювання подачі насоса. Якщо при роботі насоса відкрити вентиль на пере пускные труби, то частина води, що перекачується повернеться з порожнини нагнітання в порожнину всмоктування і подача зменшиться.

Подача гвинтового насоса (м3/ч)

Q=60 ,

де - 0,7 ... 0,8 - коефіцієнт подачі насоса, що враховує витоку води у зв'язку з неплотностями у насосі;

- ексцентриситет, тобто відстань між центром поперечного перерізу ротора (гвинта) і його віссю, мм;

- подвоєний крок ротора або крок статора, м;

- діаметр перетину ротора, м;

n - частота обертання ротора, об/хв.

Ексцентриситет становить 5 ... 6 мм, крок гвинта 70 ... 80 мм.

На рис. 69 показана характеристика гвинтового насоса, представлена залежностями подачі , потужності N, к. п. д. η і коефіцієнта подачі від натиску .

Гвинтові насоси мають малі габарити і масу, можуть перекачувати забруднену воду.

Лекція 27

Призначення, загальний пристрій і принцип дії ерліфтів та гідроелеваторів.

Мета :

- Розглянути ерліфти та гідроелеватори.

- розвити технічне мислення, розширити познання у техниці.

- виховати правильне відношення до техніки.

План:

1. Призначення та будова ерліфтів.

2. Достоінства і недоліки ерліфтів.

3.особливості пристрою, використання та недоліки гідроелеваторів..

Питання для самоконтролю:

1. Який пристрій ерліфту?

2. Для чого використовуються ерліфти?

3. Який пристрій має гідроелеватор?

4. Для чого використовується гідроелеватор?

Питання для самостійної роботи:

3. Які достоїнства та недоліки мають ерліфти та гідроелеватори?

ЛІТЕРАТУРА.

Основна.

1. Хаджиков Р. Н. , Бутаков С. А. Горная механика. -М. : Недра, 1982.

2. Правила безпеки в вугільних шахтах. -Київ, 2005.

Додаткова.

3. Стационарные установки шахт под. общей редакцией Б.Ф.Братченко. М Недра 1977.

4. Хаджиков Р. Н., Бутаков С. А. Сборник примеров и задач по горной механике. - М. : Недра, 1989.

5. Бирюков В. М. и др. Техническое обслуживание и текущий ремонт стационарного оборудования. -М. :Недра, 1983

Ерліфт (мал. 74) - повітряний підйомник, являє собою пристрій, в якому для транспортування води використовується пневматична енергія. Стиснене повітря від компресора" 1 по трубі 2 подається до форсунки 3, розташованої нижче рівня води. Отворами форсунки повітря розбивається на окремі бульбашки, які спрямовуються вгору по підйомної трубі 4. Легка водо-повітряна суміш в трубі 4 витісняється стовпом рідини в резервуарі. При безперервної подачі повітря в форсунку відбувається подача суміші вгору і надходження рідини до форсунки з подводящему трубопроводу 5. У воздухоотделитилі 6 суміш виливається з відкритого кінця підйомної труби, а укладений в суміші повітря виділяється в атмосферу.

Вихідними даними для розрахунку ерліфта є його подача , геометрична висота подачі і глибина занурення форсунки.

Глибина занурення форсунки і концентрація повітря в суміші визначають висоту подачі ерліфта. Тому основні параметри ерліфта визначається величиною відносного занурення форсунки

Питома витрата повітря а і діаметр підйомної труби визначають за номограмами (мал. 75).

Економічна швидкість руху суміші в підйомної трубі не перевищує 6 ... 10 м/с. Однак при русі суміші вгору швидкість її зростає-за розширення пухирців повітря, тому підйомна труба у верхній частині має більший діаметр. Точка переходу від одного діаметру до іншого визначається розрахунками швидкості по довжині труби.

К. п. д. ерліфта визначається як відношення корисної роботи, витраченої на підйом води, до роботи ізотермічного розширення повітря в підйомної трубі

Достоїнствами ерліфтів є: простота пристрою, малі габарити в плані, відсутність рухомих деталей, розташування основного устаткування на поверхні, зменшення довжини виробок, що відносяться до водовідливу, безпека роботи, надійність, зменшення витрат праці при експлуатації, саморегулювання зі зміною глибини занурення при відкачування води, можливість відкачування неосветленной води.

