Спосіб аварійного захисту шахтної компресорної установки

1. Спосіб аварійного захисту шахтної компресорної установки шляхом контролю параметрів теплового режиму в нагнітальній лінії компресора за допомогою датчиків і виключення установки системою аварійного захисту при виникненні аварійної температури, який відрізняється тим, що проводиться контроль параметрів теплового режиму і концентрації газу метану в повітряному середовищі під кожухом компресорної установки за допомогою додаткових датчиків з розпилюванням в замкнутому об'ємі вогнегасильної речовини і відключенням компресора системою аварійного захисту при перевищенні гранично допустимих значень контрольованих параметрів. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що додаткові датчики контролю аварійної температури U 2 (13) 1 3 У цьому способі аварійного захисту шахтної компресорної установки здійснюється відключення установки по сигналу з датчиків теплового захисту у випадку, якщо температура стислого повітря на лінії нагнітання перевищує максимально допустиму температуру. Контроль температури під дахом установки не здійснюється і тому зовнішнє розігрівання деталей і вузлів, покритих, як правило, дрібнодисперсним вугільним пилом, призводить у ряді випадків до пожежі на установці. На установці також не контролюють наявність газу метану і у разі його появи в небезпечних концентраціях під час пуску електроприводу може відбутися вибух і пожежа на установці, що неприпустимо для вугільних шахт. Відомий спосіб аварійного захисту компресорної станції шляхом установки термовимикачів на лінії нагнітання і відключення приводу компресора при аварійних значеннях температури стислого повітря на нагнітанні компресора [3]. Недоліки цього способу аварійного захисту наступні. Відсутність контролю наявності газу метану і температури нагріву повітря безпосередньо над розігрітими вузлами і деталями компресорної установки, наприклад, при терті гвинтів об корпус компресора. Контроль температури стислої маслоповітряної суміші, що здійснюється в лінії нагнітання за допомогою датчиків, не захищає від можливого поверхневого розігрівання вузлів і деталей компресорної установки при терті, наприклад, деталей і вузлів, виході з ладу підшипників, може призвести до спалаху забруднень (утворених вугільним пилом і маслом) і вибуху газу метану при його місцевому скупченні в граничній кількості над надмірно розігрітими вузлами компресорної установки. Такий спосіб захисту не дозволяє запобігти появі отруйного для дихання людини газу СО в небезпечній концентрації в нагнітальній лінії компресора. Відомий прийнятий за прототип спосіб аварійного захисту шахтної компресорної установки, всі вузли і деталі якої закриті кожухом від зовнішнього середовища [4]. Недоліками даного способу є те, що здійснюється аварійний захист шляхом контролю параметрів теплового режиму за допомогою датчиків тільки в нагнітальній лінії компресора з подальшим виключенням компресорної установки системою аварійного захисту при виникненні в цій лінії аварійної температури. Захист вузлів і деталей компресора під кожухом установки, де можуть міститися вибухонебезпечні концентрації газу метану і дрібнодисперсного вугільного пилу, від можливого розігріву до аварійної температури повітряного середовища не проводиться, це у ряді випадків призводило до вибуху або виникнення пожежонебезпечних ситуацій, а це неприпустимо для вугільних шахт, особливо при експлуатації компресорних установок в тупикових гірничих виробках, в яких, як правило, спостерігається підвищена запиленість повітряного середовища і наявність газу метану в небезпечних концентраціях. При виникненні пожежі або вибуху під кожухом на компресорній установці, розташованій в тупиковій гірничій 48797 4 виробці, в забої цього вироблення залишаються шахтарі, що здійснювали в ній роботи. Пожежа на компресорній установці позбавляє їх можливості виходу із замкнутого простору гірського вироблення. Крім того в даному способі аварійного захисту не передбачений захист від появи підвищеної концентрації в стислому повітрі в лінії нагнітання отруйного для дихання людей газу CO, що може призводити до їх отруєння. В основу корисної моделі поставлено завдання удосконалення способу