This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
1
Naziv rada Razvoj nove generacije ventilatora za rudnike sa pozemnom eksploatacijom u uslovima rada sa potencijalno eksplozivnom sredinom Abstrakt Novi propisi EU, a pre svega EN 1710 iz novembra 2005. godine nametnuli su potrebu za razvojem nove generacije ventilatora za rudnike sa podzemnom eksploatacijom. Firme DELTA AIR ENGINEERING iz Beograda i BARTEC-VARNOST iz Zagorja na Savi zajednički su razvile familiju ventilatora koji u celini ispunjavaju najnovije propise EU. U vovom radu je dat prikaz tehničkih rešenja i tehnologija koje obezbedjuju maksimalnu sigurnost , ispunjenje propisanih zahteva i dobre tehničke karakteristike ventilatora za rudnike sa pozemnom eksploatacijom u uslovima rada sa potencijalno eksplozivnom sredinom Autori Dragan Nikodinović, dipl. maš. inž Rudi Ašič ,
A Tehnička regulativa i tehnologije projektovanja i gradnje Ventilatori za provetravanje rudnika sa podzemnom eksploatacijom kao i provetravanje tunela i drugih podzemnih objekata u kojima može doćoi do stvaranja eksplozivnih sredina definisani su preciznom regulativom u vidu pravilnika i standarda počev od 1983. gogine . Najpoznatiji standardi su nemački VDMA 24 169 part 1 (1983.god ) i part 2 (1990. god ) , JUS MJ5.102 (1987.godine ) i najnoviji standard koji se primenjuje u EU EN 1710 Ispunjenje zahteva propisanih ovim standardima je složen proces i podrazumeva potpuno nov pristup u koncepciji , metodu i tehnologiji razvoja i gradnnje ventilatora za ove namene . Stariji koncept ventilatora sa pneumetskim pogonom može da ispuni ove zahteve ali uz neprihvatljivo nisku ekonomičnost obzirom da im je realni stepen iskorišćenja u granicama 4 do 8 %. Primena elektromotora u neprodornom oklopu sa stepenom Ex zaštite Exd e I za pogon ovakvih ventilatora , savremeni računari i tehnologije kompozitnih materijala i preciznog liva omogućavaju razvoj potpuno nove generacije ventilatora koji u celini ispunjavaju sve sigurnosne mere uz porast ekonomičnosti preko 40% u donosu na postojeće ventilatore sa el. pogonom ili do 800% u odnosu na ventilatore sa pneumatskim pogonom . Ventilatori AVD se proizvode sa elektromotorima snage od 4, 4.5 7.5, 15, 18.5 i 30 kW. Svi primenjeni elektromotori su u stepenu Ex zaštite Exd I i mehaničke zaštite IP55. Svi delovi ventilatora i elektromotora se medjusobno spajaju vijcima sa urezanim navojima ( bez ijedne navrtke) što obezbedjuje da su prelazni otpori mali i i eliminaciju znčajnijeg statičkog elektriciteta.. U ormariću el. motora je priljučak za uzemljenje el. motora, a na upornom prstenu ventilatora mesingani vijak M10 sa kontra maticom za uzemljenje celog ventilatora. Propisani uslovi prema EN 1710 i tehnička rešenja kojima se dokazuje njihovo ispunjenje dati su u donjoj tabeli Red. broj
Uslov propisan sa EN1710 Primenjeno tehničko rešenje za ispunjenje propisanog uslova
1 Čelično kućište ventilatora od lima prema ISO 4952 minmalne debljne 5 mm ( & 5.3.1.1 )
Primenjen je odgovarajući čelični lim debljine 6 mm za deo kućišta u kome se vrti rotor i 5 mm za deo kućišta u kome je smešten motor
2 Lokcija i konstrukcija impelera ( rotora) treba da je takva da se minimizira mogućnost nastanka i taloženja zapaljive prašine
Rotor je smešten u glatkom plaštu a nadpritisask iza njega ne dozvoljava taloženje prašine na upornim prstenovima i delovima el. motora, pošto se isti nalaze u otvorenoj vazdušnoj struji. Sam rotor ima sfernu kapu i sa zadnje strane mesingani poklopac . Pri montaži dodirne površine ovih elemenata lepe se i hermetizuju silikonom pre pritezanja vijaka .
3 Minimalni radijalni zazor izmedju impelera i kućišta treba da su u skladu sa tabelon 1 a minimalniani aksijalni zazor 1.5 mm (&5.3.1.5 + tabela 1)
Minimalni aksijalni zazor impelera i upornog prstena je 2mm od prstena)
4 Balansiranje prema ISO 1940 -1 2003 klasa G6.3 (& 5.31.6)
Svi rotori se dinamički balansiraju u dve ravni do klase G.2.5 što je strožije od G6.3
5 Pregrevanje el. motora (& 5.31.7) Maksimalna snaga koju može da apsprbuje ventilator pri gustini vazduha od 1.4kg/m3
treba da odgovara nazivnoj snazi el.motora datoj na natpisnoj plocic.
