Luận án Tối ưu hóa chế độ làm việc của quạt gió chính ở mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh

Tên luận án:

TỐI ƯU HOÁ CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA QUẠT GIÓ CHÍNH Ở MỎ THAN HẦM LÒ VÙNG QUẢNG NINH

Ngành:

Khai thác mỏ

Tóm tắt nội dung tài liệu:

Luận án này tập trung nghiên cứu giải pháp tối ưu hóa chế độ làm việc của quạt gió chính tại các mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh. Vấn đề cấp thiết đặt ra là tình trạng lãng phí điện năng đáng kể (chiếm khoảng 25% tổng chi phí điện năng của mỏ) do các quạt gió chính hiện nay hoạt động ở chế độ cố định 24/24 giờ, trong khi nhu cầu thông gió thực tế biến động theo kế hoạch sản xuất và các khoảng thời gian làm việc/nghỉ.

Mục tiêu chính của luận án là xác định chế độ làm việc tối ưu cho quạt gió, đảm bảo cung cấp đủ lưu lượng gió sạch cần thiết cho an toàn và môi trường làm việc, đồng thời giảm thiểu tối đa lãng phí điện năng, góp phần tiết kiệm chi phí và hạ giá thành khai thác than. Luận án đã luận giải khoa học về mối quan hệ giữa lưu lượng gió yêu cầu của mỏ và kế hoạch tổ chức sản xuất, phân chia thành ba khung giờ nhu cầu gió: cao điểm (100% lưu lượng tối đa), trung điểm (80% lưu lượng cao điểm) và thấp điểm (60% lưu lượng cao điểm), ứng với các ngày làm việc và ngày nghỉ.

Điểm mới của nghiên cứu bao gồm việc xác định nhu cầu gió phụ thuộc thực tế vào kế hoạch sản xuất, lựa chọn giải pháp tối ưu sử dụng biến tần, xây dựng sơ đồ tổng quát và thuật toán tự động điều chỉnh chế độ làm việc của quạt, cùng với chương trình tính toán hiệu quả. Kết quả thử nghiệm tại mỏ than Hà Lầm cho thấy hiệu quả kinh tế rõ rệt, tiết kiệm được 2.127.862,15 kWh điện mỗi năm, tương đương hơn 3,1 tỷ đồng, với thời gian hoàn vốn chỉ 1 năm 7,15 tháng. Việc áp dụng biến tần không chỉ giúp tiết kiệm năng lượng mà còn góp phần ổn định dòng điện, chống sốc động cơ, kéo dài tuổi thọ thiết bị và tạo tiền đề cho tự động hóa hệ thống thông gió theo hướng công nghiệp 4.0, đồng thời vẫn đảm bảo tuyệt đối các quy định về an toàn và môi trường.

Luận án kiến nghị Bộ Công Thương và Tập đoàn Than & Khoáng sản Việt Nam nghiên cứu bổ sung các quy định về an toàn trong thông gió mỏ, cho phép điều chỉnh chế độ làm việc của quạt gió chính linh hoạt theo nhu cầu thực tế của mỏ.

Mục lục chi tiết:

• MỞ ĐẦU

  • 1. Tính cấp thiết của Luận án
  • 2. Mục tiêu nghiên cứu của Luận án
  • 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
  • 4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của Luận án
  • 5. Điểm mới của Luận án
  • 6. Luận điểm bảo vệ của luận án
  • 7. Nội dung nghiên cứu
  • 8. Cấu trúc nội dung của Luận án: Luận án có kết cấu gồm 4 chương
  • 9. Bố cục của Luận án:

• CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA QUẠT GIÓ CHÍNH

  • 1.1. Đặc điểm chung về quạt gió chính ở mỏ than hầm lò
  • 1.2. Chế độ làm việc của các quạt gió chính
  • 1.3. Tổng quan về tối ưu chế độ làm việc của quạt gió chính
    • 1.3.1. Tổng quan về tối ưu chế độ làm việc của quạt gió chính trên thế giới
    • 1.3.2. Tổng quan về tối ưu chế độ làm việc của quạt gió chính ở Việt Nam
  • 1.4. Kết luận chương 1
    • 1.4.1. Kết luận
    • 1.4.2. Những vấn đề tập chung nghiên cứu của luận án

