Автоматизация насосной станции

Содержание

 

 

Введение                                                                                                                  4

1 Общие  сведения о  водоотливных установках                                                 5

1.1 Обеспечение надежности                                                                                 5

1.1.1 Необходимость аккумулирующей емкости                                                 5

2. Повышение надежности работы установки                                              5

1.2 Специфика условий эксплуатации водоотливных установок                        6

1.2.1 Условия работы установок                                                                          6

1.2. 2 Группы  водоотливных установок                                                               6

1.3 Функции аппаратуры  автоматизации водоотлива                                       6

1.4 Способы заливки насосов                                                                               7

1.4.1 Операции  по управлению водоотливной установки                          7

1.4.2  Заглубленные  насосные камеры                                                                      8

1.4.3 Погруженные вертикальные  насосы                                                          8

1.4.4 Сифонный способ                                                                                         8

1.4.5 Баковые аккумуляторы                                                                                8

1.4.6 Заливка из нагнетательного  трубопровода                                                9

1.4.7 Заливка вспомогательными  насосами                                                         10

1.4.8 Защита от гидравлического  удара                                                            11

1.5 Средства контроля водоотливных установок                                                12

1.5.1 Реле уровня РУП-1                                                                                                 12

1.5.2 Реле давления РДВ                                                                                               13

1.5.3 Реле подачи насоса РПН                                                                                       13

2  Аппаратуры  водоотливных установок                                                                    15

2.1Аппаратура автоматизации шахтных водоотливных установок                          15

2.1.1 Различая аппаратур                                                                                    15

2.1.2 Виды аппаратур                                                                                           16

3  Аппаратура ВАВ-1М                                                                                       17

3.1 Возможности аппаратуры ВАВ-1М                                                             17

3.2 Описание аппаратуры  ВАВ-1М                                                                   18

3.3 Краткое описание работы системы автоматического управления           20

3.4 Режим внепикового управления                                                                  22

3.5 Блок управления насосом                                                                             23

Заключение                                                                                                          24

Список использованных источников                                                                25

 

 

 

 

 

 

 

      Введение

 

 

  Стационарные рудничные водоотливные установки должны обеспечивать надежную откачку воды из подземных выработок при возможно меньших эксплуатационных расходах.

     Основным источником пополнения шахты водой является подземная вода кристаллических пород докембрия. Подземная вода относится к трещиннослоистым.

      Большую роль в образовании режима уровня воды отыгрывают природные факторы – атмосферные осадки и водофильтрационное качество пород. Водоносный горизонт трещиннослоистой воды характеризуется сложной циркуляцией, обусловленной водопроницаемостью породы, как отдельных структурных горизонтов, так и в самом горизонте, а также разными напорами подземных вод.

      Гидрогеологические наблюдения показали, что породы скелеватской свиты, водоносны: в верхней выветренной зоне кристаллического массива. С глубиной их водоносность значительно уменьшается.

На руднике для предупреждения затопления горизонтальных выработок подземными или поверхностными водами путем откачки шахтных вод, называется рудничным водоотливом.

Стационарные рудничные водоотливные установки должны обеспечивать надежную откачку воды из подземных выработок при возможно меньших эксплуатационных расходах.

     Водоотливные установки горных предприятий, отрабатывающих обводненные месторождения, представляют сложный энергомеханический комплекс, включающий: насосные агрегаты различной производительности, трубные коллекторы, систему электроснабжения и аппаратуру автоматизации.

  Основная задача автоматизации этих объектов заключается в высвобождении обслуживающего персонала и обеспечении надежного и экономичного функционирования процесса водоотлива, чтобы исключить затопление горных выработок и создать нормальные условия для ведения горных работ.

      Длительный опыт эксплуатации автоматизированных водоотливных установок свидетельствует о значительно большей надежности их работы по сравнению с ручным управлением. На автоматизированных водоотливных установках эффективнее используется оборудование и более чем вдвое сохраняется численность обслуживающего технического персонала.

 

 

 

 

1Общие  сведения о водоотливных установках                                       

1.1 Обеспечение надежности

 

1.1.1 Необходимость аккумулирующей емкости

  Для обеспечения необходимой надежности стационарных водоотливных установок предусматриваются водосборники — аккумулирующие и резервные емкости, на большинстве рудников выполняющие также роль отстойников.

Необходимость аккумулирующей емкости объясняется отсутствием водоотливных средств с экономичным плавным регулированием производительности. Для обеспечения длительной работы насосных агрегатов в оптимальном режиме при производительности насосов большей, чем шахтный приток, необходима аккумулирующая емкость,. вместимость которой должна определяться на основе технико-экономического анализа и с учетом местных условий. Вторая (резервная) часть общей емкости водосборника при нормальной работе установки свободна, она заполняется водой только в аварийных случаях — при вынужденных простоях водоотливных установок, внезапном прорыве воды и так далее.

