close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Пути энергосбережения на пневматической установке рудника «Холбинский»..pdf

код для вставкиСкачать
Механика и машиностроение
рода в данном случае обеспечивает при свертках системы отрицательную обратную связь. Если использовать
рычаг второго рода, в котором i > 0, то обратная связь в системе будет положительной, что изменяет знак в характеристическом уравнении системы – он становится отрицательным (знак «минус»). Учет особенностей рычажных связей приводит к тому, что динамические свойства систем будут различными при различных типах рычажных связей.
Работа выполнялась совместно с Паршутой Е.А. по гранту ФЦП «Научные и педагогические кадры Инновационной России» на 2012–2013 гг. (мероприятие 1.3.2 – естественные науки) №14.132.21.1362 по теме
«Мехатроника виброзащитных колебательных систем».
Статья поступила 16.06.2014 г.
Библиографический список
1. Махутов Н.А., Петров В.П., Куксова В.И., Москвитин Г.В. Современные тенденции развития научных исследований по пр облемам машиноведения и машиностроения // Проблемы машиностроения и автоматизации. 2008. № 3. С. 3–19.
2. Механизмы в упругих колебательных системах: особенности учета динамических свойств, задачи вибрационной защиты
машин, приборов и оборудования / Хоменко А.П., Елисеев С.В., Артюнин А.И., Паршута Е.А., Каимов Е.В.; Ирк. гос. ун-т путей
сообщ. Иркутск, 2013. 187 с. Деп. в ВИНИТИ 15.08.2013, №243. – В 2013.
3. Елисеев С.В., Артюнин А.И., Каимов Е.В. Особенности динамических взаимодействий в схемах подвески транспортных
средств с устройствами для преобразования движения // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2013. № 7. С. 11–20.
4. Елисеев С.В., Ермошенко Ю.В., Большаков Р.С. Рычажные связи в динамических взаимодействиях механических колебательных систем с двумя степенями свободы // Известия Юго-Западного государственного университета. 2012. № 1–2. С. 6–12.
5. Лаврусь В.В. Совершенствование пневматических рычажно-шарнирных систем железнодорожного транспорта: автореф.
дис. … канд. техн. наук. Орел, 2006. 20 с.
6. Иванов Б.Г. Разработка методов расчета динамики и прочности агрегатов транспортной техники с рычажно -шарнирными
связями: автореф. дис. … д-ра техн. наук. Самара, 2007. 48 с.
7. Елисеев С.В., Резник Ю.Н., Хоменко А.П. Мехатронные подходы в динамике механических колебательных систем. Новосибирск: Наука, 2011. 394 с.
8. Белокобыльский С.В., Елисеев С.В., Кашуба В.Б. Прикладные задачи структурной теории виброзащитных систем. СПб.:
Политехника, 2013. 364 с.
УДК 681.5
ПУТИ ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЯ НА ПНЕВМАТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКЕ РУДНИКА
«ХОЛБИНСКИЙ»
© С.Ю. Красноштанов1, М.В. Корняков2, Е.А. Дмитриев3, А.И. Найденов4
Иркутский государственный технический университет,
664074, Россия, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.
Выполнен анализ производства сжатого воздуха на руднике «Холбинский». Выявлено, что пневматическая установка на предприятии используется нерационально: в течение суток сжатый воздух потребляется нерегулярно и
непланомерно. В результате наблюдаются большие потери энергоресурсов. Предложены мероприятия по регулированию производительности и, как следствие, экономии электроэнергии на пневматической установке рудника «Холбинский».
Ил. 2. Табл. 3. Библиогр. 3 назв.
Ключевые слова: пневматическая установка; регулирование производительности; компрессоры; энергосбережение.