аварійного захисту шахтної компресорної установки, підвищення пожежо- і вибухобезпечності її роботи шляхом контролю параметрів теплового режиму і концентрації газу метану в повітряному середовищі під кожухом компресорної установки за допомогою додаткових датчиків з розпилюванням в замкнутому об'ємі вогнегасячої речовини в концентрації достатньої для гасіння пожежі і відключенням компресора системою аварійного захисту при перевищенні гранично допустимих значень контрольованих параметрів. Запропонований спосіб аварійного захисту шахтної компресорної установки шляхом контролю параметрів теплового режиму в нагнітальній лінії компресора за допомогою датчиків і її виключення системою аварійного захисту при виникненні аварійної температури відрізняється від відомого тим, що відповідно до корисної моделі проводять контроль параметрів теплового режиму і концентрації газу метану в повітряному середовищі під кожухом компресорної установки за допомогою додаткових датчиків з розпилюванням у замкнутому об'ємі вогнегасячої речовини і відключенням компресора системою аварійного захисту при перевищенні гранично допустимих значень контрольованих параметрів, що дозволяє підвищити взриво- і пожежонебезпечність шахтної компресорної установки. Можливі варіанти, при яких: - додаткові датчики контролю аварійної температури розташовують під кожухом компресорної установки посередині її верхньої частини і на її торці з боку виходу повітряного струменя, створюваної вентилятором установки; - подачу вогнегасячої речовини з системи пожежогасінні проводять в концентрації, достатньою для гасіння пожежі, під кожух з боку входу свіжого вентиляційного струменя під кутом до вертикальної площини і кутом до горизонтальної площини; - розпилювання вогнегасячої речовини під кожухом проводять одночасно з 2-х розпилюючих пристроїв, що розташовуються з торця компресорної установки; - проводять контроль наявності газу СО в нагнітальній лінії компресора за допомогою спеціального датчика, сигнал з якого подається в систему аварійного захисту для відключення компресора при перевищенні гранично допустимої концентрації цього газу в повітрі. Введення додаткової системи пожежогасіння і контролю газу метану в систему аварійного захисту компресорної установки дозволить забезпечити її пожежо- і вибухобезпечність. 5 Подача з системи пожежогасінні вогнегасячої речовини з торця компресорної установки під кутом до горизонтальної площини і кутом до вертикальної площини дозволяє використовувати повітряний струмінь, що створюється вентилятором компресорної установки і свіжий струмінь повітря, що йде в гірничу виробку, для раціональнішого розподілу вогнегасячого порошку за вільним обсягом над основними джерелами розігрівання повітряного середовища - вузлами і деталями (блок компресора, нагнітальний патрубок, масловіддільник і т.д.). Розташування додаткових датчиків контролю аварійної температури посередині її верхньої частини під кожухом компресорної установки і на її торці (у місці виходу відпрацьованого, розігрітого струменя повітря) дозволяє здійснювати ефективний контроль температурного режиму під кожухом установки і у разі його істотного порушення подати сигнал на спрацьовування системи пожежогасіння і відключення компресора. Подача вогнегасячої речовини з системи пожежогасіння одночасно з 2-х розпилюючих пристроїв з боку входу свіжого вентиляційного струменя дозволяє раціонально розподіляти подачу, наприклад, вогнегасячої речовини у вигляді порошку на розігріті вузли і деталі компресорної установки і заповнення вільного об'єму над ними, що підвищує ефективність роботи системи пожежогасіння і аварійного захисту. Крім того, застосування 2-х розпилюючих пристроїв забезпечує підвищення надійності роботи системи пожежогасіння (наприклад, у разі відмови одного з розпилювачів, другий розпилювач забезпечує функціонування системи пожежогасіння). Контроль наявності вибухонебезпечного газу метану під кожухом компресорної установки у верхній її частині за допомогою датчика (наприклад, датчика метан-реле), сигнал з якого подається в систему аварійного захисту компресора для його відключення або заборони пуску дозволяє підвищити вибухобезпечність при експлуатації компресорної установки в тупикових гірничих виробках, де, як правило, спостерігається періодичне скупчення газу метану понад встановлені норми, що неодноразово призводило до його вибухів на вугільних шахтах. Проведення контролю наявності в стислому повітрі в нагнітальній лінії компресора отруйного для дихання людини газу СО за допомогою спеціального датчика, .