Основные положения по автоматизации водоотливных установок

Водоотливные установки являются одним из главных объектов ав­томатизации, поскольку процесс водоотлива связан со значительными энергетическими и экономическими затратами.

Технология горных работ предусматривает применение участкового, проходческого, зумпфового и главного водоотливов.

В зависимости от глубины шахты, горных и гидрологических условий на шахтах находят применение различные технологические схемы шахтного водоотлива: одноступенчатые, многоступенчатые (с промежуточным водосборником или последовательно включенными насосами), параллельная работа насосов на один трубопровод, с принудительной заливкой насосов перед пуском или углубленной насосной камерой.

Независимо от технологической схемы водоотлива существуют общие задачи автоматизации водоотливных установок:

- высвобождение обслуживающего персонала;

- повышение надежности и безопасности горных работ;

- обеспечение оптимальных режимов работы насосов за счет регу­лирования их производительности.

С позиций управления и экономической эффективности процесс ав­томатизации водоотливных установок развивается двумя этапами. Первый этап - автоматизация процесса пуска и остановки насосов в функции уровня воды в водосборнике.

Второй этап - автоматическое управление насосом в целях обеспечения оптимальных режимов работы водоотливной установки.

Экономическая эффективность первого этапа автоматизации обеспечивается высвобождением обслуживающего персонала. На втором этапе автоматизации эффективность достигается:

а) упрощением гидравлических и электрических схем водоотлива, т.к. не требуется заливочных систем и сложных программирующих устройств;

б) сокращением емкости водосборников на 30-50%;

в) сокращением на 35-75% мощности электродвигателей и произво­дительности насосов;

г) повышением надежности водоотливных установок, т.к. известно, что около 80% всех отказов возникает в момент пуска насосов в работу;

д) снижением количества модификаций насосов за счет увеличения рабочей зоны промышленного использования насосов.

В настоящее время основное внимание уделяется первому этапу автоматизации. В соответствии с требованиями первого этапа автоматизации аппаратура управления должна обеспечивать три вида управления: автоматическое, местное (в камере водоотлива) и дистанционное (от диспетчера). Функции управления должны включать в себя:

- автоматическое включение и отключение насосов в зависимости от уровня воды в водосборнике (верхний, нижний, аварийный);

- автоматический последовательный пуск и отключение электродвигателей при параллельной работе нескольких агрегатов;

- автоматическое включение резервных насосных агрегатов при выходе - из строя работающих агрегатов;

- автоматическое отключение насоса, включенного диспетчером при достижении водой нижнего уровня;

- автоматическую заливку насосов;

- автоматический контроль за работой насоса и отключение его, если он не развил необходимой производительности или в установке возник отказ;

- сигнализацию на пульт диспетчера о состоянии установки (звуковую и световую);

-блокировки, запрещающие повторное включение отказавшего насоса без вмешательства обслуживающего персонала.

В горной и других отраслях промышленности получило широкое распространение несколько типов аппаратуры автоматизации: АВ-5, АВ-7 -для участкового водоотлива; АВО-3 - для одиночного водоотлива; АВН-1м, УАВ, ВАВ - для главных водоотливов шахт и рудников. В настоящее время для автоматизации водоотливных насосов, оборудованных асинхронными двигателями с к.з. ротором, выпускаются из этого перечня комплексы ВАВ и УАВ, имеющие различные модификации.

 

Принцип работы схемы АВН-1м

Аппаратура АВН-1м включает в себя аппарат управления насосами АУН-1м, блок генераторов БРУ-2 и сигнальное табло СТВ. Действие аппаратуры автоматизации основано на отработке электрических сигналов от датчиков контроля и выдаче соответствующих сигналов на исполнительные и сигнальные устройства.

Программа длительности и последовательности всех операций по управлению насосами заложена в моторном реле времени. Оно состоит из синхронного двигателя СД и 10 контактных дисков, вращающихся от двигателя через зубчатую передачу. С каждым из дисков, имеющим оп­ределенную форму профиля боковой поверхности, связано механически по 1 -2 контакта, замыкающихся или размыкающихся при определенных угловых положениях контактных дисков. Полный оборот дисков происходит за 8 минут, т.е. на все операции по пуску в работу одного насоса отводится 160 секунд.

В исходном положении переключатель режимов управления П находится в положении «А» (Автоматическое управление), а переключатели насосов 1П, 2П, ЗП, - в положении «Р» (Работа насоса).

После включения питания двигатель моторного реле времени является исходным перед пуском каждого насоса. При этом включается сигнальное реле 2Р и своим замыкающим контактом включает промежуточное реле РП, которое в свою очередь включает сигнальную лампу ЛЗ, указывающую на исправность сигнальных цепей.