До недоліків ерліфтів відносяться низький к. п. д. (0,2 ... 0,4) і велика глибина занурення форсунки.

Ерліфти застосовуються для гідропідйому на гидрошахтах і для водовідливу.

При підйомі зі значних глибин ерліфтні установки виконуються ступінчастими.

Практика експлуатації і дослідження показують, що незважаючи на низький к. п. д. самого ерліфта ерліфтні водоотливные установки при деяких умовах можуть бути економічніше насосних установок, якщо їх порівнювати за всіма видами витрат на відкачування води.

Гідроелеватор (мал. 76) - водоструминної насос, в якому використовується енергія робочої води, що подається стаціонарним насосом. Робоча вода подається по трубопроводу 1 і виходить з великою швидкістю через насадку 2. При цьому в приймальній камері 3 створюється розрідження. У зону розрідження трубопроводом 4 всмоктується відкачувана рідина. Робоча і відкачувана рідини змішуються в горловині 5, потім потік потрапляє в дифузор 6, де кінетична енергія частково перетворюється в тиск. З дифузора потік надходить в напірний трубопровід.

Достоїнствами гідроелеватора є: простота пристрою, невеликі розміри в плані, відсутність рухомих частин, можливість відкачування пульпи, відкачування насухо і мінімальні витрати на обслуговування.

Недоліком гідроелеватора є низький к. п. д. (не більше 0,4, а при відкачці пульпи - не більше 0,25).

В шахтній практиці гідроелеватори застосовуються для чищення водозбірників і зумпфів. При цьому робоча вода подається зазвичай з напірного трубопроводу головною водовідливної установки.

Рис.76 гідроелеватор

Лекція 28

Спільна робота насосів.

Мета :

- розглянути випадки сумісного підключення насосів.

- розвити технічне мислення, розширити познання у техниці.

- виховати правильне відношення до техніки.

План:

1. Особливості паралельного та послідовного підключення насосів.

2. Достоінства і недоліки, накладання характеристик.

3.особливості сумарної продуктивності, використання та недоліки

Питання для самоконтролю:

1.Які випадки потребують використання сумісно- працюючих насосів?

2. Як змінюються характеристики насосів при паралельному підключенні?

3. Як змінюються характеристики насосів при послідовному підключенні?

Питання для самостійної роботи:

4. Діаграми паралельного та послідовного підключення.

ЛІТЕРАТУРА.

Основна.

1. Хаджиков Р. Н. , Бутаков С. А. Горная механика. -М. : Недра, 1982.

2. Правила безпеки в вугільних шахтах. -Київ, 2005.

Додаткова.

3. Стационарные установки шахт под. общей редакцией Б.Ф.Братченко. М Недра 1977.

4. Хаджиков Р. Н., Бутаков С. А. Сборник примеров и задач по горной механике. - М. : Недра, 1989.

5. Бирюков В. М. и др. Техническое обслуживание и текущий ремонт стационарного оборудования. -М. :Недра, 1983

У практиці можливі випадки спільної роботи на загальний трубопровід насосів, з'єднаних послідовно або паралельно.

При послідовному з'єднанні насосів, необхідному для збільшення натиску установки, один насос всмоктує воду з приймального колодязя і нагнітає її в підводить патрубок другого насоса, який з напірного трубопроводу подає воду до місця зливу її.

При паралельному з'єднанні насосів, необхідному для збільшення подачі установки при тій же геометричної висоті, що і для одного насоса, кожен з насосів всмоктує воду з водозбірного басейну і подає її в загальний напірний трубопровід.

При послідовному з'єднанні відцентрових насосів робочий режим визначається точкою перетину сумарною характеристики помп з характеристикою трубопроводу. Сумарна характеристика насосів виходить підсумовуванням ординат характеристик кожного насоса. При такому поєднанні насосів з однаковими характеристиками і не змінюється при характеристиці трубопроводу відбудеться збільшення напору і подачі порівняно з тими ж показниками самостійно працюючих насосів.

