Потери энергии в насосах. Энергосбережение

Изучение режимов работы вентиляторов. Главные и вспомогательные вентиляционные установки. Их область применения Вентиляция на Сибайском подземном Руднике.

Вентиляторные установки как главного, так и вспомогательного проветривания работают на сеть с переменными параметрами – сопротивлением и необходимым расходом воздуха. Основными причинами, вызывающими изменение этих параметров, являются: развитие фронта горных работ, увеличивающее потребность в воздухе в 1,5 – 2,0 раза; сезонные колебания температуры воздуха, вызывающие изменение внутришахтной депрессии на 10 – 15 % от номинальной; изменение утечек и подсосов воздуха в процессе эксплуатации горного предприятия; работа в ремонтные дни, когда потребное количество воздуха уменьшается на 30 – 50 %; изменение суточного ритма работ, производство массовых взрывов, требующих значительной интенсификации проветривания [1].

Изменение параметров сети вентиляторных установок приводит к необходимости регулирования режимов их работы во время эксплуатации. Принято считать целесообразными диапазонами регулирования производительности вентиляторных установок 1:2 и давления 1:3 с принятием дополнительных мер для интенсификации проветривания после массовых взрывов.

Известны следующие способы регулирования вентиляторов:

1. Дросселирование потока воздуха в линии нагнетания или всасывания.

2. Изменение частоты вращения рабочего колеса.

3. Изменение направления потока перед входом в рабочее колесо.

4. Поворот лопаток или отдельных частей лопаток рабочего колеса.

Рис. 5.9. Характеристика вентилятора при дросселировании на всасывани

1. Дросселирование потока осуществляется введением в вентиляционную сеть дополнительного сопротивления (дросселя), устанавливаемого после нагнетательного патрубка вентилятора при нагнетательной вентиляции и перед всасывающим устройством вентилятора при всасывающей вентиляции. В первом случае регулирование сводится к изменению характеристики сети при неизменной характеристике вентилятора, при этом характеристики сети становятся круче (рис. 5.8.).

Подбирая величину сопротивления, можно перевести режим работы машины из точки а1 в точку а2 с другими параметрами давления и производительности, совпадающими с требуемыми или более близкими к ним. Во втором случае изменяется характеристика 1 вентилятора (рис. 5.9) при неизменной характеристике 3 сети. Новая характеристика вентилятора 2 будет лежать тем ниже, чем больше введенное сопротивление.

Изменяя степень сопротивления, можно получить ряд напорных характеристик. Таким образом, в данном случае изменение параметров режима достигается переводом вентилятора на новую характеристику. При характеристике 3 сети вентилятор имел режим работы в точке а. При введении сопротивления во всасывающую сеть его режим будет характеризоваться параметрами точки б.

2. Регулирование изменением частоты вращения ротора возможно при наличии регулируемого привода. Из теории подобия турбомашин известно, что при подобных треугольниках скоростей изменение частоты вращения колеса обусловливает изменение расходов по закону, близкому к линейному(Q’/Q = n’/n). Напоры при этом изменяются по закону, близкому к квадратическому, Н’/H =(п’/п)2. Изменяя в определенных пределах частоту вращения машины, можем получить ряд характеристик р = f (Q), каждая из которых будет лежать тем ниже, чем меньше частота вращения. В пределах полученного при этом поля характеристик (рис. 5.10) можно изменять расход и напор в любых соотношениях независимо от взаимной связи этих параметров, предписываемой характеристикой машины для расчетной частоты вращения.

Рис. 5.10. Универсальная характеристика турбомашины

3. Регулирование изменением направления потока на входе в рабочее колесо основывается на изменении скорости закручивания потока при входе в рабочее колесо и осуществляется специальным направляющим аппаратом. Этот аппарат представляет собой систему поворотных лопаток, устанавливаемых перед входом в колесо вентилятора. Посредством специального механизма все лопатки могут одновременно поворачиваться относительно своих радиальных осей. Профиль лопаток – плоский, плоско-выпуклый или дуговой. Лопатки изменяют направление воздушного потока, т. е. сообщают ему скорость закручивания. В результате этого изменяется напор вентилятора. Если в направляющем аппарате поток закручивается в направлении вращения колеса, давление и потребляемая мощность уменьшаются. При закручивании потока в обратную сторону давление возрастает.

