Tối ưu hóa chế độ việc của quạt gió chính mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh (Luận án tiến sĩ)

162 7 0
  • Loading ...
1/162 trang
Tải xuống

Thông tin tài liệu

Ngày đăng: 16/03/2019, 08:27

Tối ưu hóa chế độ việc của quạt gió chính mỏ than hầm lò vùng Quảng NinhTối ưu hóa chế độ việc của quạt gió chính mỏ than hầm lò vùng Quảng NinhTối ưu hóa chế độ việc của quạt gió chính mỏ than hầm lò vùng Quảng NinhTối ưu hóa chế độ việc của quạt gió chính mỏ than hầm lò vùng Quảng NinhTối ưu hóa chế độ việc của quạt gió chính mỏ than hầm lò vùng Quảng NinhTối ưu hóa chế độ việc của quạt gió chính mỏ than hầm lò vùng Quảng NinhTối ưu hóa chế độ việc của quạt gió chính mỏ than hầm lò vùng Quảng NinhTối ưu hóa chế độ việc của quạt gió chính mỏ than hầm lò vùng Quảng NinhTối ưu hóa chế độ việc của quạt gió chính mỏ than hầm lò vùng Quảng NinhTối ưu hóa chế độ việc của quạt gió chính mỏ than hầm lò vùng Quảng NinhTối ưu hóa chế độ việc của quạt gió chính mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỎ-ĐỊA CHẤT =======o0o======= NGUYỄN CAO KHẢI TỐI ƢU HOÁ CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA QUẠT GIĨ CHÍNHMỎ THAN HẦM VÙNG QUẢNG NINH LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI – 2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT =======o0o======= NGUYỄN CAO KHẢI TỐI ƢU HOÁ CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA QUẠT GIĨ CHÍNHMỎ THAN HẦM VÙNG QUẢNG NINH LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT NGÀNH: KHAI THÁC MỎ MÃ SỐ: 9520603 Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS TS Trần Xuân Hà HÀ NỘI - 2018 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết luận án trung thực chƣa đƣợc cơng bố cơng trình khác./ Tác giả luận án Nguyễn Cao Khải MỤC LỤC MỤC LỤC……………………………… i DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT iv DANH MỤC BẢNG BIỂU v DANH MỤC HÌNH VẼ vii MỞ ĐẦU LỜI CẢM ƠN CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA QUẠT GIĨ CHÍNH 1.1 Đặc điểm chung quạt gió mỏ than hầm 1.1.1 Cấu tạo phân loại quạt gió 1.1.2 Các đƣờng đặc tính quạt gió 1.1.3 Miền sử dụng công nghiệp quạt 1.2 Chế độ làm việc quạt gió 10 1.2.1 Quan điểm chung chế độ làm việc quạt gió 11 1.2.2 Xác định chế độ công tác quạt gió làm việc độc lập 12 1.2.3 Xác định chế độ cơng tác quạt gió làm việc liên hợp 15 1.3 Tổng quan tối ƣu chế độ làm việc quạt gió 27 1.3.1 Tổng quan tối ƣu chế độ làm việc quạt gió giới 27 1.3.2 Tổng quan chế độ làm việc quạt gió Việt Nam 32 1.4 Kết luận chƣơng 35 CHƢƠNG 2: HIỆN TRẠNG THƠNG GIĨ VÀ NHU CẦU GIÓ SẠCH CỦA CÁC MỎ THAN HẦM VÙNG QUẢNG NINH 36 2.1 Đặc điểm khai thác mỏ than hầm vùng Quảng Ninh 36 2.1.1 Đặc điểm chung vùng than Quảng Ninh 36 2.1.2 Hiện trạng khai thác than hầm vùng Quảng Ninh 38 2.2 Hiện trạng thơng gió chế độ làm việc quạt gió 43 2.2.1 Đánh giá sơ đồ thơng gió 43 2.2.2 Đánh giá hiệu thơng gió mỏ 49 2.2.3 Đánh giá chế độ làm việc quạt gió 56 2.3 Nghiên cứu