___________________________
1
Красноштанов Сергей Юрьевич, кандидат технических наук, зав. кафедрой горных машин и электромеханических систем,
тел.: (3952) 405869, e-mail: sk@istu.edu
Krasnoshtanov Sergei, Candidate of technical sciences, Head of the Department of Mining Machinery and Electromechanical Systems, tel.: (3952) 405869, e-mail: sk@istu.edu
2
Корняков Михаил Викторович, доктор технических наук, профессор кафедры горных машин и электромеханических систем,
тел.: (3952) 405080, e-mail: kornikov@istu.edu
Kornyakov Mikhail, Doctor of technical sciences, Professor of the Department of Mining Machinery and Electromechanical Systems,
tel.: (3952) 405080, e-mail: komikov@istu.edu
3
Дмитриев Евгений Алексеевич, доцент кафедры горных машин и электромеханических систем,
тел.: (3952) 405101, e-mail: gm_gor@istu.edu
Dmitriev Evgeny, Associate Professor of the Department of Mining Machinery and Electromechanical Systems, tel.: (3952) 405101,
e-mail: gm_gor@istu.edu
4
Найденов Алексей Иванович, кандидат технических наук, доцент кафедры горных машин и электромеханических систем,
тел.: (3952) 405101, e-mail: gm_gor@istu.edu
Naidenov Aleksei, Candidate of technical sciences, Associate Professor of the Department of Mining Machinery and Electromechanical Systems, tel.: (3952) 405101, e-mail: gm_gor@istu.edu
ВЕСТНИК ИрГТУ №8 (91) 2014
31
Механика и машиностроение
ENERGY SAVING METHODS AT "KHOLBINSKY" MINE PNEUMATIC PLANT
S.Yu. Krasnoshtanov1, M.V. Kornyakov2, E.A. Dmitriev3, A.I. Naidenov4
Irkutsk State Technical University,
83 Lermontov St., Irkutsk, 664074, Russia.
The article analyzes the production of compressed air at "Kholbinsky" mine. It is found that the enterprise misuses a
pneumatic plant: daily air consumption is sporadical and irregular. It results in large energy losses. Measures aimed at air
production regulation and energy savings on the pneumatic plant of "Kholbinsky" mine are proposed.
2 figures. 3 tables. 3 sources.
Key words: pneumatic plant; production control; compressors; energy saving.
Рудник «Холбинский» ОАО «Бурятзолото» ведет
добычу и обогащение рудного золота на территории
Республики Бурятии в южной части Саянских гор. На
предприятии широко используется пневматическая
энергия для бурильных установок и погрузочных машин, вентиляторов местного проветривания и насосов, тормозов подъемных машин и др.
Выработка сжатого воздуха производится поршневыми компрессорами с суммарной производитель3
ностью 446 м /мин, установленной мощностью электродвигателей 2870 кВт (табл. 1).
ется максимальное число пневмоприемников, давле2
ние в пневмосети снижается до 0,68 МПа (6,7 кгс/см ).
Сложившийся режим работы компрессорной станции
является крайне неэкономичным и ведет к значительному перерасходу электроэнергии, достигающему
20% и более.
Суточный график работы компрессорной станции
представлен в табл. 2 и на рис. 1.
Из таблицы и рисунка видно, что потребление
сжатого воздуха пневмоприемниками в течение суток
3
крайне неравномерное, изменяется от 4,5·10 до
Таблица 1
№
п/п
Марка
компрессора
1
2
3
4
5
6
4М10-100/8
2М10-50/8
2М10-63/8
2М10-50/8
2М10-63-8
4М10-120/8
Всего
Компрессорная станция рудника «Холбинский»
Избыточное давлеПроизводиНом. мощние
Кол-во
тельность,
ность, кВт
3
2
м /мин
кгс/см
МПа
1
100
8,0
0,78
630
1
50
8,0
0,78
320
1
63
8,0
0,78
400
1
50
8,0
0,78
320
1
63
8,0
0,78
400
1
120
8,0
0,78
800
6
446
2870
Годовая выработка сжатого воздуха компрессор3
ной станцией составляет 60,0 млн м , при этом расходуется более 9 млн кВт·ч электроэнергии, или 20% от
общего энергопотребления рудника. Удельный расход
3
электроэнергии на выработку 1 м сжатого воздуха –
3
0,115 кВт·ч/м . Таким образом, пневматическая энергия является одной из самых дорогих видов энергии,
используемых на руднике. Для поиска основных путей
энергосбережения и повышения эффективности установки предприятия выполнен системный анализ производства, распределения и использования пневматической энергии.