Svi rotori se projektuju tako da pri gustini vazduha od 1.4kd/m3 u radu dostignu napadne uglove lokalnih aeroprofila koji odgovaraju 0.9 od άk pri nominalnoj snazi el. motora .
6 Parovi materijala koji nemogu u radu izazvati varnicu i propisani zazori (& 5.31.8 tabela 1) Ovom tabelonm je propisan minimana debljina zastitnog prstena od 3mm
Materijal impelera je EN AB 4300 a zaštitnog prstena u plaštu u zoni impelera je mesing CuZn39 dbljine 3mm. Zazor impelera i zaštitnog prstena je 2 mm.
Važeći standard EN1710 ne propisuje nikakve uslove u pogledu izdržljivosti impelera na povećane brojeve obrtaja. Pošto JUS M J6.102( koji propisuje svojstva i uslove za ovu vrstu ventilatora) u tački 5.2.8 propisuje da vetilator mora da izdrži povećan broj obrtaja od 10 % ( VDI norme 20%, sa mogućnošću računskog dokazivanja umesto ispitivanja kada je motor unutar kućišta ventilatora) sprovode se detaljne proračune čvrstočće . Proračuni su uradjeni metodom konačnih elemenata za obrtaje 20 % veće od nazivnih uz uslov da ventilator može trajno da radi u ovom režimu.
EU direktiva 94/9 EC legalizuje i standardizira i neelektrične ureñaje koji mogu prouzrokovati paljenje eksplzivne atmosfere. Do te direktive bili su standardizovani samo električni ureñaji i njihova zaštita, ma da smo u praksi često bili svjedoci uzročnika paljenja koje nisu prouzrokovali električni ureñaji. To je stnadardizacijska tjela dovelo do izrade standarda za neelektrične ureñaje. Danas su u EU na snazi standardi za neelektrične ureñaje sa kojima se reguliše sigurnost tih ureñaja u eksploziono ugroženim atmosferama. U tabeli 1 prikazene su moguče vrste proieksplozione zaštite za električne i neelektrične ureñaje.
Tabela 1 Ventilator smatramo kao neelektrični ureñaj koji može da ima električni ili neelektrični pogonski agregat. U našim ventilatorima upotrebljavamo trifazne asinhrone elektromotore serije 4KTCR u protieksplozionoj zaštiti I M2 EExde I. Elektromotor je tipno certificiran kod jedne od akreditiranih EU laboratorija. Ventilator kao neelektrični ureñaj po novim propisima mora da bude izrañen u jednoj od standardizovanih zaštita. Mi smo za naš ventilator odabrali vrstu zaštite »Protection by construction safety« - zaštita sa konstrukcijskom sigurnošču.
Za konstrukciju protieksplozione zaštite upotrebili smo sledeče standarde: EN 1710 EN 13463-1:2002 Neelektrična oprema za potencialno eksplozivne atmosfere, 1 deo: Osnove i zahtjevi EN 13463-5:2004 Neelektrična oprema za potencialno eksplozivne atmosfere, 5 deo: Zaštita sa konstrukcijskom sigurnošču. U tim standardima definisani su svi osnovni uvjeti koje smo trebali aplicirati na ventilatorima sedije AVD kao: - maksimalne temeprature površine -uvjeti za upotrebu nemetalnih djelova -elektorstatska svojstva materiala -upotreba lakih metala -materiali za zaljevanje -zahtjevi za pokretne djelove -mehanička čvrstoča -označavnje Oznaka protieksplozione zaštite ventialtora serije AVD po tim standardima je:
I M2 c Pošto je u ventilatoru ugreñen tipno certificiran elektromotor sa zaštitom I M2 EExde I na ventilator se stavlja natpisna pločica iz koje se vide podatci o ugrañenom elektromotoru i podatci o ventilatoru:
Svaki električni ili neelektrični ureñaj prema EU direktivi 94/9/EC mora biti certificiran. Koji modul certificiranja se upotrebljava najviše zavisi za koju kategoriju čemo deklarisati ureñaj. Prema tabeli 2 proizlazi, da smo ventilatore serije AVD certificirali sa takozvanom deponijom tipne dokumentacije kod akrditovanog laboratorija.
Pošto su ventilatori izrañeni za kategoriju M2 to znači da se isti mogu upotrebljavati u podzemnim rudnicima kao i na površinskim kopovima koje ugrožavaju rudnički plinovi i prašina. U slučaju prekoračenja koncentracije metana iznad 1 ili 1,5% ureñaji za grupu M2 moraju se isključiti iz rada.
Zaključak:
Najnoviji standardi EU realističim pristupom propisuju maksimalne sigurnosne mere rada
ventilatora u rudnicima sa podzemnom eksploatacijom , u uslovima potencijalno eksplozivne
sredine, ne sputavajući konstruktorsku kreatibvnost. Ventilatori familije AVD ispunjavaju sve
norme definisane standardom EN 1710 čija je primena obavzna na prostoru EU uz veoma veliki
porast ekonomičnosti .
Prilozi :
Izgled i preformanse ventilatora AVD -450 i AVD- 650