Техническая характеристика водоохладителя шахтного ОКВШ 325

Производительность номинальная, кВт – 325

В режиме с параметрами:

вода оборотная на входе

температура,^оС – 45

расход, м³/ч – 37,5

воздух на входе

температура,^оС – 32

расход, м³/ч – 29000

относительная влажность,% – 85

оросительная вода на входе

температура,^оС – 32

расход воды, м³/ч – 15

Эффект охлаждения воды, ^оС 7–10

Габаритные размеры, мм 6051х900х2100

Масса, кг 3700

Для нормализации тепловых условий – охлаждения и осушения воздуха в забоях подготовительных выработок и очистных забоях глубоких шахт ОАО «Одесское производственным объединением «Холодмаш» серийно выпускается подземная передвижная машина холодильная КПШ 130-2-0 с взрывобезопасным электрооборудованием холодопроизводительностью 130 кВт. Машина КПШ-130-2-0 агрегатирована – состоит из компрессорно-конденсаторного, воздухообрабатывающего агрегатов и комплекта монтажных частей (рис.4).

Рисунок 4 – Схема передвижной машины холодильной КПШ 130-2-0

Для передвижения по рельсовым путям на унифицированные колесные пары для колеи 900 мм. Машина КПШ-130-2-0 автоматизирована и имеет все виды необходимых зашит.

Техническая характеристика кондиционера КПШ-130-2-0

Хладагент R22

Холодопроизводительность номинальная, кВт 130

в режиме с параметрами:

воздух на входе

температура, ^оС 32

относительная влажность, % 70

вода, на конденсатор

температура, ^оС 35

расход, м³/ч 20

Эффект охлаждения воздуха, ^оС 10-14

Потребляемая мощность номинальная, кВт 39

Род тока переменный трехфазный 660В/50Гц

Масса (сухая), кг

агрегата компрессорно-конденсаторного 1650

агрегата воздухообрабатывающего 1000

комплекта монтажных частей 225

Габаритные размеры, мм

агрегата компрессорно-конденсаторного 2435х900х1250

агрегата воздухообрабатывающего 2255х900х1400

Машина для охлаждения воздуха КПШ-130-2-0 имеет высокую степень заводской готовности и может монтироваться и вводиться в эксплуатацию специалистами шахтных служб кондиционирования воздуха

С 2003 года начались работы по созданию шахтного передвижного кондиционера мощностью 300 кВт холода, предназначенного для охлаждения воздуха в механизированных тупиковых подготовительных выработках.

В 2005 году ОАО «Донгипрошахт» выполнен проект кондиционирования воздуха на базе опытного образца шахтного кондиционера мощностью 300 кВт холода. Проектом произведена привязка опытного образца кондиционера КПШ-300 для проведения приемочных испытаний в условиях 9-й южной лавы пласта h₈ шахты «Прогресс» ГП «Торезантрацит». Сметная стоимость затрат составила 5289,11 тыс. грн., в том числе НДС – 881,518 тыс. грн.

Передвижной шахтный кондиционер КПШ 300

Кондиционер передвижной шахтный КПШ 300 является головным образцом высокопроизводительных кондиционеров, работающих на допускаемом к применению холодильном агенте, выпуск которых предусмотрен предприятиями Украины.

Кондиционер представляет собой шахтную агрегатированную холодильную машину, осуществляющую непосредственное охлаждение рудничного воздуха, передвигаемую периодически при необходимости. Кондиционер предназначен преимущественно для охлаждения воздуха, подаваемого для проветривания тупиковых высокомеханизированных подготовительных выработок, потребность в холоде которых составляет до 300 кВт. Кондиционер может также использоваться для охлаждения воздуха, поступающего на проветривание лав. Область применения кондиционера распространяется на глубокие угольные шахты, включая шахты, опасные по газу, пыли и внезапным выбросам. Кондиционер может применяться также в глубоких рудниках и других отраслях промышленности для комфортного технологического кондиционирования.