Пневматические приемники сжатого воздуха:
перфораторы ПТ-48, погрузочные машины ППН-1С,
буровые станки НКР-100, буровые каретки СБКН-1С,
лебедки ЛТ-2, комплексы КПВ-1 и другие – работают
циклично, в повторно-кратковременном режиме. Такая
организация производства создает нагрузку на компрессорную станцию случайного характера и вызывает несоответствие между производительностью компрессорной станции и потреблением сжатого воздуха.
При уменьшении расхода сжатого воздуха в начале и
конце рабочей смены, при технологических перерывах
давление на выходе компрессорной станции возрастает, достигая максимального значения 0,77 МПа (7,9
2
кгс/см ). При увеличении потребления, когда включа-
32
3
3
Обозначение
К1
К2
К3
К4
К5
К6
12,7·10 м /ч, т.е. в 3 раза. Модифицируется и давление в пневмосети: от 0,68 до 0,77 МПа. Для повышения эффективности и снижения энергопотребления на
руднике в часы минимального потребления сжатого
воздуха производится регулирование производительности компрессорной станции путем остановки компрессора К5 с 18 до 22 часов и снижением производительности компрессоров К4 и К1 до 50 % от номинальной с 19 до 22 час. Однако достичь полного регулирования не удается, в результате давление в пневмосети колеблется от 0,68 до 0,77 МПа.
Для установления закономерности изменений
давления на выходе компрессорной станции производились измерения в течение 5 месяцев (июнь, июль,
август, сентябрь, октябрь). Всего было записано 1740
значений, по ним составлены вариационные ряды
распределения давления с интервалом 0,01 МПа, или
2
0,1 кгс/см (табл. 3).
Параметры теоретического нормального распределения: математическое ожидание 7,3193; стандарт
0,1497; коэффициент вариации 2,0; показатель асимметрии 0,104; показатель эксцессии 0,185; значения
критерия ХИ-квадрат 200,15.
Гистограмма, теоретические дифференциальные
и интегральные функции распределения давлений
представлены на рис. 2.
ВЕСТНИК ИрГТУ №8 (91) 2014
Механика и машиностроение
Таблица 2
Часы
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
1
2
3
4
5
6
7
Итого
Суточный график работы компрессорной станции рудника
2
К2
К3
К4
К5
Р, кгс/см
∑Q,
3
50
63
50
63
м /мин
31,5
6,9
106,5
31,5
7,0
106,5
50
63
6,9
213
25
63
7,0
188
50
31,5
7,0
181,5
50
31,5
6,9
181,5
50
31,5
6,9
131,5
50
31,5
7,0
181,5
50
31,5
7,0
181,5
50
31,5
6,9
181,5
50
6,9
125
25
6,9
75
25
6,7
75
25
7,0
100
25
7,0
100
50
63
6,9
213
50
63
6,8
213
25
31,5
6,9
156,5
25
31,5
6,7
156,5
50
63
6,7
213
50
63
6,8
213
50
31,5
6,8
156,5
50
31,5
7,0
181,5
25
6,9
100
К1
100
75
75
100
100
100
100
50
100
100
100
75
50
50
75
75
100
100
100
100
100
100
75
75
75
F x 
Рx 
QЧАС, м
3
6390
6390
12780
11280
10890
10890
7890
10890
10890
10890
7500
4500
4500
6000
6000
12780
12780
9390
9390
12780
12780
9390
10890
6000
223860
3
0,3901
1
1,0
0,3546
0,9
0,3191
0,8
0,2837
0,7
0,2482
0,6
0,2128
0,5
0,1773
0,4
0,1418
0,3
0,1064
0,2
0,0709
0,1
0,0355
0,0
0,0000
2
Р
0,67 0,68 0,69 0,70 0,71 0,72 0,73 0,74 0,75 0,76 0,77 МПа
Рис. 1. График выработки сжатого воздуха на компрессорной станции рудника в течение суток
ВЕСТНИК ИрГТУ №8 (91) 2014
33
Механика и машиностроение
Таблица 3
Класс,
2
кгс/см
6,7-6,8
6,8-6,9
6,9-7,0
7,0-7,1
7,1-7,2
7,2-7,3
7,3-7,4
7,4-7,5
7,5-7,6
7,6-7,7
Эмпирическое и теоретическое нормативное распределение давления
Частота
Частость Плотность
Накопл.
