DonNTU   Masters' portal

Abstract

Contenir

Présentation

Dans les dernières décennies, l'industrie du charbon a reçu tendance de développement intensif de l'évolution des horizons plus profonds de mines, accompagné d'un élargissement simultané des capacités de production. Cela a conduit Àune complication importante de tous les systèmes technologiques souterrains, y compris les installations assèchement de la mine avec une augmentation correspondante de la hauteur de la montée des eaux, les apports d'eau de la mine, la puissance et le nombre de coopérants unités de pompage, tandis que la détérioration importante des conduites d'aspiration de celui-ci et d'augmenter la teneur en solides dans la voie navigable. L'éminent, collectivement avec un certain nombre d'autres paramètres puissants particulières, des facteurs opérationnels, a conduit Àl'émergence d'un des problèmes très difficiles et complexes, et le drainage profond des mines inondées, ce qui nécessite une qualitativement nouvelles approches pour résoudre les grands défis scientifiques et technologiques constitutifs [1].

1. Pertinence du sujet

Avec la nécessité d'un certain nombre d'unités de pompage de mines fiables et rentables, y compris dans ceux avec une pression élevée et de débit, d'une importance particulière dans ce cas, c'est le problème de la justification et le soutien modes rationnels opérationnelles du système hydraulique. Une solution réussie implique, d'une part, la mise en place du général, ne dépendent pas de la puissance des plantes assèchement de la mine, les modes d'interaction des paramètres du système, la définition des zones rentables (UEM) modes de fonctionnement, et l'autre - la nécessité d'une forte diminution de l'intensité des paramètres de fonctionnement pour réduire celle-ci. Réaliser cela n'est pas possible sans l'élimination de la cavitation dans les pompes et le pompage des réservoirs de captage zashlamleniya, principalement Àla mine puits d'aspiration d'assèchement des plantes [1].

2. Le but et les objectifs de l'étude

Objectif est la sélection des programmes de travail du maitre et la justification des paramètres de base qui excluent des modes de cavitation.

Principaux objectifs de l'étude:

  1. prouver que le travail de l'unité de pompage avec une pompe À jet d'eau pour éviter la cavitation
  2. module Développement de calcul automatique des paramètres du système proposé
  3. Construire un système centrifuge À jet caractéristique.

3. Pompes centrifuges

La première pompe centrifuge pour le pétrole a été développé en 1916 par l'inventeur russe Armais Arutyunov. En 1923, Arutyunov émigré aux états-Unis, et en 1928 a fondé l'entreprise Bart Manufacturing Company, qui en 1930 a été rebaptisé "REDA Pump" (abréviation de Dynamo électrique russe de Arutunoff), qui depuis de nombreuses années a été le leader du marché des pompes submersibles pour la production d'huile. En URSS, une grande contribution au développement de pompes électriques submersibles pour le pétrole a fait bureau de conception spéciale pour la conception, les essais et la mise en luvre de pompes sans tige de profondeur (OKB NE) a été créé en 1950, fut l'un des fondateurs de l'OKB BN Bogdanov Aleksandr Antonovich.

Pompes centrifuges

Fig. 1 – Pompes centrifuges

Sont considérés comme le type le plus commun de machines hydrauliques et servent à l'alimentation en eau, les acides, les alcalis, les eaux usées divers boue de cendres, scories, tourbe, etc [2].

3.1 Principe de fonctionnement

Est de transférer l'énergie cinétique de rotation des particules de fluide de la turbine, situés dans l'espace entre les lames. En raison de cette action apparait lorsque la force de particules de fluide centripète F sont éjectés de la turbine dans le carter de pompe et en outre dans la partie centrale de la roue avec le vide, grace Àquoi il est aspiré nouvelle portion du fluide de travail, le processus se déroule sans à coup et de façon continue. Distinguer les pompes centrifuges à admission du milieu de travail dans le passé pondérées par pression de fluide sur les deux cotés de la roue à simple et double face. Il pompes multicellulaires, dans lequel le fluide de travail passe alternativement deux ou plusieurs roues à aubes, chaque étage reçoit l'énergie correspondant. La principale caractéristique des unités centrifuges est une dépendance directe de la pression, de puissance et d'efficacité et une hauteur minimale de puissance d'aspiration, ce qui, à son tour, pour différents types de pompes, consulter les graphiques correspondants, ou caractéristiques. Ainsi, le rendement de la machine centrifuge à une performance optimale de son travail prend la valeur maximum, puis décroit avec l'augmentation de la productivité. Assez de puissance pour faire fonctionner la pompe a un générateur diesel de 16 kW, mais l'histoire a d'autres exemples - aux etats-unis pour une pompe de Grand Coulee produites pompe centrifuge monocellulaire, la capacité de conception verticale de 139 000 m3 / h et une pression de 96 m avec une puissance électrique de 48 MW [2].

Principe de fonctionnement

Fig. 2 – Principe de fonctionnement (Animation est faite avec l'aide de GIF Animator. Consiste en 6 images avec l'intervalle en 1 000 ms.)

3.2 Cavitation

En développant les gisements de charbon dans un certain nombre de processus annexe occupe une place importante mine de drainage. Dans l'exploitation des centrales assèchement de la mine peut provoquer une cavitation dans les pompes centrifuges.

