- Institut za preventivu, Novi Sad - Ex Tribina 5 ©® 2007 tribina Radovi/Ex_Tribina_5/014... · 2011-05-16 · silikonom pre pritezanja vijaka . - Institut za preventivu, Novi Sad

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 ,

www.izp.rs - Institut za preventivu, Novi Sad - Ex Tribina 5 ©® 2007www.izp.rs - Institut za preventivu, Novi Sad - Ex Tribina 5 ©® 2007


http://www.izp.rs/

http://www.izp.rs/

2

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 .



http://www.izp.rs/

http://www.izp.rs/

3

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.



http://www.izp.rs/

http://www.izp.rs/

4

Protieksploziona zaštita serije ventilatora AVD

Osnovni izbor zaštite

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.



http://www.izp.rs/

http://www.izp.rs/

5

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:



http://www.izp.rs/

http://www.izp.rs/

6

Certificiranje

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.

Tabela 2



http://www.izp.rs/

http://www.izp.rs/

7

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



http://www.izp.rs/

http://www.izp.rs/

8

150 200 250 300 350 400 450 500 550 6000

240480720960

120014401680192021602400264028803120336036003840408043204560480050405280552057606000

MAIN CHARACTERISTICS - air densitiy1.4

m3/min

Pre

ssur

e[P

a] L

(k)

[m](

pipe

dia

600

)

∆p k( )

L k( )

Qm k( )



http://www.izp.rs/

http://www.izp.rs/

9

150 200 250 300 350 400 450 500 550 600048

1216202428323640

m3/min

W Hp k( )

Qm k( )

150 200 250 300 350 400 450 500 550 6000.4

0.440.480.520.560.6

0.640.680.720.760.8

m3/min

η k( )

Qm k( )



http://www.izp.rs/

http://www.izp.rs/

10

200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400 420 440 460 480 5000

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

2200

2400

2600

2800

3000MAIN CHARACTERISTICS - AVJ-650-1(15kW)

m3/min

Pre

ssur

e in

Pa,

L(k

) i m

(rub

.pip

e 60

0)

∆p k( )

L k( )

Qm k( )

200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400 420 440 460 480 5000123456789

1011121314151617

m3/min

kW Hp k( )

Qm k( )

200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400 420 440 460 480 5000.4

0.460.520.580.640.7

0.760.820.880.94

1

m3/min

η k( )

Qm k( )



http://www.izp.rs/

http://www.izp.rs/

11

100 125 150 175 200 225 250 275 300 325 3500

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000Main characteristics AVJ-450 -2(7.5kW)

m3/min EN 1710

Pa

, m (

rubb

er p

ipe

600m

m)

∆p k( )

L k( )

Qm k( )



http://www.izp.rs/

http://www.izp.rs/

12

Avgust 2007.

100 125 150 175 200 225 250 275 300 325 3500.20.30.40.50.60.70.80.9

1

m3/min

η k( )

Qm k( )

100 125 150 175 200 225 250 275 300 325 3500123456789

10

m3/min

kW A Hp k( )

Qm k( )



http://www.izp.rs/

http://www.izp.rs/

Documents

- Institut za preventivu, Novi Sad - Ex Tribina 5 ©® 2007 tribina Radovi/Ex_Tribina_5/014... · 2011-05-16 · silikonom pre pritezanja vijaka . - Institut za preventivu, Novi Sad