Согласно техническому заданию на разработку изделия кондиционер КПШ 300 должен обеспечивать показатели назначения, приведенные в таблице 1.

Таблица 1. Показатели назначения опытного образца

Кондиционера КПШ 300

Опытный образец кондиционера КПШ 300 (рис.5) состоит из компрессорно-конденсаторного и воздухообрабатывающего блоков. Хладоновые системы блоков соединяются гибкими металлическими рукавами. В качестве холодильного агента использован хладон R22.

Компрессорно-конденсаторный блок состоит из собранных на раме компрессора SMC10-4 «Sabroe» с электродвигателем 2ВР280S6У2,5, двухэлементного конденсатора, фильтра-осушителя, маслоотделителя, приборов автоматики и контроля, пульта аварийной защиты, запорной арматуры и соединительных кабелей.

а)

б)

Рисунок 5 – Общий вид кондиционера КПШ – 300: а) компрессорно-конденсатор-ный блок; б) воздухообрабатывающий блок.

Двухэлементный конденсатор предназначен для отвода теплоты конденсации из системы холодильного агента кондиционера к охлаждающей воде за счет теплообмена между перегретыми парами в межтрубном пространстве холодильного агента и охлаждающей водой, циркулирующей по оребренным трубкам. Секции конденсатора – кожухотрубные аппараты водяного охлаждения, параллельно соединяются между собой по воде и по хладагенту. Конструктивно конденсатор представляет собой две горизонтально расположенные стальные обечайки диаметром по 325 мм, в которых расположились по 132 медные трубки диаметром 16 мм с накатными ребрами. По торцам обечаек расположены съемные крышки, в которых предусмотрены перегородки для соединения ходов движения охлаждающей воды. В одной из крышек предусмотрены трубки диаметром 70 мм для подвода и отвода охлаждающей воды. В верхней части корпуса одной из секций конденсатора расположен пружинный предохранительный клапан с трехходовым вентилем. Для выпуска в атмосферу неконденсирующихся газов (воздуха) из системы холодильного агента в верхней части секций конденсатора предусмотрен спускной клапан.

Маслоотделитель представляет собой вертикальный сварной сосуд, внутри которого расположена сетчатая набивка и специальный направляющий аппарат, с помощью которых происходит отделение масла, унесенного нагнетаемыми компрессором парами холодильного агента. Для визуального контроля за уровнем масла на боковой поверхности маслоотделителя расположен указатель уровня. Для слива масла в картер компрессора на трубопроводе, соединяющем маслоотделитель с компрессором, предусмотрен запорный клапан.

Фильтр-осушитель предназначен для улавливания из системы холодильного агента механических загрязнений и влаги, внесенных при монтаже и образующихся в процессе эксплуатации кондиционера в результате износа и химических реакций. Конструктивно фильтр-осушитель выполнен в виде закрытого заглушкой цилиндрического корпуса, внутри которого установлен фильтр-осушитель, состоящий из сетчатых патронов и вставки, кольцевое устройство между которыми заполняется осушителем (цеолитом). Жидкий хладон проходит через корпус и торцевую сетку патрона, где влага, содержащаяся в хладоне, поглощается цеолитом. осушенный хладон через гофрированные сетки очищается от механических примесей и выходит из фильтра. Конструкция фильтра-осушителя обеспечивает возможность изъятия фильтрующих элементов для очистки и цеолита для замены либо регенерации без отделения его от трубопроводов системы холодильного агента. На трубопроводе перед фильтром-осушителем установлено смотровое устройство.

Щит приборов конструктивно представляет собой панель, на которой размещены приборы контроля и автоматической защиты, а также пульт управления работой кондиционера.

На хладоновых трубопроводах компрессорно-конденсаторного блока установлена запорная арматура, обеспечивающая возможность выполнения технологических операций по заправке, техническому обслуживанию, ремонту и эксплуатации кондиционера.