Частота
Частость
эмпирич.
эмпирич.
частота
теоретич.
теоретич.
эмпирич.
2
0,0011
0,0115
0,0011
0,5
0,0003
5
0,0029
0,0287
0,0040
3,9
0,0022
43
0,0247
0,2471
0,0287
23,7
0,0136
73
0,0420
0,4195
0,0707
93,7
0,0538
265
0,1523
0,5230
0,2230
241,4
0,1387
250
0,1437
1,4368
0,3667
405,9
0,2333
617
0,3546
3,5460
0,7213
445,7
0,2561
265
0,1523
1,5230
0,8736
319,6
0,1837
205
0,1178
1,1782
0,9914
149,6
0,0860
15
0,0086
0,0862
1,0000
45,7
0,0263
F x 
Накопл.
частость
теоретич.
0,0003
0,0025
0,0161
0,0700
0,2087
0,4420
0,6981
0,8818
0,9678
0,9940
Рx 
3
0,3901
1
1,0
0,3546
0,9
0,3191
0,8
0,2837
0,7
0,2482
0,6
0,2128
0,5
0,1773
0,4
0,1418
0,3
0,1064
0,2
0,0709
0,1
0,0355
0,0
0,0000
2
Р
0,67 0,68 0,69 0,70 0,71 0,72 0,73 0,74 0,75 0,76 0,77 МПа
Рис. 2. Гистограмма (1), теоретические дифференциальные (2) и интегральные (3) функции
распределения давления
Изменение давления на выходе компрессорной
станции, соответствующее нормальному распределению, представлено выражением
    7,31932 
1
f  P 
exp  
.
2


2

0,1497
0,1497 2


В компрессорной станции рудника «Холбинский»,
где установлено 6 поршневых оппозитных компрессоров типа 2М10-50/8, 2М10-63/8, 4М10-100/8, 4М10120/8, регулирование производительности возможно
осуществлять только тремя способами:
– периодической остановкой;
– с помощью клапанов-байпасов;
34
– регулированием электропривода от тиристорного преобразователя частоты.
Разные способы регулирования дают различную
эффективность, поэтому необходимо выбрать наиболее результативный.
Периодическая остановка одного или нескольких
компрессоров в междусменный перерыв достаточно
экономичный способ. Его недостаток состоит в том,
что при прямом пуске синхронного двигателя пусковой
ток в 5–7 раз превышает номинальное значение. Это
вызывает чрезмерный износ компрессора и электродвигателя. Рекомендуется установить устройство для
плавного безударного пуска высоковольтного (6 кВ)
двигателя УБПВД, с помощью которого обеспечивает-
ВЕСТНИК ИрГТУ №8 (91) 2014
Механика и машиностроение
ся плавный пуск синхронного двигателя с небольшим
пусковым током, равным номинальному значению. В
компрессорной станции рудника достаточно одного
такого устройства для всех 6 компрессоров.
В оппозитных поршневых компрессорах, установленных в компрессорной рудника, регулирование производительности осуществляется путем перепуска
воздуха из рабочих полостей цилиндров во всасывающие полости с помощью клапанов-байпасов. Таким
образом достигается ступенчатое изменение производительности со 100 до 75; 50; 25; 0%. Недостаток способа состоит в том, что удельный расход электроэнер3
гии на сжатие 1 м воздуха при регулировании увеличивается в 1,2–1,4 раза.
Наиболее современным способом регулирования
компрессоров является регулирование с помощью
преобразователей частоты электропривода. Этот способ признан одним из наиболее энергосберегающих и
ресурсосберегающих механической части компрессоров. Система автоматического регулирования позволяет поддерживать давление в пневмосети на постоянном уровне независимо от изменяющегося расхода
воздуха. При увеличении давления в пневмосети вы-
ше оптимального значения снижаются и частота вращения двигателя, и производительность компрессора.
