Установки для гидравлических насосных станций с двигателем внутреннего сгорания

Когда речь заходит об установках для гидравлических насосных станций с двигателем внутреннего сгорания, многие сразу представляют себе стандартные промышленные модули — но в шахтах всё иначе. Лично сталкивался с ситуациями, когда заказчики пытались экономить на системе охлаждения, думая, что ДВС и так выдержит нагрузки. В итоге — перегрев масла в гидравлике на глубине 300 метров, остановка проходческого комбайна, простой смены. Это не теория, это конкретный случай на руднике в Воркуте, где пришлось переделывать обвязку теплообменников прямо на месте.

Конструктивные нюансы, которые не всегда очевидны

Если брать типовую схему, то многие производители до сих пор ставят двигатели внутреннего сгорания без адаптации к запылённой среде. В шахте даже воздушные фильтры с автоматической очисткой не всегда спасают — приходится дополнять систему эжекционными отсосами. Помню, как на объекте АО Юэян Суофейт Майнс Экипмент при испытаниях их подвесных систем возникла необходимость интегрировать насосные установки с двухступенчатой фильтрацией воздуха. Без этого ресурс мотора сокращался втрое.

Ещё один момент — виброразвязка. Когда гидравлические насосные станции ставятся на подвижные платформы, стандартные амортизаторы быстро выходят из строя из-за низкочастотных колебаний. Пришлось экспериментировать с резинометаллическими шарнирами — отчасти помогло, но при температурах ниже -15°C резина дубела. В итоге для арктических шахт стали использовать пружинные компенсаторы с подогревом.

Третий аспект — распределение весов. В подземных условиях часто требуется размещать установки для гидравлических насосных станций на ограниченных площадках, иногда с наклоном до 15 градусов. Производители в паспортах обычно указывают 'только горизонтальный монтаж', но в реальности приходится пересчитывать картеры и крепления. Как-то раз внепланово заменили 12 подшипников в насосе после трёх месяцев работы под углом — ось сместилась всего на 2 мм, но этого хватило для выработки.

Проблемы совместимости с горнотранспортным оборудованием

Особенно сложно стыковать гидравлические насосные станции с двигателем внутреннего сгорания с подвесными системами от АО Юэян Суофейт Майнс Экипмент. Их транспортные комплексы требуют стабильного давления в 250 бар, а большинство серийных насосов дают пульсации при пиковых нагрузках. В 2021 году на одном из уральских месторождений из-за этого рвало шланги высокого давления — пришлось разрабатывать переходные рампы с аккумуляторами.

Заметил, что многие инженеры недооценивают требования к чистоте масла. В системах с двигателем внутреннего сгорания продукты износа мотора попадают в гидравлику через общий теплообменник. Ставим дополнительные фильтры тонкой очистки после охладителя — помогает, но увеличивает нагрузку на насос. Приходится искать баланс между степенью фильтрации и производительностью.

Отдельная история — выхлопные газы. В закрытых выработках даже с вентиляцией иногда скапливается СО. Применяли каталитические нейтрализаторы специального исполнения, но их ресурс в условиях влажности редко превышал 400 моточасов. Сейчас экспериментируем с системой рециркуляции выхлопа — пока дорого, но на глубоких горизонтах себя оправдывает.

Эксплуатационные ограничения и как их обходить

Типичная ошибка — использование стандартных гидравлических жидкостей. Для установок с двигателем внутреннего сгорания в шахтах нужны составы с повышенным индексом вязкости. Как-то при -30°C загустело масло, стартер не смог провернуть коленвал — пришлось разбирать и прогревать тепло пушками. Теперь используем синтетические масла с присадками, хотя они дороже на 40%.

Шум — ещё одна проблема. Гидравлические насосные станции с ДВС в замкнутом пространстве создают уровень до 110 дБ. Пытались делать кожухи из шумопоглощающих материалов, но они мешали охлаждению. Компромиссный вариант — выносные выхлопные тракты с глушителями и раздельные воздухозаборники.

Ремонтопригодность — часто упускаемый момент. Когда проектировали мобильные установки для АО Юэян Суофейт Майнс Экипмент, специально размещали фильтры и датчики в 'трехходовом' доступе. Это позволило сократить время замены расходников с 45 до 15 минут — важный параметр при работе в стеснённых условиях.

Случаи из практики: что пошло не так

В 2019 году на угольном разрезе в Кемерово поставили установки для гидравлических насосных станций с моторами ЯМЗ-238. Через два месяца — массовый отказ уплотнений. Оказалось, вибрация от двигателя вызывала резонанс в трубопроводах. Пришлось переваривать крепления и добавлять демпферы — проект ушёл в минус, но зато получили ценнейший опыт.

Другой пример — попытка сэкономить на системе управления. Поставили простейшие контроллеры без защиты от перегрева. Летом при температуре в выработке +35°C срабатывало аварийное отключение каждые 4 часа. Перешли на программируемые реле с термокомпенсацией — проблема ушла, но пришлось перекладывать всю кабельную сеть.

Самое неприятное — когда нестыковки выявляются на готовом объекте. Как с тем случаем, когда гидравлические насосные станции с двигателем внутреннего сгорания не подошли по габаритам к люкам спускаемого оборудования. Пришлось экстренно разрабатывать разборную конструкцию — увеличило стоимость на 25%, зато спасло контракт.

Перспективные направления модернизации

Сейчас активно тестируем гибридные схемы — двигатель внутреннего сгорания работает в постоянном режиме, а пиковые нагрузки берут на себя гидроаккумуляторы. Это вдвое снизило расход топлива на объектах АО Юэян Суофейт Майнс Экипмент. Правда, пришлось пересчитывать все предохранительные клапаны — давление в аккумуляторах достигает 320 бар.

Ещё перспективное направление — системы телеметрии. Для установок для гидравлических насосных станций разрабатываем датчики контроля чистоты масла в реальном времени. Раньше пробы брали раз в неделю, теперь видим загрязнение сразу — особенно важно для фильтров тонкой очистки.

Постепенно переходим на частотное регулирование насосов. Это позволяет точнее поддерживать давление в контурах подвесных систем. Пока дорого, но на длинных транспортных линиях экономия на электроэнергии достигает 18%. Главное — правильно подобрать преобразователи частоты для работы от вала отбора мощности.