Рама и каркаскомпрессорно-конденсаторного блока представляет собой сваренные из швеллеров металлические конструкции. Рама обеспечивает возможность перемещения компрессорно-конденсаторного блока по почве горной выработки, а также установки его на платформу шахтной вагонетки.

Воздухообрабатывающий блок состоит из двух батарей, каждая из которых представляет многотрубный змеевидный теплообменник из 90 змеевиков с 22 ходами. Змеевики выполнены из медных трубок диаметром 12 мм. Одним концом змеевики встраиваются в жидкостный коллектор диаметром 38х3 мм, а другим – в паровой коллектор диаметром 76х4 мм. Перед каждой из батарей по ходу движения воздуха установлено по две форсунки, с помощью которых осуществляется периодическое смывание с теплообменной поверхности отложений пыли, вносимой охлаждаемым воздухом. На трубопроводах подачи жидкого холодильного агента в батареи установлены два терморегулирующих вентиля типа РТН 85, предназначенные для автоматического регулирования системы заполнения батарей жидким холодильным агентом. Регулирование заполнения происходит в зависимости от разности температур кипящего в батареях жидкого холодильного агента и паров на выходе из батарей.

Воздухообрабатывающий блок размещен в каркасе, представляющем собой металлическую конструкцию, сваренную из швеллеров. К каркасу крепятся батареи, диффузор и конфузор. Основанием каркаса служит щит с салазками для установки на платформы шахтных вагонеток и для перемещения воздухообрабатывающего блока по почве горной выработки.

Питание кондиционера осуществляется от трехфазной сети и изолированной нейтралью с линейным напряжением 660 В. Управление работой кондиционера осуществляется пультом управления ПУ-130/300. Питание на пульт управления подается включением блока питания БП12. Кондиционер автоматизирован. Объем автоматизации кондиционера удовлетворяет требованиям.

Система автоматического контроля и защиты кондиционера обеспечивает:

- запуск в работу оборудования кондиционера в автоматическом и ручном (наладочном) режимах;

- работу оборудования в автоматическом режиме без вмешательства обслуживающего персонала;

- возможность ручного пуска и остановки компрессора с отключенными защитами (кроме защиты от высокого давления нагнетания, от низкого давления масла и от перегрева обмотки электродвигателя) в режиме ручного управления;

- автоматическую защиту оборудования кондиционера и его отключение при достижении опасных значений давления нагнетания, давления всасывания, температуры нагнетания, температуры обмотки электродвигателя компрессора, при отсутствии смазки (масла) компрессора, при отсутствии протока воды, охлаждающей конденсатор, при отсутствии протока охлаждаемого воздуха;

- световую сигнализацию об аварийной остановке компрессора с расшифровкой причин остановки;

- аварийное ручное отключение кондиционера;

- блокировку, исключающую пуск кондиционера до устранения причин аварийной остановки;

- блокировку контакта датчика-реле разности давлений по отсутствию масла в компрессоре на период пуска компрессора и при размыкании контактов датчика-реле при недопустимом значении уровня масла на 60 с;

- выдержку времени на отключение при отсутствии напора охлаждаемого воздуха и охлаждающей воды на 10-15 с;

- контроль исправности цепей сигнализации;

- передачу информации о состоянии кондиционера («работает» «не работает») на центральный пульт диспетчера;

- автоматическое регулирование подачи холодильного агента в батареи.

Автоматическое регулирование заполнения жидким холодильным агентом батарей осуществляется терморегулирующими вентилями в зависимости от перегрева паров холодильного агента на выходе из воздухообрабатывающего блока.

