Раздел 4. Шахтные пневматические установки.

Тема 23. Основы теории сжатия воздуха.

Назначение и общее устройство пневматических установок. Разновидности компрессоров. Устройство и принцип действия поршневого компрессора.

Рабочие процессы в одноступенчатом компрессоре. Теоретический процесс сжатия воздуха в компрессоре. Изотермический, адиабатный, политропный процессы сжатия воздуха. Параметры, характеризующие их. Анализ процесса сжатия. Действительный процесс сжатия воздуха в компрессоре. Коэффициенты вредного пространства, объемный и подачи.

Многоступенчатое сжатие воздуха. Охлаждение воздуха при сжатии. Определение производительности мощности двигателя компрессора.

Литература.

Основная: [1, с.147-162]; [2, с. 133-136]; [3, с. 153-155]

Дополнительная: [4, с. 154-158]

Методические указания

Перед изучением этой темы необходимо повторить основные положения и законы термодинамики, определяющие состояние и процессы изменения газов, величины, характеризирующие состояние газов и их взаимосвязь.

Далее следует изучить схемы одно- и двухступенчатых компрессоров, диаграммы теоретического и действительного процессов в этих компрессорах, уяснить отличия теоретического от действительного процессов, параметры, характеризирующие процесс сжатия.

При изучении способов охлаждения воздуха при сжатии необходимо учитывать, что согласно требованиям правил технической эксплуатации охлаждающая вода должна подаваться по замкнутому циклу.

Вопросы для самопроверки

1. Для чего предназначена и как оборудована шахтная пневматическая установка?

2. Чем отличается действительный процесс сжатия воздуха в поршневом компрессоре от теоретического?

3. Какими величинами характеризуются процессы сжатия и как они связаны между собой?

4. Как устроен двухступенчатый поршневой компрессор?

5. Чем вызвано многоступенчатое сжатие воздуха в поршневых компрессорах?

6. Чем вызвана необходимость охлаждения воздуха в компрессоре?

Тема 24. Поршневые компрессоры.

Классификация поршневых компрессоров. Конструкции поршневых компрессоров. Основные конструктивные узлы поршневых компрессоров. Требования правил безопасности при техническом обслуживании поршневых компрессоров. Регулирование производительности поршневых компрессоров.

Практические занятия

Изучение устройства поршневого компрессора. Определение производительности поршневого компрессора по размерам цилиндра.

Литература.

Основная: [1, с.162-172]; [2, с. 138-141]

Дополнительная: [4, с. 158-169]

Методические указания

Шахтные стационарные компрессорные станции оборудуются, как правило, двухступенчатыми поршневыми компрессорами двойного действия. Особое внимание следует уделить преимуществам оппозитной схемы расположения цилиндров в компрессорах 4М 10-100/8 и 2М 10-50/8 и прямоточных клапанов.

При изучении способов регулирования нужно уяснить необходимость регулирования и более детально изучить способ регулирования перепуском воздуха из полости сжатия в полость всасывания (того же цилиндра). По Сборнику инструкций и других нормативных документов по технике безопасности для угольной промышленности (М., Недра, 1978) изучить Правила Устройства и безопасной эксплуатации стационарных компрессорных установок, воздухопроводов и газопроводов.

Вопросы для самопроверки

1. По каким признакам классифицируются поршневые компрессоры?

2. Как устроен компрессор двойного действия? Его отличия от компрессора простого действия.

3. Как устроена передвижная компрессорная станция?

4. Требования правил безопасности к передвижным компрессорным установкам.

5. Как регулируется производительность и давление в поршневых компрессорах? Достоинства и недостатки каждого способа.

6. Как регулируется производительность компрессора 4М 10-100/8?

7. Как регулируется давление в передвижных компрессорах?

Тема 25. Винтовые компрессоры.

Назначение, общее устройство и принцип действия винтовых компрессоров. Конструкции винтовых компрессоров. Преимущества и недостатки перед другими типами компрессоров. Перспективы дальнейшего применения. Требования правил безопасности при техническом обслуживании винтовых компрессоров.