У практиці, можливо, таке послідовне з'єднання насосів / і //, коли сполучний трубопровід III має велику довжину у зв'язку зі значним відстанню між насосами (рис.1). У цьому випадку, аналогічно аналізу роботи спільно працюючих вентиляторів, характеристика / насоса / (при однакових насосах характеристика 2 насоса II накладається на характеристику /) повинна бути приведена до пункту. Для цього з ординат характеристики / насоса слід відняти ординати характеристики 3 трубопроводу III (наведена характеристика насоса / зобразиться лінією 7). В даному випадку насоси розташовані на одному рівні і тому за характеристикою 3 немає геометричної висоти.

Сумарна характеристика 5 послідовно сполучених насосів виходить

підсумовуванням ординат

характеристик 2 і 7, а робочий режим - точкою 6 перетину характеристик 5 і 4 трубопроводу IV. Точка 6 вказує, що при такій роботі подача

послідовно сполучених насосів менше подачі при режимі 8, коли обидва насоса були б розташовані в одному пункті та мали б загальну характеристику 9.

При послідовному з'єднанні насосів, розташованих на різних горизонтах (рис,1, б), для нормальної роботи потрібно, щоб продуктивність Qi насоса I при його самостійної роботи на трубопровід III була більше продуктивності Q2 насоса II при його самостійної роботи на трубопровід IV.

Якщо розглядати насоси як незалежні один від одного, то робочий режим

нижнього насоса / визначиться перетином його характеристики 1 з характеристикою 2 трубопроводу III, а верхнього насоса // - перетином його характеристики 3 з характеристикою 4 трубопроводу IV.

Для усунення небезпеки руйнування арматури нижнею насоса при виході з ладу зворотного клапана верхнього насоса передбачає поглиблене вивчення о по вертикалі трубопроводу III і V повинна бути більше максимального напору нижнього насоса I.

При паралельному з'єднанні відцентрових насосів сумарна характеристика їх виходить підсумовуванням абсцис характеристик кожного насоса, а робочий режим - точкою перетину сумарною характеристики з характеристикою трубопроводу, причому подача паралельно сполучених насосів буде завжди менше суми подання цих насосів при їх самостійної роботи на той же трубопровід.

При паралельному з'єднанні двох однакових насосів, розташованих у одному пункті, подача і напір будуть більше цих показників кожного самостійно працюючого насосу на один і той же трубопровід. Якщо насоси не однакові або однакові, але розташовані на різній відстані від загального напірного трубопроводу, то можлива робота одного з

насосів з негативною подачею, тобто буде зменшуватися подача води з напірного трубопроводу іншим насосом порівняно з його подачею при самостійній роботі. Щоб уникнути цього паралельне з'єднання припустимо на трубопровід, при якому напір у робочому режимі буде менше натиску при нульовій подачі (закрита засувка) кожного насоса окремо.

При паралельному з'єднанні насосів I і II, коли один з них розташований на великій відстані від загального напірного трубопроводу IV (мал.2) характеристики помп повинні бути приведені до пункту.. Приведення підлягає тільки характеристика насоса I, так як насос II розташований в пункті, Якщо паралельно з'єднуються однакові насоси, то їх характеристики 1 і 2 накладаються один на одного. Для отримання наведеної характеристики 7 необхідно з ординат характеристики I відняти ординати характеристики 3 трубопроводу III. Сумарна характеристика 5 паралельно сполучених насосів виходить підсумовуванням абсцис характеристики 2 насоса II і наведеної характеристики 7 насоса I. Робочий режим зобразиться точкою б перетину характеристики 5 з характеристикою 4 трубопроводу IV. При цьому подання паралельно сполучених насосів буде менше подачі цих паралельно сполучених насосів, але встановлених в пункті. В, тобто при режимі 8, коли сумарна характеристика насосів изобразилась б кривий 9.

Лекція 29

Трубопровід водовідливних установок.

Мета :

- розглянути обладнання трубопроводів.

- розвити технічне мислення, розширити познання у техниці.

- виховати правильне відношення до техніки.

План:

1. Особливості улаштування трубопроводів головного водовіливу.

2. Фассонні частини трубопроводу.

