Эффект введения автоматического контроля на работу компрессорной станции акционерного общества мрамор-гранит Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

© Н. Стефанова, М.Н. Матеев, 2003

УАК 622.23.05

Н. Стефанова, М.Н. Матеев

ЭФФЕКТ ВВЕАЕНИЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ НА РАБОТУ КОМПРЕССОРНОЙ СТАНЦИИ АКЦИОНЕРНОГО ОБЩЕСТВА "МРАМОР-ГРАНИТ"

Добыча, обработка и реализация облицовочных камней (гранит, сиенит и риолит) являются предметом деятельности акционерного общества МРАМОР-ГРАН ИТ. Добыча гранита и сиенита осуществляется на карьерах “Первое мая” и “Бызго-вец”, а риолита - на карьере “Лешниковци”.

Первые два карьера находятся на западных склонах горы Витоша, а третий - у самой болгароюгославской границы. Цеха для обработки (резание и шлифование) облицовочных камней, складовая база и вспомогательное хозяйство находятся недалеко от Софии, в деревне Владая.

Акционерное общество МРАМОР-ГРАНИТ реализует свою продукцию (обработанные плиты из гранита, сиенита и риолита, бордюры на гранита и сиенита, брусчатка и бутовый камень) в стране и за границей: в Германии, Австрии, а в последние годы и в Греции.

До 1990 г. на вышеупомянутых карьерах осуществлялась интенсивная добыча каменных блоков. Надо отметить, что для гранита были использованы взрывные работы, а для риолита установки канатного резания. При заказах на обработанные мраморные плиты мрамор доставляется другими предприятиями.

Гранитные и сиенитные бордюры, брусчатка и бутовый камень, как и элементы предназначенные для каменной облицовки, производятся на территории карьеров из нестандартных (малогабаритных) скальных обломков и блоков. Для производство заготовок вышеупомянутых изделий (без бутового камня) используются пневматические молоты, а для достижения

желаемых форм и размеров -ручные молоты и шила.

В настоящий момент Акционерному обществу МРАМОР -ГРАНИТ трудно осуществлять добычу и производственную деятельность из-за того, что карьеры “Первое мая” и “Бызговец” находятся в рамках Национального парка Витоша после расширения его территории. Уже начались переговоры с Министерством окружающей среды и водных ресурсов с целью исключить эти два карьера из национального парка.

Пока в производстве употребляются только скальные обломки из насыпи гранитных карьеров. Эта обстановка предопределяет сокращение добычи, а также и производственной и торговой деятельности общества, ограничивает его возможности в поддержании и обновлении наличной механизации. При этой ситуации технические решения, обеспечивающие снижение производственных расходов, имеют первостепенное значение.

В настоящем докладе рассмотрены предварительные результаты реализации решения, имеющего целью снижение расхода электрической энергии на карьере “Первое мая” посредством автоматизации управления ее основного электропотребителя - компрессорной станции. Эта задача была разработана по договору, заключенному между научноисследовательским сектором Горно-геологического Университета имени “Святого Ивана Рильского” и Акционерным обществом МРАМОР-ГРАНИТ.

В самом начале компрессорная станция была оборудована пятью двухступенчатыми поршневыми компрессорами типа “Борец - 10/8”, подающие сжатый воздух в общий резервуар. Привод каждого компрессора состоит из клиноременной передачи и асинхронного коротко замкнутого электродвигателя

Рис. 2. I. Пускатель “звезда-треугольник” (АПМ-200); І.1 - главный контактор (KN) пускателя; I.2 и I.3 -переключающие контакторы (Кп и К) пускателя; I.4 - реле времени топлинное; I.5 - реле топлинное; II. - Перевключатель режимов; II.1 -Двупозиционный пакетный перевключатель; II.2 - клеммы электрические; II.3 - реле междинное (РМ); III. - Регулятор давления (РН); III.1 и III.2 - механическая, респ. - электрическая част регулятора давления; III.2.1 - включатель конечний

(КИ); III.2.2 -клеммы электрические; F - результантная прижимающая сила, создаваемая механической части регулятора давления

типа АМ-92-6, номинальной мощностью 75кШ, при частоте вращения 950 шт -1 и напряжении 380 V.