Практические занятия

Изучение устройств винтовых компрессоров (ЗИФ-ШВ-5; 6 ВКМ).

Литература.

Основная: [1, с.172-175]; [2, с. 149-154] [3, с. 153-155]

Дополнительная: [4, с. 181-183]

Методические указания

Винтовые компрессоры, как и поршневые, относятся к группе объемных машин. Они получили распространение в качестве передвижных. В подземных выработках вместо компрессорной станции ШВКС-5 применяется передвижной компрессор ЗИФ-ШВ-5. Поэтому при изучении этого компрессора следует сравнить его с поршневым, обратить внимание на его преимущества и недостатки, допустимую температуру сжатого воздуха и назначение масла.

Вопросы для самопроверки

1. Из каких элементов состоит передвижная компрессорная станция ЗИФ-ШВ-5?

2. Устройство и принцип работы винтового компрессора.

3. Достоинства и недостатки винтовых компрессоров.

Тема 26. Турбокомпрессоры. (1 час)

Назначение, устройство и принцип работы турбокомпрессора. Характеристика турбокомпрессора. Конструкции турбокомпрессоров. Явление помпажа. Противо-помпажная защита. Регулирование производительности турбокомпрессоров. Преимущества и недостатки турбокомпрессоров. Область применения. Правила безопасности при работе с турбокомпрессорами.

Практические занятия

Изучения устройства турбокомпрессора.

Литература

Основная: [1, с.175-190]; [2, с. 141-149]; [3, с. 153-155]

Дополнительная: [4, с. 168-178]

Методические указания

Турбокомпрессоры относятся к центробежным турбомашинам. Поэтому перед изучением этой темы необходимо повторить устройство и принцип действия центробежной турбомашины (тема 1), а также центробежные вентиляторы (тема 7) и центробежные насосы (тема 15). После изучения темы сравнить турбокомпрессоры с вентиляторами и насосами, установить различия в их конструкции и принципе действия.

Особое внимание следует уделить явлению помпажа и противопомпажной защите, которые следует изучить, пользуясь диаграммой с характеристикой компрессора.

При изучении способов регулирования более подробно остановиться на дросселировании воздуха во всасывающем патрубке.

Вопросы для самопроверки

1. Особенности сжатия воздуха в турбокомпрессоре.

2. Показать на графике характеристику турбокомпрессора при полностью открытой дроссельной заслонке и при регулировании.

3. Особенности конструкции турбокомпрессора по сравнению с центробежными вентиляторами и насосами.

4. Что такое помпаж и как осуществляется противопомпажная защита?

5. Достоинства и недостатки турбокомпрессоров.

Тема 27. Вспомогательное оборудование компрессоров.

Измерительные приборы для контроля температуры, давления, производительности компрессоров. Аппаратура смазки, смазочные материалы. Порядок получения и их хранения. Фильтры для очистки всасываемого воздуха. Воздухосборники. Устройства для охлаждения воды. Требования правил безопасности при техническом обслуживании вспомогательного оборудования.

Практические занятия

Изучение устройства и техническое обслуживание термометров, аппаратов смазки, фильтров, воздухосборников.

Литература.

Основная: [1, с.190-201]; [2, с. 154-166]

Дополнительная: [4, с. 183-194]

Методические указания

Изучая измерительную аппаратуру, следует ознакомиться со схемой расстановки, устройством и принципом действия термометров, манометров, счетчиков сжатого воздуха, водомеров для охлаждения воды, сравнить эти приборы с ранее изученными. Особое внимание уделить электроконтактному манометру, манометрическому термометру и дифманометру типа ДП. При изучении фильтров для очистки всасываемого в компрессор воздуха, воздухосборников и концевых охладителей нужно ознакомиться с их назначением, устройством, принципом действия, местами установок, а также со способами снижения шума в здании компрессоров.

При изучении аппаратов для смазки компрессоров необходимо ознакомиться пунктами смазки поршневых и турбокомпрессоров, схемой смазки цилиндров, сальников, механизма движения.