xác định nhu cầu gió thực tế cho mỏ 59 2.3.1 Lƣu lƣợng gió tính tốn áp dụng cho mỏ 59 2.3.2 Mối quan hệ lƣu lƣợng gió cho mỏ với kế hoạch sản xuất 62 2.3.3 Xác định lƣu lƣợng gió thực cho mỏ theo thời điểm 69 2.4 Kết luận chƣơng 77 CHƢƠNG 3: TỐI ƢU HÓA CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA QUẠT GIĨ CHÍNHMỎ THAN HẦM VÙNG QUẢNG NINH 78 3.1 Xác định tham số tối ƣu chế độ làm việc quạt gió 78 3.1.1 Phƣơng pháp xác định chế độ làm việc quạt gió 78 3.1.2 Xác định tham số tối ƣu hóa chế độ làm việc quạt gió 85 ii 3.2 Xây dựng phƣơng pháp luận tối ƣu chế độ làm việc quạt gió 92 3.2.1 Tối ƣu độ chênh điểm làm việc với điểm yêu cầu 92 3.2.2 Tối ƣu lƣợng gió khơng cần thiết không cao điểm 95 3.3 Lựa chọn phƣơng án tối ƣu chế độ làm việc quạt gió 96 3.3.1 Các phƣơng án tối ƣu chế độ làm việc quạt gió 96 3.3.2 Lựa chọn phƣơng án tối ƣu chế độ làm việc quạt gió 105 3.4 Xây dựng sơ đồ thuật toán tối ƣu chế độ làm việc quạt gió 107 3.4.1 Xây dựng sơ đồ tổng quát 107 3.4.2 Xây dựng sơ đồ thuật toán tối ƣu chế độ làm việc quạt gió 109 3.5 Chƣơng trình giải tốn tối 111 3.5.1 Quy trình tối ƣu hóa chế độ làm việc quạt gió 111 3.5.2 Thiết lập chƣơng trình giải tốn tối ƣu chế độ làm việc quạt gió 111 3.5.3 Ứng dụng phần mềm giải tốn tối ƣu cho số quạt gió 115 3.6 Kết luận chƣơng 122 CHƢƠNG 4: NGHIÊN CỨU THỬ NGHIỆM TỐI ƢU HĨA CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA QUẠT GIĨ CHÍNHMỎ THAN HÀ LÀM 123 4.1 Hiện trạng thơng gió mỏ than hà lầm 123 4.1.1 Đặc điểm trạng khai thác 123 4.1.2 Hiện trạng thơng gió mỏ 124 4.2 Chế độ làm việc tói ƣu quạt gió 125 4.2.1 Kết tính tốn chế độ làm việc quạt gió 125 4.2.2 Chế độ làm việc quạt gió sử dụng biến tần để tối ƣu 127 4.3 Lập quy trình điều khiển chế độ làm việc quạt gió 128 4.3.1 Cơ sở lập quy trình điều khiển chế độ làm việc quạt gió 128 4.3.2 Lập quy trình điều khiển chế độ làm việc quạt gió 130 4.4 Kết thử nghiệm tối ƣu chế độ làm việc quạt gió 140 4.4.1 Kết sử dụng biến tần 140 4.4.2 Đánh giá hiệu áp dụng thử nghiệm 141 4.5 Kết luận chƣơng 145 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 146 CÁC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA NCS CHỦ TRÌ HOẶC THAM GIA 148 TÀI LIỆU THAM KHẢO 150 iii DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT TT 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 Chữ viết tắt AT CBCNV CBVTC CCM CCMBC CĐVT-CT CĐVT-TC DV DVVT ĐG ĐKSX HĐKS HTKH HTTG KHTH KTM KT KT1, KT2, … LC NCS PX SĐKT SĐTG QCVN TCCP TG TKV TNHH MTV Tr.Q XN XV XVTG XVVT Giải nghĩa An toàn Cán công nhân viên Cánh bắc vỉa khu Thành Công Cấp cứu mỏ Cấp cứu mỏ bán chuyên Cơ điện vận tải Cao Thắng Cơ điện vận tải Thành Công Dọc vỉa Dọc vỉa vận tải Đánh giá Điều khiển sản xuất Hoạt động khoáng sản Hệ thống khai thác Hệ thống thơng gió Kế hoạch tổng hợp Kỹ thuật mỏ Khai thác Phân xƣởng khai thác 1, … chợ Nghiên cứu sinh Phân xƣởng Sơ đồ khai thác Sơ đồ thơng gió Quy chuẩn Việt Nam Tiêu chuẩn Thơng gió Tập