Настройка срабатывания приборов автоматической защиты обеспечивает:

- отключение кондиционера датчиком-реле давления Д21ВМ-1-01-2-1 при давлении всасывания (0,30±0,02) МПа (3,0±0,2) кгс/см²;

- отключение кондиционера датчиком-реле давления Д21ВМ-2-05-2-1 при давлении нагнетания (1,80+0,03) МПа (18,0+0,3) кгс/см²;

- отключение кондиционера датчиком-реле разности давлений Д231ВМ-01-2-1 при разности давлений в системе смазки (0,25±0,01) МПа (2,5±0,1) кгс/см²;

- отключение кондиционера датчиком-реле температуры Т21ВМ-2-09-2-1 при температуре нагнетания (120±5) ^оС;

- отключение кондиционера реле температурным ДТР-212 при температуре обмотки электродвигателя компрессора, соответствующей заводской настройке.

Для выдачи сигнала о наличии протока воздуха применен датчик контроля воздуха ДКВ. В качестве датчика протока воды применен датчик-реле разности давления Д231ВМ-01-2-1.

Работа кондиционера осуществляется по замкнутому одноступенчатому термодинамическому циклу. Принципиальная пневмогидравлическая схема кондиционера КПШ 300 приведена на рис.6.

Рисунок 6 – Принципиальная пневмогидравлическая схема

Кондиционер КПШ 300

Сжатые до давления конденсации пары холодильного агента из компрессора КМ нагнетаются в маслоотделитель МО, где происходит отделение масла. Из маслоотделителя пары хладона направляются в межтрубное пространство конденсатора КД, где происходит конденсация паров в жидкость и ее переохлаждение за счет теплообмена с охлаждающей водой, проходящей по трубкам секций конденсатора. Из конденсатора переохлажденный холодильный агент поступает в фильтр-осушитель ФО, в котором холодильный агент очищается от механических примесей и осушается от влаги. Далее поток жидкого холодильного агента поступает в терморегулирующие вентили ВН6 и ВН7, где дросселируется до давления испарения и в виде парожидкостной смеси поступает в батареи Б1 и Б2 воздухоохлаждающего блока. В батареях происходит кипение холодильного агента и перегрев образовавшихся паров за счет теплоты, отбираемой от воздуха, проходящего через батареи воздухоохлаждающего блока.

В процессе предварительных испытаний на стенде ОАО «Холодмаш» (г. Одесса) кондиционер КПШ 300 обеспечил следующие показатели.

Холодильная мощность кондиционера в номинальном режиме при температуре воздуха на входе в воздухообрабатывающий аппарат 31,8 ^оС, относительной влажности 71%, расходе воздуха через воздухоохлаждающий аппарат 7,7 м³/с, температуре охлаждающей воды на входе в конденсатор 34,9 ^оС, расходе охлаждающей воды 50 м³/ч составила 324 кВт. Потребляемая электрическая мощность составила 73 кВт. Установлена работоспособность кондиционера в диапазоне условий: температура воздуха на входе в воздухообрабатывающий аппарат 20-40 ^оС, относительная влажность – 50-75%, расход отрабатываемого воздуха 4,85-7,7 м³/с, температура воды на входе в конденсатор 34,0-38,5 ^оС, расход охлаждающей воды в конденсаторе 39,0-61,2 м³/ч. В ходе предварительных испытаний установлена также зависимость потерь давления воздуха от его расхода в воздухообрабатывающем блоке, которая приведена на рис.7.

Рисунок 7 – График зависимости потерь давления (ΔР) от расхода

(V) воздуха в воздухообрабатывающем блоке кондиционера КПШ 300

Опытный образец шахтного передвижного кондиционера КПШ 300 удовлетворяет основным показателям назначения, предусмотренным техническим заданием и проектом технических условий и рекомендован к поставке на шахту для проведения приемочных испытаний.

Литература

1. Кондиционер передвижной шахтный КПШ 300. Техническое задание ТЗ 1010304000-2003.

2. Кондиционер передвижной шахтный КПШ 300. Руководство по эксплуатации КПШ 300.00.00.000РЭ.

3. ГСТУ 101.00174088.001-2003 Системи кондиціонування рудникового повітря.