сигнал з якого подається до системи аварійного захисту для подальшого виключення компресора у разі неприпустимої концентрації цього газу, дозволяє уникнути отруєння людей в місцях виходу стислого повітря з пневмомережі в атмосферу тупикового вироблення і запобігти розвитку пожежонебезпечної ситуації в порожнинах компресорної установки. На Фіг.1 зображена схема, що пояснює реалізацію даного способу аварійного захисту шахтної компресорної установки, зокрема: а - вигляд збоку, б - вигляд зверху. На схемі показаний кожух 1 компресорної установки, що розташовується на пересувній платформі 2, вентилятор 3, привід і блок компресора з 48797 6 системою аварійного захисту на схемі не показані, 4 - розпилюючий пристрій системи пожежогасіння, 5 - датчик контролю температури системи пожежогасіння, 6 - датчик контролю метану, 7 - датчик температури системи пожежогасіння. Розтруб розпилюючого пристрою 4 системи пожежогасіння направлений під кутом до горизонтальної площини і під кутом до вертикальної площини для забезпечення найбільш ефективного заповнення вогнегасячою речовиною у вигляді порошку вільного об'єму під кожухом установки і гасіння можливого вогнища пожежі. Спосіб реалізується таким чином. При появі високої температури (або полум'я) під кожухом 1 працюючої компресорної установки через надмірне розігрівання її вузлів, які (на схемі Фіг.1 а, б представлені частково) розташовані на пересувній платформі 2, датчики контролю аварійної температури та полум'я 5, 7 подають сигнал в систему аварійного захисту (САЗ) компресорної установки на її відключення. В той же час подається сигнал на спрацьовування розпилюючого пристрою 4 системи пожежогасіння і пожежогасячею речовиною у вигляді порошку під кутом викидається в зону найбільшої теплової дії на повітря під кожухом від розігрітих деталей компресорної установки. Вогнегасяча речовина у вигляді порошку заповнює вільний об’єм над розігрітими вузлами компресорної установки і перешкоджає горінню. В цей же час компресорна установка відключається системою автоматичного захисту. При появі небезпечної концентрації газу метану під кожухом компресорної установки датчик контролю метану (наприклад, датчик метан-реле) 6 подає сигнал до САЗ і компресорна установка відключається від електромережі, якщо вона працювала, або не дозволяється її пуск, якщо вона була відключена. Таким чином, запобігається можливий вибух газу метану під кожухом установки. Якщо в порожнинах компресорної установки відбулося різке підвищення температури маслоповітряної суміші і на лінії нагнітання в стислому повітрі з'явиться отруйний для дихання людини газ СО в небезпечній концентрації, то подається сигнал до «САЗ» від спеціального датчика контролю змісту СО в стислому повітрі. Компресорна установка відключається, що запобігає розвитку пожежонебезпечної ситуації і отруєнню людей в місцях виходу стислого повітря. Розроблено дослідний зразок та конструкторська документація на компресорну установку підвищеної пожежобезпеки. Джерела інформації: 1. А.С. №1707258 СССР F04C 18/16. F04 Д 27/00. Способ защиты винтового компрессорного агрегата. Авт. Лобода В.В., Помазан П.В. Жуков А.А. Заявитель ВНИИГМ им. М.М.Федорова. Заявл. 15.01.90. №478. Опубл. 23.01.92. Бюл. № 3. 2. Стация воздушно-компрессорная шахтная передвижная ЗИФ-ШВ-5. Техническое описание и инструкция по эксплуатации ЗИФ-ШВ-5 ТО. - Л. 1980. 6с. 3. А.С. №1634828 СССР. F04 С 29/02, F04 С 1.8/16, F04 В 49/10. Система аварийной защиты компрессорной станции. Авт. Лобода В. В., Дегтя 7 48797 рев В. И. Заявитель ВНИИГМ им. М.М.Федорова. Заявл. 14.12.88., 46202809. Опубл. 15.01.91. Бюл. №10. Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 8 4. Установка компрессорная винтовая шахтная передвижная УКВПІ-5/7. Руководство по эксплуатации УКВШ-5/7. 00.00.000 РЭ. - Сумы. 2001.70с. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601