3.Схема улаштування насосної камери

Питання для самоконтролю:

1.Які труби використовуються для трубопроводів?

2.Як влаштовується трубопровод головного водовідлива?

3.скільки насосів і трубопроводів пробачає ПБ?

Питання для самостійної роботи:

1. Пристрої для кріплення труб у стволі

ЛІТЕРАТУРА.

Основна.

1. Хаджиков Р. Н. , Бутаков С. А. Горная механика. -М. : Недра, 1982.

2. Правила безпеки в вугільних шахтах. -Київ, 2005.

Додаткова.

3. Стационарные установки шахт под. общей редакцией Б.Ф.Братченко. М Недра 1977.

4. Хаджиков Р. Н., Бутаков С. А. Сборник примеров и задач по горной механике. - М. : Недра, 1989.

5. Бирюков В. М. и др. Техническое обслуживание и текущий ремонт стационарного оборудования. -М. :Недра, 1983

Для трубопроводів насосів застосовуються стандартні сталеві безшовні гарячодеформовані труби (дані про деяких трубах наведено в додатку 5).

Труби між собою, а також з фасонними частинами (коліна, трійники, переходи і т. д.) і арматурою (компенсатори, засувки і т. д.) з'єднуються за допомогою фланців і болтів.

Рухомі фланці 1 (рис. 77, а) впираються в наварні кільця труб 2 і стягуються болтами 3. Число болтів (від 8 до 16) залежить від діаметра труб. Між кільцями, що мають заточування і виточку 4, укладається ущільнювальна прокладка з гуми або прогумованого матеріалу. При великих напору застосовують прокладки з м'яких металів (свинець, червона мідь).

На підвідному трубопроводі встановлюють приймальну сітку з клапаном, на напірному трубопроводі - засувку, зворотний клапан і компенсатори.

Приймальня сітка (мал. 77, б) 1 з круглими отворами і клапан 2 конструктивно об'єднані в одне ціле. Для з'єднання з що підводить трубопроводом сітка має фланець 3. Приймальний клапан буває шарнірним тарілчастим, шаровим. Сумарна площа отворів у сітці повинна бути в 3-4 рази більше площі поперечного перерізу трубопроводу.

Засувка (мал. 77) складається з запірної частини 1, нарізної шпинделя 2, сполученого з запірної частиною, кришки 3, сальника 4, маховичка 5 і фланців 6 для з'єднання з трубами. При обертанні маховичка в певному напрямку шпиндель переміщається вгору і запірний пристрій піднімається, відкриваючи прохід воді.

Зворотній клапан (мал. 77, м) складається з корпуса 1 з фланцями 2 для приєднання до труб, кришки 3, прикриває оглядове вікно, і шарнірного клапана 4.

При зміні температури в стовбурі та значній довжині напірного трубопроводу в ньому виникають температурні напруги, для усунення яких застосовуються телескопічні (чепцеві) компенсатори. Такий компенсатор (мал. 77, д) складається з двох вхідних одна в іншу труб 1 і 2.

Сальникове набивання 3 з просмоленим пеньки або шкіри утримується втулкою 4. Ділянки трубопроводу приєднуються до фланцях компенсатора.

При прокладання трубопроводу використовуються фасонні частини (мал. 78). У місцях повороту трубопроводу застосовуються коліна (мал. 78, а), при відгалуженнях - трійники (мал. 78, б), при переході з одного діаметру на іншій - конусні переходи (мал. 78).

При застосуванні кислототривких насосів для перекачування води підвищеної кислотності, що містить понад 50 мг вільної сірчаної кислоти на 1 л води, трубопроводи та їх арматура повинні

бути виготовлені з кислототривких хромнікелевих сталей або захищені зсередини і зовні від корозії. Захисні покриття внутрішніх поверхонь трубопроводів можуть бути свинцеві, дерев'яні або пластмасові. Товщина свинцевої футеровки 8 ... 15 мм, дерев'яної - 25 мм.

Труби, прокладені у виробках, піддаються корозії. Вважається, що середовище, в якому знаходяться труби, при швидкості корозії до 0,5 мм в рік - малоагрессивная, при більшій швидкості корозії - высокоагрессивная.

