เหมืองอีเกิล – การควบคุมแรงดันที่เสถียรสำหรับระบบน้ำใต้ดินลึก

หัวหน้าวิศวกรประยุกต์

พื้นหลัง

การกระจายน้ำในเหมืองใต้ดินลึกที่มิชิแกน

ตั้งอยู่ในรัฐมิชิแกน สหรัฐอเมริกา Eagle Mine เป็นหนึ่งในเหมืองนิกเกิลหลักไม่กี่แห่งในสหรัฐฯ เหมืองแห่งนี้ดำเนินงานด้วยระบบใต้ดินที่เข้าถึงได้ผ่านทางลาดชัน น้ำเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการดำเนินงานประจำวัน ทั้งในด้านการเจาะ การระบายความร้อน การควบคุมฝุ่น และความปลอดภัย

ในสภาพแวดล้อมเช่นนี้ การจัดหาน้ำอย่างต่อเนื่องและเชื่อถือได้ถือเป็นสิ่งสำคัญต่อการผลิต ความไม่เสถียรใด ๆ สามารถส่งผลกระทบโดยตรงต่อประสิทธิภาพของอุปกรณ์และการดำเนินงาน เมื่อระดับน้ำไหลลงสู่เหมือง แรงดันจะเพิ่มขึ้นอย่างมากตามความลึก ส่งผลให้ระบบจ่ายน้ำต้องเผชิญกับสภาวะที่รุนแรง สถานการณ์เหล่านี้จำเป็นต้องมีโซลูชันควบคุมแรงดันที่สามารถรักษาประสิทธิภาพที่เสถียรภายใต้ความแตกต่างของแรงดันสูงและความต้องการที่ผันผวน

โครงการนี้ได้รับการติดตั้งและทดสอบโดย Victaulic โดยใช้วาล์วควบคุมของ BERMAD เป็นส่วนประกอบหลักในการลดแรงดัน

ความท้าทาย

การควบคุมความไม่เสถียรของแรงดันในระบบน้ำเหมืองลึก

ระบบน้ำเดิมพึ่งพาวาล์วลดแรงดันแบบทำงานโดยตรง (DPRVs) หลายตัวที่ติดตั้งตามแนวท่อจ่ายน้ำ การกำหนดค่านี้นำไปสู่ปัญหาสำคัญหลายประการ:

แรงดันไม่เสถียร (“วาล์วล่าแรงดัน”) ทั่วทั้งระบบ
การรบกวนกันระหว่างวาล์ว ทำให้เกิดความผันผวนทั่วทั้งระบบ
เกิดแรงดันกระชากในช่วงที่มีความต้องการใช้น้ำน้อย ส่งผลให้อุปกรณ์เสียหาย
แรงดันไม่เพียงพอในช่วงที่มีความต้องการสูงสุด ส่งผลให้ระบบสำคัญทำงานได้ไม่เต็มประสิทธิภาพ

ตามที่ระบุไว้ในบทวิเคราะห์ระบบ PRV แต่ละตัวจะตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงทั้งขาเข้าและขาออกอย่างต่อเนื่อง ส่งผลให้ระบบทั้งหมดทำงานขัดแย้งกันเอง

แนวทางทางวิศวกรรม

กลยุทธ์การควบคุมแรงดันได้รับการออกแบบใหม่โดยใช้โซลูชันลดแรงดันที่วิศวกร BERMAD พัฒนาขึ้นโดยเฉพาะสำหรับการใช้งานในเหมืองลึก

แนวทางใหม่นี้ประกอบด้วย:

การติดตั้งสถานีลดแรงดันโดยใช้วาล์วลดแรงดันแบบสัดส่วนของ BERMAD รุ่น 720-PD-03 ร่วมกับวาล์วลดแรงดันควบคุมด้วยไพล็อต
การกระจายการลดแรงดันตามโซนความลึกที่กำหนดไว้
การแยกไฮดรอลิกระหว่างจุดควบคุมแต่ละจุดตลอดแนวดิ่งที่มีความสูงมากกว่า 3,000 ฟุต
ลดการรบกวนระหว่างจุดควบคุม

การใช้วาล์วลดแรงดันแบบสัดส่วนช่วยให้สามารถลดแรงดันได้อย่างมั่นคงและควบคุมได้ แม้ในสภาวะแรงดันต่างระดับสูงซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะของระบบเหมืองใต้ดินลึก แนวทางนี้ช่วยเพิ่มเสถียรภาพของแรงดัน ลดการรบกวนระหว่างวาล์ว และรับประกันการทำงานที่เชื่อถือได้ทั้งในสภาวะที่มีความต้องการต่ำและสูง

ทางออก

ควบคุมแรงดันอย่างเสถียรด้วยวาล์วควบคุมไฮดรอลิก BERMAD

วาล์วควบคุมไฮดรอลิกประสิทธิภาพสูงของ BERMAD ได้รับการคัดเลือกให้เป็นส่วนประกอบหลักของสถานี PRV โดยให้บริการดังนี้:

การควบคุมแรงดันที่เสถียร

ลดแรงดันได้อย่างแม่นยำและเชื่อถือได้ในทุกสภาวะการไหล
ลดการสั่นของแรงดันที่มักเกิดกับวาล์วแบบทำงานโดยตรงได้อย่างมีนัยสำคัญ