Затем следует рассмотреть систему охлаждения передвижных и стационарных компрессорных станций, ознакомиться с назначением, устройством и местом расположения градирни и брызгательного бассейна.

Вопросы для самопроверки

1. Где устанавливаются термометры для измерения температуры воздуха, сжимаемого в компрессоре?

2. Где устанавливаются манометры для измерения давления сжатого воздуха и масла? Их типы и устройство.

3. Принцип действия счетчика сжатого воздуха. Где он устанавливается?

4. Как устроен фильтр для очистки всасываемого воздуха и где он устанавливается?

5. Что такое лубрикатор? Его устройство и принцип работы.

6. Пункты смазки поршневого и винтового компрессоров.

7. Какие смазочные материалы применяются для компрессоров?

8. Для чего предназначены и как устроены градирни?

Тема 28. Электрооборудование компрессоров.

Условия работы электродвигателей компрессоров. Типы электродвигателей, применяемых для компрессоров. Выбор электродвигателя. Аппаратура управления и автоматизации компрессоров. Электроснабжение компрессорных станций. Требования правил безопасности при работе с электрооборудованием компрессоров.

Литература

Основная: [1, с.201-202]; [2, с. 153-155]

Дополнительная: [4, с. 194-202]; Дюбан B.C., Риман Я.С., Маслий А.К. Справочник энергетика угольной шахты. - М.: Недра, 1983, с.486-488

Методические указания

При изучении этой темы необходимо уяснить, при каких условиях применяются асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором и когда синхронные двигатели, в чем преимущества синхронных двигателей, особенности их электроснабжения. Формула для определения мощности двигателя и их типы приведены в Справочнике энергетика угольной шахты, а комплектная аппаратура автоматизации - в справочном пособии Картавого и Топоркова.

Вопросы для самопроверки

1. В каких случаях для привода компрессоров применяются синхронные, а в каких асинхронные двигатели?

2. Как осуществляется электроснабжение компрессорной станции с синхронными двигателями?

3. Какие сопротивления преодолевает двигатель компрессора при пуске? Что влияет на величину этих сопротивлений?

4. Как выбрать двигатель для компрессора?

Тема 29. Воздухопроводная сеть Пневматических установок.

Назначение и устройство воздухопроводной сети. Арматура воздухопровода. Прокладка труб на поверхности и в горных выработках. Расчет воздухопроводной сети. Выбор диаметра труб по номограмме. Пневмоприемники. Требования правил безопасности и правил технической эксплуатации при обслуживании воздухопроводной сети.

Практические занятия

Изучение устройства и элементов воздухопровода. Выбор диаметра труб для воздухопроводной сети.

Литература

Основная: [1, с.202-212]; [2, с.136, 168-169]

Дополнительная: Сборник инструкций и других нормативных документов по технике безопасности для угольной промышленности. - М.: Недра, 1978, с. 499-516

Методические указания

Для участковых воздухопроводов применяют газовые сварные трубы диаметром до 150 мм, а для магистральных трубопроводов - стальные бесшовные трубы общего назначения диаметром до 500 мм. Потребители сжатого воздуха соединяются с магистральным трубопроводом гибкими резиновыми шлангами диаметром 10-50 мм, длина которых в целях уменьшения падения давления не должна превышать 20 м.

Согласно правилам технической эксплуатации угольных и сланцевых шахт общие утечки воздуха в сети не должны превышать 20%, а общие потери давления до самого удаленного участка воздухопроводной сети должны составлять не более 0, 2 МПа.

Оптимальный диаметр труб и оптимальные потери давления определяются по номограмме, приведенной на рис. 125 учебника Хаджикова [1].

При изучении способов соединения и прокладки труб обратить внимание на быстроразъемные соединения, самозапорные клапаны и масловодоотделители, а также на зазоры между воздухопроводом и подвижным составом. Прокладку труб по стволу повторить по теме 17.

Вопросы для самопроверки

1. Какие материалы применяются в качестве прокладочных для шахтных воздухопроводов? Формы и особенности различных прокладок.

2. Назначение и места установки маслоотделителей и компенсаторов.

3. Как прокладывается магистральный воздухопровод в подземных выработках?

4. Какие средства применяются для защиты воздухопроводов от коррозии?

5. Как определяется оптимальный диаметр труб и оптимальные потери давления по номограмме?

6. Что представляет собой быстроразъемное соединение труб?

7. Как устроен масловодоотделитель?

Тема 30. Монтаж и эксплуатация пневматических установок. Охрана окружающей среды при эксплуатации пневматических установок.

Основные положения монтажа пневматических установок. Эксплуатация пневматических установок. Техническое обслуживание. Осмотры и ремонты, ревизии и наладки. Основные неполадки при эксплуатации пневматических установок, их причины и способы устранения. Требования правил безопасности и правил эксплуатации при монтаже и эксплуатации пневматических установок.

Мероприятия по снижению шума при работе компрессоров. Защита поверхности почвы и территории шахт от загрязнения отходами смазочных материалов при эксплуатации компрессорных станций.

Практические занятия

Техническое обслуживание и ремонт пневматических установок.

Литература

Основная: [1, с.212-223]; [2, с. 166-169]; [3, с. 153-155]

Дополнительная: [4, с.202-208]; [6, с. 134-136]; [12, с. 5-20]

Методические указания

При изучении этой темы необходимо ознакомиться с основными работами по монтажу компрессоров, со способами откатки, продувки и опробования компрессоров после сборки. Уяснить порядок и сроки проведения планово - предупредительных осмотров, ремонтов, ревизий и наладок.

Наиболее часто встречающиеся неполадки при работе компрессоров, их причины и способы устранения следует выписать в конспект и изучить по справочному пособию Картавого 5, пользуясь индикаторными диаграммами.

По Сборнику инструкций и другим нормативным документам по технике безопасности изучить Правила устройства и безопасной эксплуатации стационарных компрессорных установок, воздухопроводов и газопроводов.

Особое внимание уделить мероприятиям по снижению шума и защите почвы от загрязнения отходами смазочных материалов.

Вопросы для самопроверки

1. Как располагаются компрессоры, промежуточные и концевые охладители?

2. Где располагаются воздухосборники и фильтры?

3. Перечислите основные работы по монтажу поршневой компрессорной установки.

4. Как производится обкатка и продувка компрессора?

5. Каковы обязанности машиниста компрессорной установки?

6. Какая техническая документация должна быть на компрессорной станции?

7. Какие работы выполняются при ремонтном осмотре и текущем ремонте компрессорной установки?

8. Какие неполадки встречаются при работе компрессоров? Как они отразятся на индикаторной диаграмме? способы их устранения.

9. Требования правил безопасности к компрессорным установкам.

Тема 31. Проектирование пневматических установок.

Общая характеристика расчета пневматических установок. Исходные данные. Определение места расположения компрессорной станции. Выбор компрессоров, выбор двигателя, выбор вспомогательного оборудования, выбор труб по номограмме. Методы снижения расхода электроэнергии пневматическими установками.

Литература

Основная: [1, с.223-232]; [2, с. 136-138]

Дополнительная: [4, с.208-210]; [6, с. 120-123]

Методические указания

При изучении этой темы необходимо научиться определять производительность компрессорной станции по номинальному расчету воздуха потребителями и их количеству, правильно выбрать тип и число компрессоров с учетом резервных согласно ПТЭ [6], выбрать трубы по диаметру и определить потери давления от компрессора до самого удаленного потребителя и сравнить их с допустимым, выбрать двигатель и вспомогательное оборудование. Для этого необходимо повторить темы 27, 28, 29 и внимательно рассмотреть пример расчета пневматической установки в учебнике Хаджикова [1].

Вопросы для самопроверки

1. Как определяется производительность компрессорной станции?

2. как выбрать тип и число компрессоров?

3. Какие существуют нормы для выбора числа резервных компрессоров?

4. Как определить оптимальные потери давления на участке сети?

Предыдущая 1 2 3 4 567 8 Следующая