• CHƯƠNG 2: HIỆN TRẠNG THÔNG GIÓ VÀ NHU CẦU GIÓ SẠCH CỦA CÁC MỎ THAN HẦM LÒ VÙNG QUẢNG NINH

  • 2.1. Đặc điểm khai thác các mỏ than hầm lò vùng Quảng Ninh
  • 2.2. Hiện trạng thông gió và chế độ làm việc của các quạt gió chính
    • 2.2.1. Đánh giá về sơ đồ thông gió
    • 2.2.2. Đánh giá về hiệu quả thông gió mỏ
    • 2.2.3. Đánh giá về chế độ làm việc của các quạt gió chính
  • 2.3. Nghiên cứu xác định nhu cầu gió thực tế cho mỏ
    • 2.3.1. Lưu lượng gió tính toán áp dụng cho các mỏ hiện nay
    • 2.3.2. Mối quan hệ giữa lưu lượng gió cho mỏ với kế hoạch sản xuất
    • 2.3.3. Xác định lưu lượng gió thực cho mỏ ở các khung giờ
  • 2.4. Kết luận chương 2

• CHƯƠNG 3: TỐI ƯU HÓA CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA QUẠT GIÓ CHÍNH Ở MỎ THAN HẦM LÒ VÙNG QUẢNG NINH

  • 3.1. Xác định các tham số tối ưu chế độ làm việc của quạt gió chính
    • 3.1.1. Nguyên lý xác định chế độ làm việc của các quạt gió chính
    • 3.1.2. Xác định các tham số tối ưu hóa chế độ làm việc của quạt gió chính
  • 3.2. Xây dựng phương pháp luận tối ưu chế độ làm việc của quạt gió
    • 3.2.1. Tối ưu độ chênh do điểm làm việc với điểm yêu cầu
    • 3.2.2. Tối ưu lượng gió không cần thiết trong khung giờ không cao điểm
  • 3.3. Lựa chọn phương án tối ưu chế độ làm việc của quạt gió chính
    • 3.3.1. Các phương án tối ưu chế độ làm việc của quạt gió chính
    • 3.3.2. Lựa chọn phương án tối ưu hóa chế độ làm việc của quạt gió chính
  • 3.4. Xây dựng sơ đồ thuật toán tối ưu chế độ làm việc của quạt gió chính
    • 3.4.1. Xây dựng sơ đồ tổng quát
    • 3.4.2. Xây dựng sơ đồ thuật toán
  • 3.5. Chương trình giải bài toán tối ưu
    • 3.5.1. Quy trình tối ưu hóa chế độ làm việc của quạt gió
    • 3.5.2. Thiết lập chương trình tính toán tối ưu chế độ làm việc của quạt gió
  • 3.6. Kết luận chương 3

• CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU THỬ NGHIỆM TỐI ƯU CHẾ ĐỘ LÀM VIỆC CỦA QUẠT GIÓ CHÍNH Ở MỎ THAN HÀ LẦM

  • 4.1. Hiện trạng thông gió mỏ than Hà Lầm
    • 4.1.1. Đặc điểm và hiện trạng khai thác
    • 4.1.2. Hiện trang thông gió mỏ
  • 4.2. Chế độ làm việc tối ưu của quạt gió chính
    • 4.2.1. Kết quả tính toán chế độ làm việc của quạt gió chính
    • 4.2.2. Chế độ làm việc của quạt gió khi sử dụng biến tần để tối ưu
  • 4.3. Lập trình điều khiển chế độ làm việc của quạt gió
    • 4.3.1. Cơ sở lập quy trình điều khiển chế độ làm việc của quạt gió chính
    • 4.3.2. Lập quy trình điều khiển chế độ làm việc của quạt gió
  • 4.4. Kết quả thử nghiệm
    • 4.4.1. Kết quả sử dụng biến tần
    • 4.4.2. Đánh giá hiệu quả việc áp dụng thử nghiệm tối ưu
  • 4.5. Kết luận chương 4

• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

• CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA NCS CHỦ TRÌ HOẶC THAM GIA LIÊN QUAN ĐÃ ĐƯỢC CÔNG BỐ

  • 1. Các đề tài nghiên cứu khoa học đã tham gia
  • 2. Các bài báo đăng trong các Tạp chí và Hội nghị chuyên ngành