Охлаждение компрессоров обеспечено общим водным резервуаром по открытой схеме, при этом движение жидкости осуществляется на принципе гравитации. Пуск двигателей и их защита от перегрузки осуществляется автоматическими масляными пускателями “звезда/треугольник” типа АПМ - 200, которые предназначены для применения при напряжении до 500 V номинальная сила тока- 200 А. Участие входных, междинных и исполнительных элементов пускателя в его силовой и оперативной цепях, показано соответственно на рис. 1а и рис. 1б.

В данный момент в компрессорной станции только два компрессора - один действующий и один запасной. Существующее состояние и режим эксплуатации пневматического стопанства карьера характе-ризируются следующими показателями и особенностями:

• число одновременно работающих потребителей (пневматические молоты) - 5-7

• настройка предохранительного клапана воздушного резервуара по проекту: 6,5 а1;

• у элподстанции карьера не было электросчетчика на выводе, питающем компрессора;

• на карьере работают на одной смене, а режим компрессора - продолжительный. Компрессор включается через час после начала смены и работает в течение трех часов. При уменьшенном потреблении сжатого воздуха предохранительный клапан воздушного резервуара приводится в действие и выпускает лишний воздух в атмосферу;

• техническое обслуживание и ручное управление компрессора выполняются оператором. Он обязан тоже обслуживать и содержать в хорошем состоянии все остальные компоненты пневматического стопанства.

Все это показывает ясно, что при ручном управлении пускатель “звезда/треугольник” АПМ-200 обеспечивает двухступенчатый пуск компрессорному двигателю при нулевом избыточном давлении (р = 0 ) в воздушном резервуаре.

Введение частичного автоматического управления компрессора сообразно критерия “величина давления (р ) сжатого воздуха” предполагало изменение рабочего режима электродвигателя с продолжительного до повторного кратковременного, а также и уточнение

нижней границы избыточного давления р гран в воздушном резервуаре, при котором все еще возможен успешный пуск элпривода компрессора. Для того чтобы постичь первую цель понадобилась изменение и дополнительное оборудование оперативной цепи пускателя АПМ-200 (см. рис. 2) с новыми электромеханическими узлами, а для того что бы достичь вторую цель -проведение пробных пусковых процессов (было установлено что р гран = 3 а^.

Введение электромеханического узла “переключатель режимов” (см. поз. II рис. 2) дает возможность для альтернативного управления компрессора: ручное (в качестве аварийного) и автоматического (в качестве рабочего). Введение узла “Регулятор

Рис. 6

давления (РН)”, электрическая часть которого показана как поз. 111.2 на рис. 2, обеспечивает поддержание р в границах рт1п < р < ртах . Совместно с

руководством общества было принято что рт1п = 2,5а/, а ртах = 6а/. Это настройка РН совершилось в лабораторных условиях.

В связи с уточнением состояния воздухопроводной сети (утечка воздуха), так как и для проверки действия предохранительного клапана воздушного резервуара при ручном управлении были установле-

Р 1аи

О 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 НтШ]

Рис. 8_______________________________________________

ны следующие зависимости (отсчет через 30 секунд, см. рис. 3):

р=/ (/) - в условиях работающего компрессора и отсутствия потребителей р = /2 () - в условиях выключенного компрессора и отсутствия потребителей Характеристика кривых показывает наличие значительных утечек из-за преждевременного действия предохранительного клапана резервуара. Утечка начинается еще при 4 а!, а это мешает сжатому воздуху достичь своей номинальной стоимости (6а!) даже после 26-ой минуты пуска. Построенная кривая (рис. 4) р = / (/) показывает изменения рабочего

давления сжатого воздуха при работе компрессора с семью пневматическими молотами. После обработки кривой получается средняя стоимость (рср. =5,345 а!) воздушного давления в периоде наблюдения.

Показанная кривая (рис. 5) р = /4 (), полученная

при пуске и работе компрессора после ремонта и новой настройки предохранительного клапана (и при отсутствия консумации сжатого воздуха) подтверждает нормальную работу последнего: давление в резервуаре увеличивается с 0 до 6а! за 16,5ш1п, а срабатывание клапана, при 6,8а^ наступает после 21 ш1п.