đồn cơng nghiêp than - khoáng sản Việt Nam Trách nhiệm hữu hạn thành viên Trạm quạt Xí nghiệp Xun vỉa Xun vỉa thơng gió Xuyên vỉa vận tải iv DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1-1 Tổng hợp số lƣợng loại quạt gió vùng Quảng Ninh 33 Bảng 2.1 Tổng hợp trữ lƣợng than vùng thuộc Quảng Ninh 39 Bảng 2.2 Kết khảo sát lƣu lƣợng gió qua chợ số mỏ 50 Bảng 2.3 Kết đo điều kiện vi khí hậu số mỏ than vùng Quảng Ninh 51 Bảng 2.4 Kết đo hàm lƣợng khí số mỏ than vùng Quảng Ninh 53 Bảng 2.5 Tổng hợp kết chế độ làm việc quạt gió số mỏ 57 Bảng 2.6 Tiêu thụ điện cho khâu thơng gió số mỏ than hầm 58 Bảng 2.7 Kết tính tốn lƣu lƣợng gió loại chợ trƣờng hợp nghỉ làm việc với ngày làm việc mỏ xếp loại I khí 69 Bảng 2.8 Kết tính tốn lƣu lƣợng gió loại chợ trƣờng hợp nghỉ làm việc với ngày làm việc mỏ xếp loại II khí .69 Bảng 2.9 Kết tính tốn lƣu lƣợng gió loại chợ trƣờng hợp nghỉ làm việc với ngày làm việc mỏ xếp loại III khí .70 Bảng 2.10 Kết tính tốn lƣu lƣợng gió loại chợ trƣờng hợp nghỉ làm việc với ngày làm việc mỏ xếp loại siêu hạng .70 Bảng 2.11 Kết tính tốn giá trị tỷ lệ lƣu lƣợng gió loại chuẩn bị trƣờng hợp nghỉ làm việc ngày làm việc 70 Bảng 2.12 Kết đánh giá khí ngày nghỉ với ngày làm việc 71 Bảng 2.13 Tỷ lệ lƣu lƣợng gió cho mỏ theo yếu tố lớn so với yếu tố thứ 73 Bảng 2.14 Tỷ lệ lƣu lƣợng gió cho mỏ chợ, chuẩn bị 74 Bảng 2.15 Tỷ lệ xuất khí CH4 số mỏ than hầm vùng Karagandir 76 Bảng 3.1 Kết xác định khả giảm độ chênh lƣu lƣợng gió điểm cơng tác điểm u cầu số quạt gió vùng Quảng Ninh 93 Bảng 4.1 Kết tính tốn lƣu lƣợng gió trạm quạt mức +29 đảm nhiệm 125 Bảng 4.2 Thông số kỹ thuật quạt FBDCZ-8-No30 132 Bảng 4.3 Thơng số kĩ thuật tủ điện 133 Bảng 4.4 Thông số kĩ thuật cấu thao tác 134 Bảng 4.5 Thông số cuộn dây đóng ngắt điện 134 Bảng 4.6 Thông số động tính 134 Bảng 4.7 Thông số điều khiển bảo vệ 135 Bảng 4.8 Thông số kĩ thuật biến tần GVF 136 Bảng 4.9 Các thông số cài đặt biến tần để tối ƣu chế độ làm việc quạt gió 138 Bảng 4.10 Kết tính tốn tiêu hiệu vốn đầu tƣ biến tần 143 Bảng 4.11 Kết tính thời gian thu hồi vốn đầu tƣ biến tần 143 Bảng 4.12: Kết đo khí ngày nghỉ áp dụng biến tần tối ƣu hóa chế độ làm việc quạt gió mỏ than Hà Lầm .144 v DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Giới thiệu điểm cơng tác (điểm A) loại quạt hƣớng trục Hình 1.2 Miền sử dụng cơng nghiệp quạt Hình 1.3 Đƣờng đặc tính quạt gió 2K56-No24 (n = 1000) 10 Hình 1.4 Đồ thị xác định chế độ cơng tác quạt gió 2K56-No18 14 Hình 1.5 Đồ thị xác định chế độ cơng tác quạt gió giống làm việc song song phƣơng pháp đồ thị 16 Hình 1.6 Xác định chế độ cơng tác quạt gió giống làm việc song song phƣơng pháp đƣờng đặc tính thu gọn mạng ngồi 16 Hình 1.7 Giản đồ xác định chế độ cơng tác quạt gió 17 Hình 1.8 Phƣơng pháp đồ thị xác định chế độ cơng tác quạt gió làm việc liên hợp song song 19 Hình 1.9 Chế độ làm việc quạt làm việc nối tiếp 23 Hình 1.10 Chế độ làm việc quạt gió mắc song song gần 25 Hình 1.11 Sơ đồ làm việc quạt gió làm việc song song xa 26 Hình 1.12 Chế độ làm việc quạt gió làm việc liên hợp song song xa 27 Hình 1.13 Xác định tối ƣu chế độ làm việc quạt phƣơng pháp giảm sức cản mỏ30 Hình 1.14 Xác định tối ƣu chế độ làm việc quạt phƣơng pháp giảm rò gió 31 Hình 1.15 Đồ thị xác định tối ƣu chế độ làm việc quạt gió phƣơng pháp sử dụng quạt có cấu tự điều chỉnh góc lắp cánh bánh cơng tác sử dụng biến tần 32 Hình 1.16 Tỷ lệ loại quạt gió mỏ than hầm Việt Nam năm 2017 33 Hình 2.1 Bản đồ vị trí địa lý tỉnh Quảng Ninh 36 Hình 2.2 Phân bố TLĐC mỏ hầm theo chiều dày độ dốc vỉa 39 Hình 2.3 Phân bố TLĐC theo kích thƣớc đƣờng phƣơng khu khai thác 40 Hình 2.4 Phân bố TLĐC mỏ than hầm QN theo hình dạng khu khai thác 40 Hình 2.5 Giản đồ thơng gió khu mỏ Cẩm Thành, Cơng ty than Hạ Long .44 Hình 2.6 Giản đồ thơng gió khu mỏ Bắc Cọc Sáu Công ty than Hạ Long 45 Hình 2.7 Giản đồ thơng gió khu mỏ Hà Ráng, Công ty than Hạ Long 45 Hình 2.8 Giản đồ thơng gió khu mỏ Cao Thắng, Cơng ty than Hòn Gai 46 Hình 2.9 Giản đồ thơng gió khu mỏ Thành Cơng, Cơng ty than Hòn Gai 46 Hình 2.10 Giản đồ thơng gió mỏ Hồng Thái, Cơng ty than ng Bí 47 Hình 2.11 Giản đồ thơng gió mỏ Mơng Dƣơng 47 Hình 2.12 Giản đồ thơng gió mỏ than Khe Chàm 48 Hình 2.13 Giản đồ thơng gió mỏ than Hà Lầm 48 Hình 2.14 Mặt cắt thiết kế cửa gió chắn gió cố định, cánh sắt 54 Hình 2.15 Cửa gió thƣợng thơng gió mức -100 -:- +32 mỏ than Khe Chàm 54 vi Hình 2.16 Bản vẽ thiết kế loại cửa gió tự động đóng mở cánh cửa 55 Hình 2.17 Biểu đồ đánh giá tỷ lệ điện thơng gió mỏ TB số mỏ 59 Hình 2.18 Biểu đồ tổ chức sản xuất chợ chống cột thủy lực đơn 63 Hình 2.19 Biểu đồ tổ chức sản xuất chợ phân tầng chống giá thủy lực 63 Hình 2.20 Biểu đồ tổ chức sản xuất chợ chống giá khung xích 63 Hình 2.21 Biểu đồ tổ chức sản xuất chợ chống giá khung 64 Hình 2.22 Biểu đồ tổ chức sản SX chợ CGH chống giữ giàn 2ANSHA 64 Hình 2.23 Biểu đồ tổ chức SX chợ CGH chống giữ giàn VINAANTA 64 Hình 2.24 Biểu đồ tổ chức sản xuất đào đá ca 65 Hình 2.25 Biểu đồ tổ chức sản xuất đào đá ca 65 Hình 2.26 Biểu đồ tổ chức sản xuất đào than 65 Hình 2.27 Biểu đồ tổ chức sản xuất đào than máy Cobai AM-50Z 65 Hình 2.28 Biểu đồ xuất khí CH4 chợ ngày nghỉ 72 Hình 2.29 Tỷ lệ lƣu lƣợng gió cho mỏ theo yếu tố lớn so với yếu tố thứ 74 Hình 2.30 Biểu đồ xuất khí chợ ngày làm việc 75 Hình 3.1 Đồ thị xác định chế độ cơng tác quạt gió khu Cẩm Thành 80 Hình 3.2 Đồ thị tính tốn liên hợp quạt mỏ than Hồng Thái 81 Hình 3.3 Đồ thị xác định chế độ làm việc quạt FBDCZ-No20 mỏ Hồng Thái 82 Hình 3.4 Đồ thị xác định chế độ làm việc quạt BD-II-4-No11 mỏ Hồng Thái 82 Hình 3.5 Đồ thị xác định chế độ làm việc quạt gió 2K56-No24 Khe Chàm 84 Hình 3.6 Đồ thị xác định chế độ làm việc quạt gió 2K56-No30 Khe Chàm 84 Hình 3.7 Đồ thị xác định chế độ làm việc quạt gió BD-II-6-No16 Khe Chàm 84 Hình 3.8 Xác định độ chênh lƣu lƣợng điểm làm việc với điểm yêu cầu 93 Hình 3.9 So sánh độ chênh lƣu lƣợng điểm làm việc với điểm