Для запобігання зовнішньої поверхні труб від корозії використовується антикорозійне полімерне покриття або захисна фарба.

Перспективно застосування пластмасових труб - винипла- стовых і поліетиленових. Порівняно зі сталевими трубами вони відрізняються стійкістю до впливу агресивних вод, мають менші гідравлічні опори і меншу масу. Є досвід експлуатації їх при тисках 1,5 ... 2 МПа.

Трубопроводи у виробках повинні прокладатися так, щоб вони були доступні для спостереження за станом і для ремонту.

У насосної камері трубопровід прокладається за схемою (мал. 79, а), що передбачає наявність у стовбурі двох напірних ставов 1 я 2 (робочий і резервний) закільцьованих в насосній камері колектором 3. Кожен з трьох насосів (№ 1, № 2 та № 8) має свій підводить трубопровід 4. Трубопроводи напірні 5 насосів забезпечені зворотними клапанами 6 і приєднані до колектора. За допомогою керованих розподільних засувок 7 насос може бути з'єднаний з будь-яким напірним ставом. По трубі 8 з допомогою засувок 9 можна випустити воду в колодязь 10 з ставов і / 2 у разі їх ремонту. Кріплення труб до стінок камери здійснюється на закріплених у цих стінках кронштейнах або балках.

При великих притоках води, коли для відкачування нормального припливу води по шахті в роботі знаходяться два насоса, а також на шахтах з кислотної водою, в стовбурі передбачаються три напірних ставу /, 2 і 3, закільцьовані в колекторі (мал. 79, б), та п'ять насосів, сполучених з патрубками 4, 5, 6, 7 і 8.

З насосної камери напірні стави виходять у похилий зі-единительный ходок, далі в трубне відділення стовбура шахти, обладнаного клетевым підйомом або сходовим відділенням, і на поверхню.

При виході трубопроводу в стовбур встановлюється опорне коліно, що сприймає вага нижній частині водовідливного ставу. Таке коліно і його кріплення на балках показано на рис. 80, а. Для розвантаження трубопроводу від власної ваги і ваги води напірний трубопровід ділиться на ділянки довжиною 150 ... 250 м (мал. 81). Кожна ділянка труб в нижній частині має опорний стілець, а у верхній - компенсатор (мал. 81, а). Протягом ділянок трубопроводу він підтримується також хомутами.

Лекція 30

Вибір двигунів для насосів.

Мета :

- Розглянути основи вибору двигунів та розрахунку потужності та втрати електроенергії.

- розвити технічне мислення, розширити познання у техниці.

- виховати правильне відношення до техніки.

План:

1.Вибір двигунів для водовідливу.

2. Розрахунок потужності двигуна.

3. Розрахунок витрати електроенергії водовідливної установки

Питання для самоконтролю:

1.Які особливості приводу водовідливної установки?

2.Як розрахувати потужність, що повинен розвивати електродвигун?

3. Скільки насосів передбачається встановити у головному водовідливі за ПБ?

Питання для самостійної роботи:

1. Питома витрата енергії

ЛІТЕРАТУРА.

Основна.

1. Хаджиков Р. Н. , Бутаков С. А. Горная механика. -М. : Недра, 1982.

2. Правила безпеки в вугільних шахтах. -Київ, 2005.

Додаткова.

3. Стационарные установки шахт под. общей редакцией Б.Ф.Братченко. М Недра 1977.

4. Хаджиков Р. Н., Бутаков С. А. Сборник примеров и задач по горной механике. - М. : Недра, 1989.

5. Бирюков В. М. и др. Техническое обслуживание и текущий ремонт стационарного оборудования. -М. :Недра, 1983

Для насосів застосовуються асинхронні двигуни з коротко- замкнутим ротором. Застосування синхронних двигунів в підземних умовах утруднене за умовами надійності роботи пускової апаратури. У застосовуваних в даний час асинхронних двигунів з короткозамкненим ротором (ротори з глибоким пазом, з подвійного і потрійного кліткою) пусковий струм становить трьох-чотириразову величину порівняно з номінальним струмом.

Конструкція двигунів для шахтних насосів повинна мати бризкозахищене виготовлення і вологостійку ізоляції обмоток і відповідати умовам безпеки у відношенні вибуху копальневого газу і пилу.

