Авторы: Волочай М. С., Скоробогатова И.В.
Источник: Автоматизація технологічних об’єктів та процесів. Пошук молодих. Збірник наукових праць ХІII науково-технічної конференції аспірантів та студентів в м. Донецьку 14-17 травня 2013 р. - Донецьк, ДонНТУ, 2013. – 441 с.
Калориферные установки относятся к жизненно важным объектам угольных шахт.
Для предотвращения обмерзания ствола, подъёмных сосудов и канатов, а также создания нормальных климатических условий для работающих людей воздух, подаваемый в шахту в холодное время года, подогревается в калориферных установках [1].
На шахтах используют калориферные установки двух типов: со специальным вентилятором и безвентиляторные, в которых прохождение воздуха через калориферы происходит за счёт разрежения, создаваемого вентилятором главного проветривания. В технологической схеме калориферных установок шахт обычно используют водяной и паровой калориферы. Воздух, проходя водяной, а затем паровой калориферы, прогревается до температуры 50 – 600 С, после чего доводится до температуры 10 – 160 С путём смешивания с наружным воздухом в специальной смесительной камере и нагревается специальными вентиляторами в ствол или, как в большинстве случаев, засасывается вентилятором главного проветривания.
В соответствии с Правилами безопасности в угольных и сланцевых шахтах $164 при стволах и штольнях с поступающей струёй воздуха должны быть калориферные устройства, обеспечивающие поддержание температуры воздуха не менее +2 0С в 5 м от сопряжения канала калорифера со стволом (штольней). При неудовлетворительной работе калориферных установок может наблюдаться обмерзание стволов. Эксплуатация подъемных установок в таких условиях усложняется, так как резко увеличивается вероятность зависания сосудов на проводниках, покрытых слоем льда.
Одной из актуальных задач в области автоматизации калориферных установок является задача усовершенствование средств регулирования подачи теплого воздуха, а также измерение воздуха в стволе шахты.
Существующие системы автоматического управления имеют ряд недостатков и недоработок, усовершенствование их является актуальной задачей на сегодняшний день [2].
Стабилизация температуры в стволе шахты калориферной установки может быть достигнута по трем вариантам:
Управляемым параметром шахтной калориферной установки является температура в стволе шахты, управляющими – расход теплоносителя и атмосферного воздуха, возмущающими – влажность, запыленность (определяются особенностью месторасположения калориферной установки), изменение температуры теплоносителя, изменение температуры холодного воздуха.
Температура измеряется термопреобразователем сопротивления медным типа ТСМ- 1187. Давление и расход теплоносителя и воздуха измеряются манометром и дифманометром
Для автоматизации шахтных калориферных установок применяются следующие виды аппаратур: АКУ-63, АКУ 3.1.1 М (для районов с холодным климатом, для шахт, имеющих мощные калориферные установки), АКУ 3.2.1М (для районов с умеренным климатом, для маломощных калориферных установок) [3].
На рисунке 1 обозначено: t – датчик температуры; h – датчик уровня; Qv – датчик расхода воздуха; Qt – датчик расхода теплоносителя; G - блок питания; DD1 – микроконтроллер; DA1…4 – оптопары; K1…4 – реле; R1…8 – резисторы.
Сигналы с датчиков поступают на порты соответствующие порты микроконтроллера, который, сравнивает полученные сигналы с заданными значениями, соответствующими нормальному функционированию калориферной установки. С микроконтроллера сигнал поступает через оптопары, которые служат для гальванической развязки, на реле и на исполнительные механизмы (ляды, задвижки и т.д.).
Анализ аппаратуры управления подогревом воздуха в стволе шахты показал, что у существующих САУ калориферной установкой имеется ряд недостатков, а именно: значительное время запаздывания, устаревшие элементы и недостаточная точность. Таким образом, для устранения этих проблем предлагается перевести аппаратуру на современную микроэлектронную базу (рис. 1).
Перечень ссылок