yêu cầu 94 Hình 3.10 Biểu đồ đánh giá hiệu việc tối ƣu độ chênh điểm làm việc 94 Hình 3.11 Đồ thị xác định chế độ cơng tác quạt gió VOA-3.0, n = 750v/ph 97 Hình 3.12 Sơ đồ nguyên lý hoạt động biến tần 100 Hình 3.13 Hình dạng số loại biến tần DANFOSS 102 Hình 3.14 Hình dạng loại biến tần sử dụng số mỏ vùng Q.Ninh .102 Hình 3.15 Mối phụ thuộc thay đổi cơng suất động với lƣu lƣợng gió áp dụng phƣơng án tối ƣu chế độ làm việc quạt gió 106 Hình 3.16 Sơ đồ tổng quan hệ thống điều khiển tự động mạng gió mỏ 108 Hình 3.17 Biểu đồ minh họa tối ƣu chế độ làm việc sử dụng biến tần 110 Hình 3.18 Sơ đồ thuật tốn chƣơng trình sử dụng biến tần tối ƣu chế độ làm việc 110 Hình 3.19 Giao diện phần mềm giải tốn tối ƣu hóa chế độ làm việc 115 Hình 3.20 Chế độ làm việc quạt gió mỏ than Bắc Cọc Sáu 116 Hình 3.21 Kết tính tốn thơng số cài đặt biến tần đánh giá hiệu quạt 2K56-No24 mỏ than Bắc Cọc Sáu 117 Hình 3.22 Chế độ làm việc liên hợp quạt gió mỏ than Hồng Thái .118 Hình 3.23 Xác định thơng số tối ƣu quạt FBDCZ-8-No20 than Hồng Thái 118 vii Hình 3.24 Xác định thơng số tối ƣu quạt BD-II-4-No12 mỏ Hồng Thái .119 Hình 3.25 Kết tính tốn thơng số cài đặt biến tần đánh giá hiệu quạt FBDCZ-8-No20 mỏ than Hồng Thái 120 Hình 3.26 Kết tính tốn thơng số cài đặt biến tần đánh giá hiệu quạt BD-II-4-No12 mỏ than Hồng Thái 121 Hình 4.1 Đồ thị xác định chế độ cơng tác quạt FBDCZ-8-No30/2x500kW mỏ than Hà Lầm không sử dụng biến tần .126 Hình 4.2 Đồ thị xác định chế độ làm việc quạt FBDCZ-8-No30/2x500kW mỏ than Hà Lầm sử dụng biến tần .128 Hình 4.3 Kết tính tốn thông số cài đặt biến tần đánh giá hiệu quạt FBDCZ-8-No30 mỏ than Hà Lầm .129 Hình 4.4 Hình dáng chung trạm quạt FBDCZ-8-No30/2x500kW 132 Hình 4.5 Sơ đồ hình dáng hình điều khiển LCD .135 Hình 4.6: Hình dáng hệ thống tủ điều khiển trạm quạt 136 Hình 4.7 Sơ đồ thuật tốn chƣơng trình điều khiển tự động chế độ làm việc quạt gió FBDCZ-8-No30 137 Hình 4.8 Sơ đồ chƣơng trình chạy Logo cho quạt gió FBDCZ-8-No30 139 ... 3: TỐI ƢU HÓA CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA QUẠT GIĨ CHÍNH Ở MỎ THAN HẦM LÕ VÙNG QUẢNG NINH 78 3.1 Xác định tham số tối ƣu chế độ làm việc quạt gió 78 3.1.1 Phƣơng pháp xác định chế độ. .. than hầm lò vùng Quảng Ninh 36 2.1.1 Đặc điểm chung vùng than Quảng Ninh 36 2.1.2 Hiện trạng khai thác than hầm lò vùng Quảng Ninh 38 2.2 Hiện trạng thông gió chế độ làm việc quạt gió. .. đƣợc phƣơng án – giải pháp tối ƣu chế độ làm việc quạt gió mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh - Xây dựng đƣợc sơ đồ tổng quát sơ đồ thuật toán tự động điều chỉnh chế độ làm việc quạt gió nhờ sử dụng
- Xem thêm -

Xem thêm: Tối ưu hóa chế độ việc của quạt gió chính mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh (Luận án tiến sĩ), Tối ưu hóa chế độ việc của quạt gió chính mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh (Luận án tiến sĩ)

Gợi ý tài liệu liên quan cho bạn

Nhận lời giải ngay chưa đến 10 phút Đăng bài tập ngay