У приводі насосів головних водовідливних установок одержали поширення асинхронні електродвигуни серії А в нормальному виконанні, а також двигуни типу В АТ у вибухо- безпечному виконанні і АЗП - продуваються повітрям під надмірним тиском. На дільничних водовідливних установок застосовуються вибухобезпечні електродвигуни типу КО і МА.

Потужність двигуна насоса визначається за формулою

,

при цьому щільність води беруть р = 1000 кг/ .

Відношення фактичної потужності двигуна до розрахункової називається коефіцієнтом запасу потужності двигуна, = 1,1 ... 1,15.

Річна витрата енергії

Де відповідно ККД насосу, двигуна, ел.мережі, -кількість часів норм. притоку, днів норм. притоку, -кількість часів та днів макс. притоку.

Схеми управління водовідливними установками передбачають: місцеве і управління напівавтоматичне, при якому оператором дається тільки імпульс на пуск і зупинка насосів з місця установки їх або дистанційно; автоматичне керування, при якому пуск і зупинка насосів виробляються автоматично залежно від рівня води в водозбірнику.

Схеми автоматичного управління водовідливних установок забезпечують автоматизацію наступних процесів:

- заливку насоса і трубопроводу водою і пуск двигуна при досягненні водою в водозбірнику заданого рівня;

- пуск резервного насоса при підвищенні рівня води в водозбірнику до аварійного;

- відключення двигунів при зниженні рівня води в водозбірнику до заданого;

- відключення несправного насоса і включення резервного насоса;

- контроль подачі, нагрівання підшипників і електродвигунів;

- захист від пуску незалитого насоса, електричні захисту.

В установках з автоматичним керуванням можуть бути застосовані два способи запуску насосів: 1) при закритій засувці на напірному трубопроводі (засувка відкривається після закінчення розгону двигуна); 2) при відкритій засувці на напірному трубопроводі.

Основні переваги першого способу - плавне підвищення швидкості руху води в напірному трубопроводі, що виключає виникнення гідравлічного удару в трубопроводах високого тиску і великого діаметра, і невелика тривалість пуску.

Другий спосіб широко застосовується в установках середньої і малої подачі, причому рух води в зворотну сторону при зупинці насоса запобігає зворотним клапаном. Перевагами цього способу є швидкий запуск агрегату в роботу і порівняльна простота схеми автоматичного управління.

При автоматизації водовідливних установок найбільш складний вибір надійного способу заливки перед пуском насоса і трубопроводу водою.

Гідравлічні схеми автоматичних установок мають наступні варіанти: 1) постійно заповнений водою, тобто завжди готовий до роботи насос; 2) заповнення насоса і трубопроводу перед пуском; 3) насоси, що працюють з підпором.

Лекція 31

Енергоустаткування водовідливних установок.

Мета :

- Розглянути основи вибору двигунів та компенсування реактивної потужністі.

- розвити технічне мислення, розширити познання у техниці.

- виховати правильне відношення до техніки.

План:

1. Характер і значення реактивної потужності.

2. Форсировка збудження.

3. Компенсація за допомогою синхронних компенсаторів

Питання для самоконтролю:

1.Які особливості приводу водовідливної установки?

2.Якможна компенсувати реактивну потужність?

3. Скільки насосів передбачається встановити у головному водовідливі за ПБ?

Питання для самостійної роботи:

· Використання синхронних двигунів.

ЛІТЕРАТУРА.

Основна.

1. Хаджиков Р. Н. , Бутаков С. А. Горная механика. -М. : Недра, 1982.

2. Правила безпеки в вугільних шахтах. -Київ, 2005.

Додаткова.

3. Стационарные установки шахт под. общей редакцией Б.Ф.Братченко. М Недра 1977.

4. Хаджиков Р. Н., Бутаков С. А. Сборник примеров и задач по горной механике. - М. : Недра, 1989.