Таким образом, изменяя направление потока в абсолютном движении на входе в колесо, можно получить ряд новых характеристик – Н =f (Q) для вентилятора при той же самой частоте вращения рабочего колеса. При регулировании этим способом изменение производительности и напора осуществляется переходом рабочей точки на новую характеристику машины, получаемую в результате закручивания потока перед колесом.

Глубина регулирования с помощью направляющего аппарата у центробежных вентиляторов меньше, чем у осевых вентиляторов.

4. Регулирование поворотом лопаток осуществляется в осевых вентиляторах, изменяя в определенных пределах угол установки лопаток рабочего колеса вентилятора, можем получить ряд характеристик р = f (Q), каждая из которых будет лежать тем ниже, чем меньше угол установки. В пределах полученного при этом поля характеристик (рис. 5.11.) можно изменять производительность и давление, и поворотом некоторых частей лопаток рабочего колеса в центробежных вентиляторах (рис. 5.12.).

Рис. 5.11. Аэродинамические характеристики осевого вентилятора при различных частотах вращения приводного электродвигателя

Этот способ особенно целесообразен для случаев, когда основным регулируемым параметром является давление за вентилятором. При изменении угла θ установки лопаток paбочего колеса (рис. 5.12) изменяется угол атаки σ, что приводит к изменению циркуляции Г вокруг лопатки. С увеличением угла атаки циркуляция рабочего колеса и давление вентилятора растут [1].

Рис. 5.12. Регулирование поворотом закрылков лопаток рабочего колеса: 1 и 2 – коренной и покрывной диски; 3 – неподвижная часть лопатки; 4 – закрылок лопатки; 5 и 6 – положения закрылка соответственно при отрицательном (θзакр ≤ 00) и положительном (θзакр ≥ 00) углах его установки

У центробежных вентиляторов конструктивно удается выполнить поворотными только хвостовые части лопаток – закрылки (см. рис. 5.12). При повороте закрылков 4 в сторону вращения рабочего колеса увеличиваются фактический диаметр D’’2 > D2 и угол выхода лопаток β2
(у назад загнутых лопаток).

При повороте закрылков 4 против вращения колеса его диаметр по лопаткам (D’’2 > D2), а также угол β2 уменьшаются. В первом случае давление, создаваемое вентилятором, увеличивается, а во втором случае – уменьшается.

Регулирование шахтных вентиляторов может вестись с использованием одновременно двух-трех способов, например, изменением положения лопаток направляющего аппарата и частоты вращения рабочего колеса.

Выбор того или иного способа регулирования вентиляторов должен решаться с учетом наибольшей его экономичности, простоты и удобства обслужив

 2.Ознакомление с режимами работы и правилами безопасной эксплуатации вентиляционных установок.

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

- К самостоятельной работе по ремонту и обслуживанию систем вентиляции допускаются:

- лица мужского и женского пола не моложе 18 лет;

- прошедшие специальное обучение;

- прошедшие медицинское освидетельствование и допущенные по состоянию здоровья работе;

-прошедшие вводный инструктаж и первичный инструктаж на рабочем месте.

-слесарь по ремонту и обслуживанию систем вентиляции обязан:

- не курить, не распивать спиртные напитки на рабочем месте;

- выполнять только порученную работу;

- изучать и совершенствовать методы безопасной работы;

- работать в спецодежде с применением средств индивидуальной защиты в соответствии с установленными нормами;

- уметь оказывать первую доврачебную помощь пострадавшему при несчастных случаях;

- соблюдать правила санитарной и личной гигиены;

- не принимать пищу на рабочем месте.

-работник несет персональную ответственность за нарушение требований инструкции в соответствии с законодательством Республики Беларусь.

2. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ПЕРЕД НАЧАЛОМ РАБОТЫ

- Привести в порядок спецодежду. Рукава одежды застегнуть у кисти рук, волосы убрать под головной убор, заправить свисающие концы одежды.

-внимательно осмотреть рабочее место, убрать вокруг все лишние предметы.

-убедиться в наличии ограждающих устройств движущихся частей и механизмов.

-убедиться в наличии и исправности заземления, отсутствии оголенных проводов.

-проверить исправность рабочего инструмента.

3. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ВО ВРЕМЯ РАБОТЫ

-при ремонте вентиляционного оборудования должны выполняться следующие требования:

- при отключении электродвигателя и остановке вентилятора на пусковом устройстве вывешивается табличка "Не включать - работают люди", а на воздуховодах - "Вентилятор в ремонте";

- запрещается производить работы до полной остановки вентилятора;

- отключение и подключение электродвигателя производится только дежурным электриком;

- при ремонте используются только исправные инструменты, приспособления и средства индивидуальной защиты.

-при ремонте и обслуживании взрывозащищенных вентиляторов, конструктивно связанных с оборудованием или встроенных в технологические схемыразмещенных во взрывоопасных помещениях, должны применяться инструменты и приспособления, исключающие искрообразование, а также переносные светильники с напряжением не выше 12 В во взрывозащищенном исполнении.

-ремонт систем вентиляции, обслуживающих помещения производств категорий А и Б, может производиться только после их очистки до безопасных уровней концентрации взрывопожароопасных веществ внутри вентиляционного оборудования.

-на двери вентиляционной камеры должны быть нанесены надписи:

- наименование помещения;

- условных обозначений, размещенных в камере вентиляционных агрегатов;

-двери вентиляционных камер должны плотно закрываться и запираться на замок.

-площадкина которых смонтировано вентиляционное оборудование и стационарные лестницы к ним, должны быть ограждены.

-вентиляционные камеры, площадки и другие места установки вентиляционного оборудования должны иметь электрическое освещение.

-регулирующие приспособления (шиберы, дроссель-клапаны, заслонки, регулирующие органы воздухораспределителей и др.) должны легко открываться и закрываться.

-всасывающие отверстия вентиляторов, не присоединенные к воздуховодам, должны быть защищены металлическими сетками.

-приводные ремни, соединительные муфты и другие вращающиеся детали

-запрещается снимать и надевать приводные ремни при вращении вала электродвигателя.

-при возникновении в производственном помещении пожара системы вентиляциидолжны быть отключены, за исключением подпора воздуха в тамбур-шлюзы помещений категорий А и Б.

-вентиляционное оборудование и воздуховоды должны быть заземлены.

-работающее вентиляционное оборудование должно быть немедленно отключено в случае:

- повышенной вибрации;

- появления ударов, постороннего шума;

- появления огня и дыма;

- выбивания удаляемого воздуха из вентилятора.

-вентиляционные установки, обслуживающие производственные помещения с возможным выделением из технологического оборудования вредных веществ включаются за 10 - 15 минут до начала работы оборудования.

4. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ В АВАРИЙНЫХ СИТУАЦИЯХ

- Немедленно прекратить работу при возникновении ситуаций, которые могут привести к аварии или несчастным случаям;

- отключить используемое оборудование;

- при возникновении пожара или загорания работник обязан:

-указав адрес объекта и что горит, и руководителю объекта;

- принять меры по обеспечению безопасности и эвакуации людей;

- приступить к тушению пожара с помощью имеющихся на объекте первичных средств пожаротушения;

- Оказать необходимую первую доврачебную помощь пострадавшему на производстве освободив его от действия травмирующего.

- При получении травмы на производстве немедленно обратиться в лечебное учреждение и сообщить о случившемся непосредственному руководителю.

5. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ПО ОКОНЧАНИИ РАБОТЫ

-проверить работу вентиляционной системы.

-тщательно убрать рабочее место и сообщить мастеру о замеченных недостатках в работе оборудования вентиляционной системы[11].

3.Пользование приборами учёта расхода воздуха.

Использование: в горной промышленности для измерения расхода воздуха, проходящего через шахту. Сущность изобретения: устройство включает прибор для измерения перепада давления и сопротивление, на котором измеряется перепад давления. Сопротивление выполнено в виде участка воздуховыдающего шахтного ствола со стабильным по сечению и длине участка потоком воздуха. Шкала прибора для измерения перепада давления отградуирована в единицах расхода воздуха.