Для того чтобы определить расход элэнергии компрессорного двигателя при ручном и автоматическом управлении был использован пишущий ваттметр “Ша^ед - 10” после его предварительного тарирова-

ния. Часть подготовленных для обработки записи ваттметра которые были сделаны при ручном управлении, показаны на рис. 6. Характеристика кривых N = f(t) изменяется в зависимости от числа и степени нагрузки рабочих потребителей, но на этом этапе она не являлась объектом исследования.

Анализ полученных результатов относительно сменного расхода энергии при ручном управлении компрессорного привода в течение 7 смен показывает что он колеблется с 161 до 219 kWh.

На рис. 7 показана запись зависимости N =f (t) при автоматичном управлении компрессорного привода и отсутствия рабочих потребителей сжатого воздуха, а на рис. 8 - графическое выражение зависимости p = f () , построенное на основании показании манометра при одной и тоже нагрузки и вида управления компрессора.

Эти две кривые иллюстрируют нормальную работу схемы и аппаратов, осуществляющих автоматического управления компрессорного привода.

На рис. 8 видно, что включение и выключение компрессора осуществляется устойчиво при макси-

мальной (р тах=6а!) и минимальной (р т1п=2,6а!) стоимости давления в воздушном резервуаре.

На рис. 7 видно, что после окончания начального цикла (Тн) остаток время работы компрессора за одну смену (!к) делится на равные циклы (Т). В этом случае соотношение между компонентами цикла Т1 и 0 осталтся неизменным (здесь !к и 0 обозначают соответственно время для работы и простоя компрессора в течение одного цикла).

При совместной работе автоматизированного компрессора и потребителей сжатого воздуха продолжительность Тн, Т, ^ 0 так как и число циклов включение - выключение в рамках !к, будет изменяться в зависимости от числа и нагрузки потребителей. Измерение при этих режимах предстоит, потому что разработка темы будет окончена весною 2003 г. из-за демонтажа измерительной аппаратуры в начале зимы.

По окончание функциональных испытании, с 06 ноября 2002 г., система автоматического управления компрессора работает в промышленных условиях без дефектов.

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ

Стефанова Нели Н., Матеев Матей Н. - Горно -геологический университет “Св. Иван Рилски”, София.

© А. Лютыньский, 2003

YAK 622.23.05

А. Лютыньский

ПРОМЫШЛЕННЫЕ ИССЛЕАОВАНИЯ СКРЕБКОВОГО КОНВЕЙЕРА, РАБОТАЮЩЕГО В ЛАВЕ

1. Введение

Последствием модернизации польской каменноугольной промышленности является концентрация добычи, что характеризуется значительным увеличением добычи из одной лавы. В течение последних двух лет при той же самой добыче угля составляющей почти 100 млн тонн в год число добычных лав уменьшилось на 10%. Кроме того, число добычных лав производительностью меньше 2000 тонн в сутки уменьшилось с 50 до 39,5%, а

число лав производительностью свыше 4000 тонн в сутки увеличилось с 11 до 17%. Необходимо отметить, что концентрация добычи требует оснащения лав новейшими, высокопроизводительными и надежными машинами для добычи и транспортирования угля. Многие изготовители горных машин предлагаются разные технические решения, которые требуют проверки в реальных условиях эксплуатации, а также требуют специальных исследований, позволяющих дать объек-

тивную оценку их пригодности для польских шахт.

В настоящей работе будут описаны результаты исследований скребкового конвейера, эксплуатируемого в лаве каменноугольной шахты «Пяст», являющейся одной из современнейших и самых больших польских шахт.

Целью проводимых исследований - оценка условий эксплуатации скребкового конвейера, а также работы его привода СБТ 30 фирмы ОБТ. Особенно внимание уделялось анализу интенсивности работы конвейера, нагрузки на его количество включений привода и надежности работы его основных узлов.

2. Описание объекта исследований и условий его работы

Исследованиям проводились на скребковом конвейере 4 НБ 260 фирмы ОБТ, длиной 200 м, со сварной круглозвенной цепью 42/46 и имеющего боковую раз-