 

1.1.2 Повышение надежности работы установки

  Автоматизация водоотливных установок значительно повышает надежность их работы, поэтому при нормальной работе всех автоматизированных стационарных рудничных водоотливных установок обычно обеспечивается изменение уровня воды в водосборнике в пределах имеющейся емкости таким образом, чтобы резервная емкость оставалась свободной. О повышении уровня воды сверх установленного верхнего уровня должно быть сообщено обслуживающему персоналу специальным сигналом, так как для предотвращения подтопления выработок необходимо вмешательство человека (ликвидация аварии, пуск дополнительных насосов и т. д.). Выполнение этого основного условия надежности откачки в большой степени зависит от состояния водосборников. В тех случаях, когда водосборники являются и отстойниками, они заполняются илом, что приводит к их постепенному сокращению и, следовательно, предпосылке аварийного положения. В таких условиях нормальное функционирование автоматизированной водоотливной установки невозможно, а это является причиной плохой работы ряда автоматизированных установок. Поэтому одним из требований должно быть обеспечение необходимой вместимости водосборника путем своевременной очистки его от осевшего ила. Лучшие результаты дает разграничение функций водосборника и отстойника, т. е. наличие перед водосборником специального отстойника с непрерывной очисткой и смывающегося, не заливающегося водосборника.

Необходимым условием создания надежной автоматизированной установки является устойчивая работа насосных агрегатов как в переходные (пуск и остановка), так и в установившийся периоды. Кроме того, должна быть обеспечена возможность быстрого переключения управления на ручное в случае неисправности аппаратуры автоматизации. Необходимо также и наличие контрольной сигнализации.

 

 1.2 Специфика условий эксплуатации водоотливных установок

 

  1.2.1 Условия работы установок

 Специфика условий эксплуатации водоотливных установок (работа во влажной среде, коррозия деталей, находящихся в воде, и др.) требует регулярного осмотра установок и периодичности работы действующих насосов, так как длительная стоянка насоса делает невозможным его пуск без участия человека. Поэтому при наличии нескольких установок, обеспечивающих необходимый резерв, они должны работать поочередно, а при наличии одной установки длительность стоянки насосов должна быть ограничена. Условия работы установок требуют также универсальной защиты электродвигателя.

 

 1.2.2 Группы  водоотливных установок

  Водоотливные установки в зависимости от особенностей схем и аппаратуры автоматизации могут быть разбиты на три группы:

  I — водоотливные установки с низковольтными электродвигателями, оборудованные одним действующим насосом (водоотливы зумпфа, шурфа, перекачные).

  II — насосные установки с низковольтными электродвигателями, оборудованные двумя или тремя действующими агрегатами (главные, вспомогательные, участковые или перекачные водоотливы).

 III — мощные насосные установки с двигателями высокого напряжения, оборудованные тремя и более агрегатами (главные или участковые водоотливы).

 

 1.3 Функции аппаратуры  автоматизации водоотлива

 

 Аппаратура  автоматизации водоотлива  должна   обеспечивать:

  автоматическую контролируемую заливку насосов перед их пуском в работу;

  автоматическое включение в работу очередного насоса при достижении водой верхнего уровня и непрерывную работу его до нижнего уровня;

  автоматический контроль за работающим насосом и аварийное отключение его, если он не развил заданной производительности или в установке возник отказ (перегрев подшипников, короткое замыкание и др.);

   автоматическое включение в работу резервного насоса, если отказал первый насос или он не справляется с притоками, вода достигла повышенного или аварийного уровня. Может предусматриваться одновременное включение нескольких насосов;

  обезличенную звуковую и световую сигнализацию на пульт диспетчера о состоянии установки (работа, отказ) и аварийном уровне воды, а также сигнализацию в камере об отказавшем насосе;

  возможность дистанционного включения установки с пульта диспетчера и перевод ее на ручное управление;

 возможность применения различных способов заливки (погруженный насос, баковый аккумулятор, сифонный способ и др.);

 блокирование от включения отказавшего насоса без вмешательства обслуживающего персонала;

  автоматическое управление работой задвижек на трубопроводах, а также работу с постоянно открытой задвижкой при небольших глубинах.

  Учитывая многообразие типов водоотливов, разнообразие гидрогеологических, горнотехнических условий шахт и рудников, для автоматизации этого процесса используется различная серийная аппаратура, обеспечивающая с той или иной полнотой реализацию рассмотренных требований. В ряде случаев автоматизация водоотлива выполняется по индивидуальным проектам.

 

1.4 Способы заливки насосов

 

        1.4.1 Операции  по управлению водоотливной установки

  К важнейшим операциям по управлению водоотливной установкой относится заливка насоса перед включением его в работу. В настоящее время наибольшее распространение получил способ заливки при помощи заливочного погруженного насоса ЗПН, который находится в водосборнике ниже нижнего уровня и постоянно залит водой.

Другие способы заливки: подача воды из нагнетательного става, применение баковых аккумуляторов, сифонный способ, использование заглубленных насосных камер получили в угольной промышленности малое распространение. В горнорудной промышленности заглубленные насосные камеры применяют широко, так как они обеспечивают наиболее благоприятные условия работы насосов существенно упрощают схему автоматизации.

      Обычно главные, перекачные и вспомогательные водоотливные установки оборудуются центробежными насосами, которые нуждаются в предварительном заполнении водой перед пуском (заливке).

  На практике при автоматизации насосов заливка осуществляется в зависимости от местных условий следующими способами: размещением насосов ниже уровня воды в водосборнике (заглубленные насосные камеры), погружением насосов в воду (погруженные вертикальные насосы), сифонным способом, баковыми аккумуляторами, из нагнетательного    трубопровода и вспомогательными насосами.

  1.4.2  Заглубленные насосные камеры

   Благодаря расположению насосов ниже уровня воды в водосборнике вода поступает к ним с подпором. Это создает благоприятные условия для эксплуатации насосов, так как снижается вероятность кавитации и подсоса воздуха через неплотности всасывающей линии. Этот способ заливки надежен, позволяет использовать быстроходные экономичные центробежные насосы, но применение его создает опасность затопления камеры.