Охарактеризовать унифицированную аппаратуру автоматизации шахтных калориферных установок типа аку-3.1м
Общие сведения
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. 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. Применение огневых калориферов запрещается
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. Температура воздуха в стволе контролируется в глубине 50 –60 м от поверхности, где устанавливается термодатчик типа ТДС-1, действующий по принципу термометра сопротивления. Давление и расход теплоносителя измеряются соответственно электроконтактным манометром и дифманометром-расходомером с дистанционной передачей показаний на вторичный прибор, размещаемый в котельной или в специальной аппаратуре управления калориферной установкой.
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 С в 5м от сопряжения канала калорифера со стволом (штольней). Для шахт, расположенных в зонах многолетней мерзлоты, температура воздуха в этих местах устанавливается техническим директором производственного объединения (главным инженером комбината, треста) по согласованию с управлением округа Госгортехнадзора и технической инспекцией труда.
Назначение
Аппаратура АКУ – 3.1 М предназначена для автоматизации шахтных калориферных установок, имеющих в качестве первичного теплоносителя перегретую воду или пар.
Аппаратура АКУ – 3.1М имеет две модификации:
АКУ – 3.1.1М – для районов с холодным климатом, для шахт, имеющих мощные калориферные установки (северные и восточные угольные бассейны);
АКУ – 3.2.1М – для районов с умеренным климатом, для маломощных калориферных установок (южные угольные бассейны).
Далее рассматривается аппаратура АКУ – 3.1.1М.
Область применения
Аппаратура применяется в шахтных зданиях (помещение калориферной установки), где допущено применение электрооборудования в исполнении общего назначения по ГОСТ 18311-80, кроме термодатчика ствола ТДС – 1, предназначенного для применения в стволах в соответствии с «Правилами безопасности в угольных и сланцевых шахтах».
Функции
Аппаратура АКУ – 3.1.1 М выполняет следующие функции:
1) выдача контактного сигнала управления исполнительным органом для стабилизации температуры воздуха в стволе шахты, для стабилизации температуры теплоносителя на выходе калорифера, для прекращения движения холодного воздуха через калорифер;
2) ручное управление органами расхода воздуха и теплоносителя, а также приводами противопожарной ляды и клапаном обогрева копра;
3)формирование и воспроизведение в помещении калориферной и в помещении диспетчера сигнализации, характеризующей состояние температуры воздуха в стволе шахты:
- о текущем значении температуры и о крайних положениях регулирующего органа;
- аварийной при снижении температуры воздуха ниже установленного значения;
4) формирование и воспроизведение в помещении калориферной и в помещении диспетчера сигнализации, характеризующей состояние температуры отработанного теплоносителя на выходе калорифера:
- о текущем значении температуры и о крайних положениях регулирующего органа;
- аварийной при снижении температуры теплоносителя ниже установленного уровня;
5) формирование и воспроизведение в помещении калориферной сигнализации, характеризующей состояние секций калорифера:
- о текущем значении температуры опрашиваемой секции и ее номер;
- аварийной при снижении температуры какой-либо секции ниже установленного значения;
6) формирование и воспроизведение в помещении диспетчера и в помещении котельной аварийной сигнализации при снижении температуры какой-либо секции ниже установленного уровня;
7) формирование и воспроизведение в помещении калориферной и в помещении котельной аварийной сигнализации при снижении давления первичного теплоносителя ниже установленного значения.
Состав
В состав аппаратуры АКУ – 3.1.1 М входит (см. рисунок 1): станция управления и регулирования СУРК-4 (А1); блок индикации БИК-4(А6); два табло ТК-4(А4, А5); сорок два датчика температуры (В1…В42); электроконтактный манометр (В43).
Концевые выключатели В44…В47, используемые для сигнализации о крайних положениях регулирующих органов и исполнительные механизмы заводом не поставляются.
В состав станции СУРК-4 входят следующие блоки: преобразователь датчика температуры воздуха (1); преобразователь температуры отработанного теплоносителя (2); преобразователь датчика температуры секций (3); блок контроля воздуха (4); блок контроля теплоносителя (5); блок контроля секций (6);блок регулирования воздуха (7); блок регулирования теплоносителя (8); блок коммутатора (9); блок сигнализации (10); блок общий (11).
Рисунок 1 – Структурная схема аппаратуры АКУ – 3.1.1 М
нагретый воздух
холодный воздух
отработанный
теплоноситель
первичный теплоноситель
Аппаратура
АКУ-3.1М
tº
tº
4
1
2
5
6
7
8
3
Рисунок 2 – Технологическая схема калориферной установки
Принцип действия
Технологическая схема калориферной установки приведена на рисунке 2.
Контроль температуры воздуха в стволе осуществляется датчиком 8, контроль температуры отработанного теплоносителя датчиком 3. Измерение температуры производится следующим образом. Первичными приборами, воспринимающими температуру контролируемого объекта (воздуха, теплоносителя) являются малоинерционные датчики температуры (термометры сопротивления) типа ТСМ (ТСП). Диапазон измерения от 0˚С до 150˚С. Выходным параметром этих датчиков является сопротивление, которое линейно изменяется в соответствии с изменением значения температуры. При этом нулевому значению температуры соответствует сопротивление 100 Ом, значению 50˚С – 121,4 (119,7) Ом, значению 150˚С – 164,2 (158,2) Ом.
Регулирование температуры воздуха в стволе 7 осуществляется либо путем изменением положения шибера 6 (с помощью управляемого реверсивным электроприводом 5) соотношения между количеством нагретого и холодного воздуха, поступающего в ствол, либо путем изменения (с помощью управляемого реверсивным электроприводом 4) клапана 1 (задвижки) расхода первичного теплоносителя (воды, пара), проходящего через калорифер 2.
Регулирование температуры отработанного теплоносителя (воды) на выходе из калорифера осуществляется путем изменения расхода первичного теплоносителя, проходящего через калорифер.
При снижении температуры отработанного теплоносителя ниже установленного критического значения во избежание замораживания секций калорифера с помощью шибера 6 (ляды, жалюзей) полностью перекрывается доступ нагретого воздуха в ствол шахты (прекращается движение воздуха через калорифер) независимо от температуры в стволе. При отсутствии устройства, перекрывающего прохождение воздуха через калорифер, необходимо иметь устройство, открывающее свободный доступ в ствол холодного воздуха из атмосферы, минуя калорифер. Блокировка снимается после повышения температуры теплоносителя на выходе из калорифера до установленного рабочего значения.