5. Бирюков В. М. и др. Техническое обслуживание и текущий ремонт стационарного оборудования. -М. :Недра, 1983

6. Лезнов Б. С. Энергосбережение и регулируемый привод в насосных и воздуходувных установках. – М.: Энергоатомиздат, 2006. – 360с.:

Характер і значення реактивної потужності синхронного двигуна визначаються величиною струму збудження в обмотці його ротора. На рисунку 7 приведена так звана U-образна характеристика синхронного двигуна, що представляє собою залежність струму статора I від струму збудження I в. При P = const. Ліва гілка кривої відповідає недозбудженню двигуна; в цьому режимі він, як і асинхронний, являє собою активне і індуктивне навантаження мережі. Права гілка кривої відповідає режиму перезбудження; в цьому режимі двигун являє собою активне і ємнісне навантаження, тобто працює не тільки як двигун, але і як компенсатор реактивної потужності. Мінімальне значення струму статора має місце при значенні cosφ=1.

З цих кривих випливає, що робота синхронного двигуна з точки зору теплового режиму з cosφ=1 можлива завжди, навіть при 100%-ому активному навантаженні на його валу. При цьому двигун не споживає з мережі реактивної потужності. Саме цим і пояснюється доцільність використання синхронних двигунів замість асинхронних тієї ж потужності у всіх випадках, коли це допускається технологією. У випадку, якщо двигун призначений для нормальної роботи в режимі перезбудження, тобто з так званим випереджаючим коефіцієнтом потужності, то він навіть при 100%-ому завантаженні активним струмом може компенсувати реактивне навантаження мережі. Номінальний струм збудження при даному навантаженні на валу двигуна і даній напрузі на його затискачах забезпечує найбільшу компенсуючу здатність двигуна.

Компенсуюча здатність синхронного двигуна характеризується відношенням реактивної потужності, що віддається двигуном в мережу (квар), до повної потужності двигуна (кВА). Її не слід підвищувати на тривалий час шляхом збільшення струму збудження понад номінального значення, щоб уникнути перегріву ротора. (Короткочасне збільшення струму збудження понад номінального – форсировка збудження – застосовується для підвищення стійкості, зниження коливань реактивної потужності та напруги в мережі, яка живить електроприймачі з резкозмінним графіком навантаження і для ряду інших цілей.) Єдино можливим шляхом збільшення компенсуючої здатності на тривалий період є зниження активного навантаження двигуна при незмінному струмі збудження, рівному номінальному. При цьому у разі необхідності (при зниженні реактивного навантаження в мережі) компенсуюча здатність може бути зменшена шляхом зменшення струму збудження.

Необхідність неповного завантаження двигуна для підвищення його компенсуючої здатності понад номінальної призводить до використання більш потужних, а, отже, і більш дорогих двигунів, ніж це необхідно з точки зору забезпечення технологічного процесу. У зв'язку з цим доцільність такого способу компенсації реактивної потужності повинна бути підтверджена техніко-економічними розрахунками.

Доцільна величина реактивної потужності синхронного двигуна визначається з умови мінімуму витрат на компенсацію; вона суттєво залежить від питомої витрати активної потужності на компенсацію (кВт/квар), що зветься питомими втратами активної потужності. Зі зменшенням номінальної потужності і частоти обертання синхронних двигунів величини питомих втрат значно зростають. Тому використання в ланцюгах компенсації тихохідних двигунів менш доцільно, ніж швидкохідних.

Використання синхронних двигунів тільки для компенсації допускається лише як виняток за спеціальним дозволом енергосистеми, тому що при цьому питомі втрати активної потужності на 1 квар виходять досить високими – у кілька разів більшими, ніж при використанні двигуна для приводу робочих механізмів. Це пояснюється двома обставинами. По-перше, в такому режимі всі втрати в двигуні, рівні втратам холостого ходу, можуть розглядатися як витрата активної потужності на вироблення реактивної. По-друге, синхронні двигуни, що не несуть активного навантаження, як і генератори, не можуть у зв'язку з розмагнічуючою реакцією якоря видати реактивну потужність, рівну їх повної номінальної потужності; при цьому гранична реактивна потужність ненавантаженого синхронного двигуна становить залежно від його конструкції тільки 60-80% його повної номінальної потужності [8].

Інший спосіб – це компенсація за допомогою синхронних компенсаторів, які представляють собою спеціальні синхронні машини, призначені тільки для вироблення або споживання реактивної потужності. Вони призначені тільки для генерації та споживання реактивної потужності. Вигідно застосовувати синхронні компенсатори, коли потрібно плавний і швидкодіючий засіб регулювання реактивної потужності та напруги в мережі. Найбільш широко вони застосовуються при наявності різкозмінного реактивного навантаження.

Лекція 32

Ремонт та експлуатація водовідливних установок.

Мета :

- Розглянути питання експлуатації та ППР водовідливу.

- розвити технічне мислення, розширити познання у техниці.

- виховати правильне відношення до техніки.

План:

1. Порядок догляду за роботою водовідливної установки.

2.Чищення труб трубопроводу.

3. Боротьба з агресивними водами.

4, ППР водовідливу.

Питання для самоконтролю:

1.Які особливості приводу водовідливної установки?

2.Чому трубопровод потребує чищення?

3.Як і засоби боротьби з агресивними водами ви знаєте?

Питання для самостійної роботи:

1, у чому заключається ППР водовідливу?

ЛІТЕРАТУРА.

Основна.

1. Хаджиков Р. Н. , Бутаков С. А. Горная механика. -М. : Недра, 1982.

2. Правила безпеки в вугільних шахтах. -Київ, 2005.

Додаткова.

3. Стационарные установки шахт под. общей редакцией Б.Ф.Братченко. М Недра 1977.

4. Хаджиков Р. Н., Бутаков С. А. Сборник примеров и задач по горной механике. - М. : Недра, 1989.

5. Бирюков В. М. и др. Техническое обслуживание и текущий ремонт стационарного оборудования. -М. :Недра, 1983

Водовідливні установка знаходиться у веденні головного механіка шахти.

Робота насосів повинна бути організована так, щоб всі насоси експлуатувалися, чергуючи їх у певному порядку. Графік добової роботи насосів будується з урахуванням можливості зупинки насосів у години вечірнього максимуму електричного навантаження.

Установка з місцевим управлінням обслуговується машиністами, що пройшли спеціальний курс навчання. У своїй роботі машиніст керується інструкцією, в якій вказані його обов'язки (прийом-здача зміни, пуск і зупинка насосів, спостереження за роботою установки, чистка всмоктуючих сіток і т. д.). Під час роботи установки машиніст повинен звертати увагу на наступне: кількість води, яка витікає з зливний трубки розвантажувального пристрою, повинна становити 3 ... 6 % від нормальної подачі насоса, а її підігрів порівняно з відкачуваної водою не повинен перевищувати 2 °С; при нормальній затягуванні сальников з них повинно випливати до 0,5 л/хв води; температура нагріву підшипників не повинна перевищувати 80 °С; великі коливання стрілок вакуумметра і манометра можуть бути викликані ефекту повітря через нещільності трубопроводу і явищами кавітації в результаті перевищення допустимої вакуумметрической висоти всмоктування і засмічення приймальної сітки.

На головних водовідливних установок необхідно вести "Книгу огляду та обліку роботи водовідливної установки".

У процесі експлуатації водовідливної установки на внутрішніх стінках трубопроводу відкладаються тверді опади, так як у воді містяться домішки - кремнезем, глинозем, окисли заліза.

Для очищення труб від опадів необхідно періодично спускати воду з ставу і промивати зверху струменем нейтральною води під тиском.

Очищення труб здійснюється також за допомогою пустотілих куль-їжаків або спеціальних снарядів, які переміщуються в трубопроводі під дією рухомої води і руйнують тверді опади на стінках труб. Для чищення труб застосовують шарошки, підвішені на канаті, які за допомогою лебідки кілька разів переміщаються по трубопроводу. При цьому опорне коліно трубопроводу повинна бути знята.

На шахті один раз на рік під час нормального припливу і один раз на рік під час посиленої припливу роблять виміри кількості води і її хімічний аналіз.

Ступінь насичення води солями кальцію і магнію вимірюється в градусах жорсткості. Під градусом жорсткості розуміють зміст 10 мг окису кальцію або 14 мг окису магнію в 1 л води. Вода до 10° жорсткості називається м'якою, а понад - жорсткою.