Cavitation est une discontinuité de l'écoulement du fluide de traitement qui se produit dans les parties du flux, ou la chute de la pression locale, en dessous d'une certaine valeur critique. Ce processus est accompagné par la formation d'une grande quantité de bulles rempli de vapeur et les gaz libérés à partir de la solution essentiellement liquide. Bubbles a beaucoup en commun avec le liquide bouillant dans le cadre de laquelle ces deux processus souvent identifiés, et comme une pression critique à laquelle la cavitation commence, considèrent que la pression de vapeur du liquide à une température donnée [3].

Cavitation

Fig. 3 – Cavitation dan la pompes

Les études de cavitation dans la pompe a été constaté que la présence de cavitation affecte le fonctionnement de la pompe, et cet effet dépend du degré de cavitation. Habituellement distinguer cavitation primaire, en partie développé, et est entièrement développé. Le terme "cavitation initial" correspond aux conditions dans lesquelles les premiers signes de cavitation: légère augmentation du bruit, l'apparition d'un petit nombre de bulles de cavitation qui forment la zone de cavitation instable. A ce stade, les performances de la pompe externe pratiquement inchangé. Cavitation en partie évolué est caractérisé par zone de cavitation stable. Il existe une augmentation locale de la vitesse d'écoulement, il existe un mouvement fluide secondaire. En raison de la perte hydraulique accrue du système est dégradée. Augmente considérablement le bruit. Cavitation Lorsqu'il sera pleinement développé se produit "l'échec" de la pompe. Extérieur dispose, il devient tout à fait inacceptable.

Des études ont montré que les pompes minières ont insuffisante recevable vide hauteur d'aspiration. Leur fonctionnement sans cavitation n'est possible que dans une gamme étroite de manches d'exploitation de la bordure gauche des caractéristiques de travail des manches légèrement au-dessus du pair. La nécessité d'une forte charge peut etre satisfaite par l'utilisation de pompes plus grandes tailles ou l'utilisation de pompes fonctionnant en parallèle. Frais de fonctionnement et de capital, tout en augmentant de façon spectaculaire. Meilleur répond à ces exigences et le système de pompes à jet centrifuges.

Détermination expérimentale des caractéristiques de la plante industrielle a montré qu'après l'équipement de son mode de cavitation de la pompe à jet est éliminée, et la livraison et l'efficacité augmentée. Augmentation de la disponibilité du système de remplissage de l'unité de pompage, qui est effectué par le fluide Àpartir de l'installation du tuyau d'évacuation dans les eaux de marche débit de la pompe à jet de pipeline. Dans ce cas, la pompe à jet est comprise dans le travail et remplit la pompe principale. Ceci élimine la nécessité d'un clapet de pied, l'un des éléments fiables de l'unité de pompage. En outre, l'utilisation de pompes centrifuges et de jet sur les principaux assèchement de la mine économiquement [3].

Conclusions

En raison de l'important développement des mines et de l'équipement minier, le thème de la protection de cavitation est très pertinente à notre époque. L'équipement de commande de régime actuel d'assèchement surtout pas controler de manière fiable les modes de fonctionnement des pompes, ce qui réduit l'efficacité du drainage. Constaté que les caractéristiques mécaniques de la station de pompage pendant le fonctionnement est influencé par de nombreux facteurs, mais ne sont pas toutes aussi importantes. Au cun de ces arguments ne peut etre retenu comme seul signal d'information qui est suffisant pour mettre en luvre une protection sans considérer d'autres options. Si vous implémentez cette ou toute autre protection doit etre prise en compte au moins les deux paramètres les plus importants pour des conditions spécifiques, et d'autres, moins importantes, devraient etre exclus de l'étude [4-5].

Ainsi, dans la poursuite des travaux sur ce sujet sera, un système d'auto-diagnostic, qui fournira la protection nécessaire et le controle des paramètres de fonctionnement de l'installation de drainage principal.

En écrivant l'uvre de ce maitre de l'essai n'est pas encore terminée. La réalisation définitive: Janvier 2014. Texte intégral des travaux et des matériaux sur le sujet peuvent etre obtenus auprès de l'auteur ou de son gestionnaire après cette date.

Liste des sources

  1. Развитие теории, обоснование и обеспечение рациональных режимов работы шахтных водоотливных установок [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.referun.com/n/razvitie-teorii-obosnovanie-i-obespechenie-ratsionalnyh-rezhimov-raboty-shahtnyh-vodootlivnyh-ustanovok.
  2. Принцип действия центробежных насосов [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.transportall.org/article/industrial/printsip-deystviya-tsentrobezhnykh-nasosov.html.
  3. Разработка схем и средств, исключающих кавитацию [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://masters.donntu.ru/2009/fema/samokhina/library/stat.htm.
  4. Кавитация [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://sites.google.com/site/kolloidnaahimia/sol-sol-zol-metody-polucenia-dispersnyh-sistem/kavitacia.
  5. Кавитация. Влияние, негативные и полезные свойства [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.nasosportal.ru/statyi/kavitatsiya.-vliyanie-negativnye-i-poleznye-svoystva/a.
  6. Стационарные машины и установки: Учебное пособие [Электронный ресурс]. – Режим доступа:http://window.edu.ru/library/pdf2txt/076/41076/18414/page11.
  7. Чем грозит кавитация [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.mnz1.ru/prod/681/index.html.