Вентиляция по требованию

Последнее время в рудничной вентиляции часто используют термины: вентиляция по требованию, бережливое проветривание, умная вентиляция, автоматическое управление проветриванием. Эти термины синонимичны и обозначают системы, которые управляют вентиляцией рудника и экономят электроэнергию.

Теория

Вентиляция по требованию — это когда для проветривания рабочей зоны подается ровно столько воздуха, сколько требуется в данный момент. Например, если в рабочей зоне приостанавливается добыча руды, то на время проветривание этого участка снижается до минимально допустимого и в рудник подается меньше воздуха. Таким образом, снижаются затраты электроэнергии на проветривание.

Чтобы понять как устроена вентиляция по требованию во-первых разберемся какими средствами управляют проветриванием рудника:

Подачу воздуха в рудник регулируют изменением угла поворота лопаток и оборотов главной вентиляторной установки.
Между участками рудника воздух перераспределяют за счет автоматических вентиляционных окон.
На участке рудника воздух подается на повторное использование рециркуляционными вентиляторными установками.
Подачу воздуха в рабочую зону регулируют изменением оборотов вентиляторов местного проветривания.

Во-вторых разберемся какими способами определяют сколько воздуха подать в рабочую зону:

Воздуха подают столько, чтобы в рабочей зоне содержание газов и пыли было в допустимых пределах. Количество, газовый состав и запыленность воздуха контролируют автоматические замерные станции.
Необходимое количество воздуха подают на каждую единицу техники и человека, работающих на участке. За местоположение людей и техники следит система позиционирования.
Количество воздуха рассчитывают для каждого режима работы участка: добычная смена, ремонтная или нерабочая. Перед новой сменой на диспетчерском пульте выбирают режим работы каждого участка.

Каждая система управления проветриванием строится на выборе способа определения количества воздуха и набора средств управления вентиляцией. Выбранные компоненты соединяются с центральным контроллером, в котором программируется специальный алгоритм управления проветриванием рудника.

Примеры

Виртуальная диспетчерская имитирует работу системы автоматического управления проветриванием, которую разработала в Перми команда Горного института. В эту систему входят автоматические замерные станции, управляемые вентиляционные двери и регулируемый главный вентилятор.
https://vod.aerologist.ru

Решение швейцарской корпорации ABB Ability™ Ventilation Optimizer основано на системе позиционирования техники, управляемых вентиляторах местного проветривания, вентиляционных окнах и главной вентиляторной установке.
https://youtu.be/kylx4Ls4Zi0

Компания Howden предлагает программу Ventsim™ Contol для управления вентиляцией горного предприятия. Программа работает с любым из трех способов определения требуемого количества воздуха и управляет следующими компонентами: вентиляторы местного проветривания, вентиляционные окна и главный вентилятор.
https://youtu.be/cpZfNL4w5nI

Практика

На четвертом рудоуправления предприятия Беларуськалий работает система управления вентиляцией, которая состоит из следующих компонентов: регулируемый главный вентилятор, автоматические вентиляционные двери и рециркуляционные установки. Количество воздуха, необходимое для проветривания, определяется расчетом для каждого режима работы участка.

Применение вентиляции по требованию на этом руднике снижает потребление электроэнергии главным вентилятором с 4 до 1 МВт и дает технический резерв вентиляции, позволяющий увеличить мощность рудника по добыче с 6 до 12 млн тонн руды в год.

Фотографии

На фотографиях показаны некоторые компоненты систем управления вентиляцией рудника.

Автоматическая замерная станция контролирует параметры загрязнения воздуха в местах где работают люди. Она комплектуется датчиками скорости движения воздуха, температуры, влажности, содержания пыли, горючих и ядовитых газов.

Главная вентиляторная установка регулирует общую подачу воздуха в рудник, изменения угол поворота лопаток и обороты вращения двигателя. Параметры подбираются таким образом, чтобы обеспечить минимальные энергозатраты на проветривание.

Автоматическая вентиляционная дверь перераспределяет воздух между участками рудника, обеспечивая в каждой рабочей зоне количество воздуха, необходимое для проветривания

Рециркуляционная установка подает воздух для повторного использования на участке рудника. Это снижает затраты на его нагрев.

Видео

Мы записали видео в формате 360 градусов для виртуальной диcпетческой, чтобы наглядно показать компоненты вентиляции по требованию.

Запустите плейлист на Youtube и используйте VR-очки, чтобы оказаться в шахте и увидеть как работает это оборудование.