Существенным резервом повышения эффективности пневматической установки рудника является
также утилизация теплоты, отводимой от сжатого воздуха. В настоящее время нагретая в компрессоре вода подается на башенную градирню, где охлаждается,
и возвращается обратно. Тепловая мощность нагретой воды в компрессорной превышает 200 кВт. Нагретую воду следует использовать в душевых и в котельной.
Рекомендуется и реконструкция схемы охлаждения компрессоров с мая по октябрь, во время таяния
снега. Направляя холодную воду из протекающего
неподалеку от рудника горного ручья непосредственно
в систему охлаждения, можно отключить градирню на
этот период. Экономический эффект от отключения
двух вентиляторов по 8 кВт, двух насосов по 5 кВт, от
ежедневной доставки испаряющейся воды автомобильным транспортом, от повышения КПД компрессоров за счет лучшего охлаждения составит более 400
тыс. руб. в год.
Статья поступила 30.05.2014 г.
Библиографический список
1. Леоненко С.С., Дмитриев Е.А. АС 1310790 СССР, МКИ
№ 93008988/06. Заявка от 16.02.93. Опубл. 20.03.96. Бюл.
GOS F 1/70. Автоматический регулятор коэффициента мощ№ 8.
ности. № 3994094/24-07. Заявка от 24.12.85. Опубл.
3. Миняев Ю.Н. Энергосбережение при производстве и
15.05.87. Бюл. № 18.
распределении сжатого воздуха на горных предприятиях.
2. Огнев Н.Г., Дмитриев Е.А. Патент 2056564. РФ, МКИ
Екатеринбург: Изд-во ЕГУ, 2010. 138 с.
F16К 15/14. Дискополосовой самодействующий клапан. РФ,
УДК 539.3
АНАЛИТИЧЕСКОЕ И ЧИСЛЕННОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЧНОСТНЫХ СВОЙСТВ
ТРЕХСЛОЙНОЙ ПАНЕЛИ С ЛЕГКИМ ЗАПОЛНИТЕЛЕМ
© Н.В. Осадчий1, В.Т. Шепель2
Научно-производственное объединение «Сатурн»,
152903, Россия, Ярославская обл., г. Рыбинск, пр. Ленина,163.
Представлено аналитическое решение задачи поперечного изгиба трехслойной панели из композита с легким
заполнителем, толщина которого больше толщины обшивок, при условии, что две противоположные кромки
удлиненной панели опираются на шарниры. Выявлено хорошее совпадение результатов, полученных на основе
аналитического решения, с показателями конечно-элементного расчета для плоской и объемной моделей. Разработанные методы послужат эффективной основой для исследования прочности панелей звукопоглощающих
конструкций.
Ил. 6. Табл. 1. Библиогр. 1 назв.
Ключевые слова: трехслойная панель; легкий заполнитель; конечно-элементные модели.
ANALYTICAL AND NUMERICAL STUDY OF STRENGTH PROPERTIES OF THREE-LAYER PANEL
WITH LIGHTWEIGHT CORE
N.V. Osadchii, V.Т. Shepel
NPO Saturn,
163 Lenin pr., Rybinsk, Yaroslavl region, 152903, Russia
___________________________
1
Осадчий Николай Васильевич, кандидат технических наук, эксперт конструкторского отдела прочности, тел.: 89206522794.
Osadchii Nikolai, Candidate of technical sciences, Expert of Construction Department of Durability, tel.: 89206522794.
2
Шепель Вячеслав Тимофеевич, доктор технических наук, профессор, начальник конструкторского отдела сертификации,
тел.: 89605386407, e-mail: sshepel@yandex.ru
Shepel Vyacheslav, Doctor of technical sciences, Professor, Head of Construction Department of Certification, tel.: 89605386407,
e-mail: sshepel@yandex.ru
ВЕСТНИК ИрГТУ №8 (91) 2014
35
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
8
Размер файла
2 028 Кб
Теги
пневматические, энергосбережение, пути, pdf, холбинский, рудники, установке
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа