Способ управления шахтными вентиляторами

4 110297Изобретение относится к проветриванию рудников и шахт вентиляторамиглавного проветривания и может бытьиспользовано для управления шахтными вентиляторами в вентиляционныхсетях с двумя и более вентиляторамиглавного проветривания.Известен способ управления шахтными вентиляторами, .заключающийсяв выработке сигнала необходимой величины производительности, измеренийфактической величины производительности, сравнении величин фактическойи заданной производительностей с определением их разности и регулированиявеличин депрессии и производительности вентилятора по текущей величинеразности сигналов 1.Недостатком такого способа является низкая точность регулированиявентиляционных параметров каждоговентилятора, вызванная наличиемсильной аэродинамической связи междуработающими вентиляторами и изменением эквивалентного аэродинамическогосопротивления шахтной сети,Наиболее близким к изобретениюявляется способ управления шахтнымивентиляторами, включающий регулирование депрессий вентиляторов 2,1.Недостатком этого способа является перерасход электроэнергии вентиляторами главного проветриванияна непроизводительные утечки воздуха в.шахтной вентиляционной сети,вызванные недостаточнои перестрой35кой и адаптацией параметров вентиляторов к изменяющимся в процессеэксплуатации параметрам шахтнойвентиляционной сети и отдельных ееааэлементов. П р и м е р, Осуществляется вентиляция рудника с помощью нагнетающего и всасывающего вентиляторовглавного проветривания. Общая депрессия вентиляторов, необходимая дляподачи в зону горных работ 200 м /своздуха, составляет 8,0 кПа.Аэродинамические сопротивленияпутей подсосов воздуха на всасывающем и нагнетающем вснтиляторах составляет 20,0 н с /м , что вызывает 15утечки воздуха около 102 от, производительности вентилятора. При управэлектрической мощности уменьшаетсядо 2138,5 кВт.Наименьшее общее потреблениеэлектроэнергии, равное 2138,3 .кВт,фиксируется при значениях депрессий вентиляторов: нагнетающего4,0 кПа, всасывающего 4,0 кПаПридальнейшем увеличении депрессиинагнетающего вентилятора до 4,5 кПаи снижении депрессии всасывающегодо 3,5 кПа общая потребляемая электрическая мощность начинает возрастать.Поэтому для дальнейшей работы выбирается значение депрессии нагнетающего вентилятора 4,0 кПа и всасывающего 4,0 кПа,Расчетные значения величин подсосов и утечек воздуха на вентиляторах и общей потребляемой электроэнергии при различных соотношенияхдепрессий вентиляторов указаны втабл, 1,Цель изобретения - уменьшенИе общих затрат электроэнергии на вентиляцию.Цель достигается тем, что соглас- "5 но способу управления шахтными вентиляторами, включающему регулирование депрессий вентиляторов, при регулировании депрессий вентиляторов осуществляют перебор возможных их соче таний с сохранением при этом заданного расхода воздуха, необходимого для проветривания, постоянно измеряют общие затраты электроэнергии на вентиляцию и устанавливают для 9 2дальнейшей работы соотношение депрессий вентиляторов с наименьшим общим потреблением электроэнергии. лении вентиляторами производитсяизмерение суммарной потребляемойэлектрической мощности и при регулировании депрессий вентиляторов осуществляется перебор соотношенийих депрессий. Например, первоначально депрессия всасывающего вентилятора установлена равной 300 мм вод.ст.Для подачи необходимого количествавоздуха, равного 200 м /с, депрессиянагнетающего вентилятора должнабыть установлена равной 5,0 кПа.В этом случае общее потреблениеэлектрической энергии составляетоколо 2139,4 кВт. Далее депрессиявсасывающего вентилятора устанавливается равной 3,5 кПа, а депрессиянагнетающего - 4,5 кПа. Потребление1102979 Та бли ца 1 Параметры вентиляторов Общая потребляемая электПроизводите:.ьность, м /с Депрессия, кПа рическая мощность, кВт Нагнетающего Всасывающего .Нагнетающего Всасывающего 6,0 2,0 2,5 3,0 5,0 4,5 3,5 4,0 4,0 2138,5 4,5 3,5 205,0 203,9 2139,4 5,0 3,0 производительностью вентилятора. Длякомпенсации изменения аэродинамических параметров вентиляционной сетипроизводится регулирование депрессийвентиляторов (например изменениемскорости вращения) . После этого выполняется последовательный переборвозможных сочетаний депрессий нагнетающего и всасывающего вентиляторов,укаэанных в табл. 2, с одновременным измерением общей потребляемойэлектрической мощности. В результатепоследовательного перебора для дальнейшей работы выбирается следующеесоотношение депрессий: нагнетающего2,0 кПа; всасывающего 6,0 кПа. Таблица 2 Общая потребляемая электрическая мощность кВт Параметрь 1 вентиляторов Депрессия, кПа Нагнетающего Всасывающе Нагнетающего Всасывающего 210,2 203,2 203,5 203,9 204,2 2180,1 2173,6 2167,8 2,0 6,0 209,8 209,4 208,9 2,5 3,0 5,0 2162,8 4,5 3,5"205,5 205,2 205,0 204,7 204,5 204,2 КПД вентиляторов при расчетах,принятых одинаковыми и равными 0,75.В процессе эксплуатации, вследствие разгерметизации надшахтного 30 здания нагнетающего вентилятора, утечки воздуха .возрастают и достигают величины 347 от производительности вентилятора, а аэродинамическое сопротивление путей утечек соответственно уменьшается до35 5,714 н с/мф. В результате увеличения утечек воздуха на вентиляторе изменяется количество воздуха, поступающего в шахту, и появляется разность между заданной и фактической 203,2 203,5 203,9 204,2 204,5 204,7 2142,7 2140,8 2139,9 2138,5 2138,31102979 Продолжение табл. 2 Общая потребляемая электрическая мощность, кВт Параметры вентиляторов Депрессия, кПа Производительность Нагнетающего Всасывающего Нагнетающего Всасывающего 4,0 4,0 208,4 204,5 2158,6 2155,2 2152,6 2150,8 2149,9 2150,0 2151,1 207,8 207,2 206,6 205,9 3,5 204,7 205,0 205,2 205,5 3,0 5,0 2,5 2,0 6,0 205,1 2057 6,5 1,0 7,0 204,2 205,9 Ти аж 427 Подписное агород, ул,Проектная,4 При изменении соотношения и вели чин депрессий работающих вентиляторов .зменяется распределение по вентиляционной сети непроизводительных утечек воздуха, вызывающих излишние потери электроэнергии. Также реально Зо проявляют себя все нелинейные зависимости, характеризующие работу вентиляторов (изменение общего КПД вентиляторной установки, затраты электроэнергии на работу вспомогательного электрооборудования, потери в линиях электропередач и др.) и изменение вентиляционных и аэродинамических параметров - термодинамические процессы сжатия или разря О жения в рабочем колесе вентиляторов, потери депрессии на трение, влияние естественной тяги и др. Измерение общей фактической потребляемой электроэнергии позволяет оценивать 45 результирующее проявление всех сложных нелинейных зависимостей и определять вентиляционный режим, при котором они дают оптимальное по энергозатратам сочетание.50Перебор возможных соотношений депрессий вентиляторов может производиться одновременным изменением депрессий всех вентиляторов главного проветривания или путем последователь ного изменения депрессий каждогоВНИИПИ Заказ 4921(25филиал ППП "Патевт 11, г, У вентилятора в отдельности (напримерпутем увеличения на заданную ступеньрегулирования депрессий нагнетающихвентиляторов и последующего сниженияна необходимую величину депрессийвсасывающих вентиляторов). Переборвозможных соотношений депрессий вентиляторов может оканчиваться послеопределения соотношения, обеспечивающего наименьшее потребление электроэнергии, Момент достижения такогосоотношения характеризуется тем,что переход от него к любому другомусоотношению депрессий работакицихвентиляторов вызывает увеличениеобщего количества потребляемой электроэнергии. Перебор возможных соотношений депрессий вентиляторов может производиться по специальной отдельной команде или же автоматически при отклонении фактического количества и поступающего в шахту воздуха от заданного, Интервал времени между последующими переборами возможных соотношений депрессий вентиляторов по специальной отдельной команде может устанавливаться, исходя из ритма вентиляционного режима шахты н изменения во времени величины заданного количества воздуха.