MASZYNY GÃRNICZE 3 i 4/2010 - Instytut Techniki Górniczej KOMAG
MASZYNY GÃRNICZE 3 i 4/2010 - Instytut Techniki Górniczej KOMAG
MASZYNY GÃRNICZE 3 i 4/2010 - Instytut Techniki Górniczej KOMAG
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
mieszance ubogiej λ >> 1, co powoduje, Ŝe katalizatory<br />
tego typu, jak i katalizatory redukujące nie znajdują<br />
zastosowania w silnikach wysokopręŜnych, a jedynym<br />
typem katalizatora do zastosowania jest katalizator<br />
utleniający, w obecności którego następuje dopalanie<br />
tlenku węgla (CO) i węglowodorów (HC).<br />
Istotnym parametrem charakteryzującym katalizator<br />
jest jego temperatura pracy. Temperatura niezawodnej<br />
pracy dopalacza katalitycznego wynosi 250ºC-900ºC.<br />
Jest to wielkość znacznie przekraczająca wymagania<br />
dotyczące maksymalnych temperatur zewnętrznych<br />
powierzchni górniczych napędów spalinowych dla górnictwa<br />
węgla kamiennego. W związku z tym zastosowanie<br />
katalizatorów tego typu wymaga zapewnienia<br />
rozgrzania ich do wymaganej temperatury pracy, przy<br />
jednoczesnym zapewnieniu temperatury zewnętrznej<br />
powierzchni nie przekraczającej 150ºC. Katalizatory te<br />
z powodzeniem są stosowanie w górnictwie miedzi.<br />
Przykładem jest pokazany na rysunku 3 górniczy<br />
napęd spalinowy konstrukcji <strong>KOMAG</strong>-u, wyposaŜony<br />
w katalizator spalin.<br />
5. Górniczy napęd spalinowy dla kopalń<br />
węgla<br />
Ze względu na wymogi bezpieczeństwa, stawiane<br />
urządzeniom pracującym w podziemnych wyrobiskach<br />
kopalń węgla, napęd spalinowy róŜni się od uŜywanego<br />
w kopalniach rud miedzi.<br />
Podstawową róŜnicą jest moŜliwość pracy napędu<br />
w atmosferze potencjalnie wybuchowej (zagroŜonej<br />
wybuchem metanu i/lub pyłu węglowego), dzięki ognioszczelnej<br />
konstrukcji układu dolotowo-wylotowego. Ponadto<br />
dyrektywa 94/9/WE ATEX, określa maksymalną<br />
temperaturę zewnętrznych powierzchni napędu, mających<br />
kontakt z atmosferą wyrobiska, wynoszącą 150°C.<br />
W wyniku tego nie jest moŜliwe zastosowanie katalizatora<br />
ze względu na silne rozgrzewanie się jego obudowy<br />
podczas pracy.<br />
Aby spełnić wymogi formalne, dotyczące temperatury<br />
i jakości spalin, w górniczych napędach spalinowych<br />
dla kopalń węgla stosuje się wodną (mokrą)<br />
płuczkę spalin.<br />
Mokra płuczka spalin przeznaczona jest głównie do<br />
schładzania spalin oraz wychwytywania cząstek stałych<br />
(sadzy; redukcja o około 20%). Przyjmuje się jednak,<br />
Ŝe w trakcie kąpieli wodnej część toksycznych<br />
składników spalin reaguje chemiczne z wodą „wytrącając<br />
się” ze strumienia spalin. Według [4] wodne<br />
płuczki spalin, w zaleŜności od konstrukcji, mogą<br />
usuwać 50÷80% SO 2 i do 20% węglowodorów. Z tego<br />
względu, w trakcie czyszczenia, wodę z płuczki spalin<br />
naleŜy poddać utylizacji. Niedogodnością stosowania<br />
wodnej płuczki spalin jest konieczność okresowego<br />
uzupełniania wody, gdyŜ parująca woda uchodząca<br />
z płuczki obniŜa skuteczność jej działania zarówno<br />
jako reduktora chemicznego, jak i chłodnicy. Wskazane<br />
jest stosowanie płuczek o moŜliwie największej pojemności<br />
oraz układów chłodzenia wody w płuczce.<br />
UŜytkownik powinien dbać o utrzymanie wymaganego<br />
poziomu wody w płuczce i jej okresowe czyszczenie,<br />
poniewaŜ parująca woda zabiera ze sobą równieŜ czynniki<br />
szkodliwe, emitując je do otaczającej atmosfery.<br />
Przykładowe, opracowane w <strong>KOMAG</strong>-u, rozwiązanie<br />
górniczego napędu spalinowego z płuczkowym systemem<br />
oczyszczania spalin, przeznaczonego do eksploatacji<br />
w przestrzeniach zagroŜonych wybuchem metanu<br />
i/lub pyłu węglowego pokazano na rysunku 4.<br />
Napęd składa się z następujących elementów:<br />
1) filtra powietrza dolotowego,<br />
2) dolotowego przerywacza płomienia,<br />
3) ognioszczelnego układu dolotowego,<br />
4) chłodzonego wodą przewodu wylotowego spalin,<br />
5) wylotowych przerywaczy płomienia,<br />
6) wodnej płuczki spalin,<br />
7) iskrochronu,<br />
8) silnika.<br />
Ognioszczelny układ dolotowo-wylotowy stanowią<br />
elementy, począwszy od dolotowego przerywacza płomienia<br />
do wylotowego przerywacza płomienia.<br />
Zadaniami ognioszczelnego układu dolotowo-wylotowego<br />
silnika jest, oprócz zasilania powietrzem i odprowadzenia<br />
spalin z silnika, zapewnienie bezpiecznej<br />
pracy w atmosferze potencjalnie wybuchowej (zgodnie<br />
z wymaganiami dyrektywy ATEX).<br />
Chłodzony wodą przewód wylotowy spalin, o specjalnej,<br />
dwupłaszczowej konstrukcji, ma za zadanie<br />
schłodzenie gorących spalin z silnika i odprowadzenie<br />
ich do dalszej części układu wylotowego.<br />
Wodna płuczka spalin ma do spełnienia potrójną<br />
funkcję:<br />
− chłodzenie spalin w kąpieli wodnej,<br />
− wygaszenie iskier,<br />
− wyeliminowanie cząstek stałych („ułowienie“ sadzy<br />
w kąpieli wodnej).<br />
Iskrochron stanowi ostateczną barierę dla iskier<br />
w przypadku braku wody w płuczce.<br />
Pomimo postępu, jaki dokonał się w konstruowaniu<br />
silników, a co za tym idzie znacznej poprawy osiągów<br />
silnika (moc, zmniejszenie emisji szkodliwych substancji<br />
do atmosfery), stosowanie specjalistycznego oprzyrządowania<br />
górniczego moŜe negatywnie wpływać na<br />
parametry pracy silnika.<br />
Zwiększone wartości podciśnienia w układzie dolotowym<br />
oraz nadciśnienia w wylotowym, będące konsekwencją<br />
zastosowanego osprzętu, powodujące powstawanie<br />
większych oporów przepływu mogą niekorzystnie<br />
wpływać na stęŜenie substancji toksycznych<br />
obecnych w spalinach.<br />
<strong>MASZYNY</strong> GÓRNICZE 3-4/<strong>2010</strong> 167
Change language