Татауровское угольное месторождение, разрабатываемое открытым способом разрезом «Восточный», характеризуется повышенной обводненностью, в связи с чем водопритоки в горные выработки весьма значительны при существенном их изменении в течение года. Откачка воды из системы дренажа карьерного поля в настоящее время обеспечивается двумя водоотливными установками открытого типа, каждая из которых оборудована тремя насосами марки Д 3200 – 75 (два рабочих насоса и один резервный).

При повышенных притоках воды в дренажную систему карьера трудно обеспечить достаточную емкость водосборников водоотливных установок для надлежащего демпфирования колебаний водопритоков. Эксплуатация насосов в этом случае будет характеризоваться частыми включениями и отключениями по мере заполнения и опорожнения водосборников. Такая эксплуатация насосов водоотлива, как известно, приводит к их быстрому выходу из строя, так как пуск и останов насосов сопровождаются переходными процессами, вызывающими повышенную вибрацию насосных агрегатов и интенсивный кавитационный износ их проточной части. Специальными исследованиями доказано, что режим эксплуатации насосов водоотлива может быть существенно улучшен при организации их работы «по притоку». Наиболее простым способом регулирования насосов является дросселирование нагнетания при помощи задвижки. Такой способ регулирования характеризуется ощутимыми потерями энергии. Эти потери энергии являются, как известно, минимальными при использовании относительно дорогого регулируемого электропривода.

Рисунок 1 – Анализ рабочих режимов насосов при регулировании дросселированием нагнетния

Исходным материалом для анализа эффективности применения регулируемого привода насосов водоотливной установки № 2 угольного разреза «Восточный» являются расчетно – статистические данные по среднемесячным притокам QВМ воды в водосборник установки.

На рис. 1 представлен графический анализ рабочих режимов насосов Д 3200 – 75 по месяцам года при их регулировании дросселированием нагнетания. Пунктирные кривые на рис. 1 отображают характеристики внешней сети насосов при различной степени дросселирования нагнетания. Цифры возле кривых соответствуют расчетным режимам работы насосов в соответствующие месяцы года.

Удельный расход электроэнергии, отнесенный единице объема перекачиваемой воды (кВт*ч/м3), рассчитывался по формуле:

На рис. 2 представлен графический анализ рабочих режимов насосов по месяцам года при их регулировании изменением их частоты вращения. Графические построения (рис.2) производились на основе теории подобия лопастных насосов. Определению необходимой частоты вращения насосов и пересчету гидромеханических характеристик предшествовало построение парабол сходственных режимов, проходящих через базовые точки с параметрами Qнi и Hci.

Рисунок 2 – Анализ рабочих режимов насосов при регулировании изменением их частоты вращения

При определении удельного расхода энергии учитывались потери энергии в частичном преобразователе электрического тока, КПД которого принят равным 0,92.

Выполненное сравнение показало, что применение регулируемого привода во всем диапазоне расчетных подач насоса обеспечивает снижение энергоемкости водоотлива.

Как показали расчеты, годовая экономия энергопотребления при применении регулируемого электропривода на водоотливной установке №2 угольного карьера «Восточный» может составить примерно 4,5 млн кВт/ч. При существующих тарифах на электроэнергию такая экономия позволит окупить затраты, связанные с приобретением частотно регулируемого электропривода, примерно за 3-3,5 года.

Список использованной литературы

1. Овешников Ю. М. Корректировка проекта вскрыши и отработки пласта I Татауровского месторождения до границ барьерного целика под рекой Ингода / Ю. М. Овешников – Чита, ЧГУ, 2007 г. – с. 45.
2. Гришко А. П., Шелоганов В. И. Стационарные машины и установки: Учебное пособие для вузов / А. П.Гришко, В. И. Шелоганов – М.: Издательство МГГУ, 2004 – 328 с.