Известен аппарат ИСВ-1 для измерения скорости движения воздуха, предназначенный для непрерывного технологического контроля скорости движения воздуха в выработках. Его действие основано на технологическом принципе, суть которого состоит в бесконтактном преобразовании скорости вращения армированной пермаллоем шестилопастной пластмассовой крыльчатки в электрический сигнал. Детектированный сигнал формируется в калиброванные импульсы постоянной амплитуды и длительности, частота следования которых несет информацию о скорости вращения крыльчатки. Счет импульсов производится интегрирующей цепочкой, постоянное напряжение на выходе которой пропорционально скорости движения воздуха. Аппарат ИСВ-1 состоит из первичного преобразователя с соединительным кабелем, измерительного преобразователя и блока питания. Скорость движения воздуха измеряется в диапазоне 0,5.8 м/с. Устройства устанавливаются в подводящих выработках [1] Недостатком указанных средств является большая погрешность измерения, вследствие, возникающих ошибок при определении сечения выработки и большой погрешности измерения расхода воздуха самих приборов, к тому же прибор ИСВ-1 измеряет скорость воздуха, проходящего через крыльчатку, но распределение скоростей потока по сечению выработки, как правило, неравномерное, следовательно, для определения расхода воздуха необходимо измерение средней скорости воздуха для всего сечения во многих точках. Если ведутся измерения расходов воздуха в выработках нескольких горизонтов, то необходимо приведение полученных значений к единой плотности воздуха (одному весу) для того чтобы реально определить полное количество воздуха проходящего через шахту.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство в виде сопла Вентури. Сопло Вентури состоит из профильной входной части, цилиндрической средней части и выходного конуса. Цилиндрическое отверстие непосредственно без радиального сопряжения переходит в конус. Угол выходного конуса сопла Вентури должен быть не менее 5^о и не более 30. Перепад давления следует измерять через кольцевые камеры. Заднюю камеру соединяют с цилиндрической частью сопла Вентури с помощью группы радиальных отверстий, диаметр которых должен быть не более 0,13 диаметра цилиндрической части, но не менее 3 мм (рекомендуемое значение 4-12 мм) [2] Недостатком известного технического решения является экономическая нецелесообразность установки сопла Вентури в выдающем вентиляционном стволе ввиду расходования материалов на его изготовление и технические сложности, связанные с движением подъемных сосудов в стволе, где установлено сопло Вентури.

             4. Изучение режимов работы насосов. Потери в насосах. Откачивание нейтральных, кислотных, щелочных вод. Области применения насосных установок, гидроэлеваторов. Изучение водоотлива на Сибайском подземном руднике.

Цель работы – изучение конструкции, принципа действия и определение напорных характеристик насосной установки по перекачке жидкостей.

 

Теоретические положения

 

Насосные установки широко применяются в народном хозяйстве. Это водоотливные установки шахт рудников, водоснабжение предприятий и жилых зданий, перемещение химических реагентов в химическом производстве, системы охлаждения двигателей внутреннего сгорания и многие другие. Типовая схема насосной установки представлена на рис.

Основным элементом насосной установки является насос 1. В большинстве установок это центробежный насос, который отличается большими производительностью и напором. Используются и объемные гидронасосы. Например, в системах смазки различных машин часто используются шестеренные насосы.

Насос из бака 2 перекачивает жидкость в бак 4 по всасывающему 3 и нагнетающему 5 трубопроводам, которые снабжены вентилями 6 и 7 соответственно, позволяющими регулировать производительность и напор установки.

Основными характеристиками насосной установки являются характеристика сети и характеристика насоса .

Характеристикой сети является уравнение, по которому определяется напор, необходимый для перемещения жидкости по трубопроводам насосной установки (подъема ее на нужную высоту, преодоления противодавления и сопротивления в трубопроводе) с заданной производительностью [1].

Для насосной установки, изображенной на рис. 6.1, уравнение характеристики сети имеет вид

где р_вх, р_вых – абсолютные давления соответственно на входе и выходе насосной установки; r – плотность перекачиваемой жидкости; Н_в и Н_н – геометрические высоты соответственно всасывания и нагнетания; k_трQ² – потери напора в трубопроводах сети, обусловленные потерями по длине трубопроводов и на местных сопротивлениях.

Потери энергии в насосах. Энергосбережение

Энергосбережение обретает все большую важность в современной промышленности. На решение проблем по экономии энергии выделяются серьезные ресурсы. Гидравлические системы - приводы и насосные станции, как правило потребляют значительное количество энергии. И, безусловно проблемы, экономии и снижения потерь все более значительны в современной промышленности.

---

Дата добавления: 2021-01-21; просмотров: 62; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!