การทำงานต่อเนื่องตลอด 24 ชั่วโมง

ออกแบบแข็งแรง เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมใต้ดินที่สมบุกสมบัน
พิสูจน์ประสิทธิภาพการทำงานภายใต้แรงดันสูงและความต้องการที่เปลี่ยนแปลง

ความพร้อมใช้งานสูงพร้อมระบบสำรองเต็มรูปแบบ

การติดตั้ง PRV แบบสองเส้นในแต่ละสถานี
สามารถแยก ดูแลรักษา และซ่อมบำรุงวาล์วได้โดยไม่ต้องหยุดจ่ายน้ำ

สถานี PRV แบบโมดูลาร์

Victaulic ยูนิตสำเร็จรูปแบบติดตั้งบนสกิด เพื่อความปลอดภัยและประสิทธิภาพในการติดตั้งใต้ดิน
เริ่มใช้งานและควบคุมได้ง่าย

ระบบที่จัดส่งประกอบด้วย:

วาล์วลดแรงดันแบบสัดส่วน 16 ตัว สำหรับงานเหมือง รุ่น 4”-720-PD-03 (รุ่นเฉพาะของ BERMAD)
วาล์วลดแรงดันแบบควบคุมด้วยไพล็อต 16 ตัว รุ่น 4”-720
วาล์วระบายแรงดัน 32 ตัว รุ่น 2”-73Q

มีการติดตั้งสถานี PRV ทั้งหมด 16 สถานี พร้อมระบบสำรองทั่วทั้งเหมือง เพื่อให้บริการอย่างต่อเนื่องในทุกระดับการปฏิบัติงาน

การดำเนินการ

สถานี PRV ได้รับการออกแบบ ประกอบ และจัดหาโดย Victaulic ในรูปแบบยูนิตโมดูลาร์สำเร็จรูป พร้อมสำหรับการติดตั้งใต้ดินอย่างรวดเร็ว คุณสมบัติเด่นในการดำเนินงานประกอบด้วย:

ติดตั้งได้ในหลายระดับของเหมืองโดยไม่รบกวนการดำเนินงาน
สามารถติดตั้งแบบขนานได้ด้วยการออกแบบที่มีระบบสำรอง
การทดสอบและเริ่มเดินระบบที่หน้างาน
ฝึกอบรมทีมปฏิบัติงานเพื่อให้ง่ายต่อการใช้งานและบำรุงรักษา

ผลลัพธ์

หลังจากการเริ่มใช้งาน ระบบที่ได้รับการอัปเกรดได้แสดงให้เห็นถึงการปรับปรุงที่ชัดเจนและวัดผลได้ทันที:

เสถียรภาพในการปฏิบัติงาน

แรงดันที่เสถียรถูกควบคุมไว้ในทุกระดับของเหมือง
ปัญหาการล่าหาวาล์วและแรงดันผันผวนถูกขจัดออกไป
มีการรักษาการจ่ายน้ำที่เชื่อถือได้ทั้งในช่วงความต้องการต่ำและสูง

ความน่าเชื่อถือของระบบ

ระบบสามารถทำงานต่อเนื่องโดยแทบไม่ต้องอาศัยการแทรกแซงจากผู้ปฏิบัติงาน
ไม่มีรายงานความเสียหายของอุปกรณ์ที่เกี่ยวข้องกับแรงดัน

การปรับปรุงประสิทธิภาพ

ลดการสูญเสียจากการหมุนเวียนของน้ำ
ประหยัดน้ำได้ประมาณ 6,000 แกลลอนต่อวัน

การใช้งานที่ง่ายขึ้น

ลดความจำเป็นในการปรับตั้งค่าด้วยตนเอง
ใช้งานแบบ “Plug-and-play” พร้อมประสิทธิภาพที่คาดการณ์ได้

ประเด็นสำคัญ

การใช้งานในเหมืองลึกต้องการการจัดการแรงดันในระดับระบบ ไม่ใช่แค่การแก้ไขเฉพาะจุดที่วาล์ว
การใช้ PRV แบบทำงานโดยตรงในระบบลึกแบบเดิม อาจทำให้เกิดความไม่เสถียรและไม่มีประสิทธิภาพ
ระบบที่เชื่อถือได้ต้องรองรับการทำงานต่อเนื่องตลอด 24 ชั่วโมง พร้อมระบบสำรองเต็มรูปแบบ
การเลือกวาล์วควบคุมไฮดรอลิกคุณภาพสูงเป็นสิ่งสำคัญต่อประสิทธิภาพในระยะยาว
การผสานงานกับพันธมิตรระบบที่มีประสบการณ์ เช่น Victaulic ช่วยให้การติดตั้งประสบความสำเร็จ

สรุป

โครงการเหมือง Eagle แสดงให้เห็นถึงวิธีที่ระบบลดแรงดันที่ออกแบบมาอย่างดี โดยผสานวาล์วควบคุม BERMAD เข้ากับการออกแบบระบบขั้นสูง สามารถเปลี่ยนระบบสาธารณูปโภคที่สำคัญให้กลายเป็นการดำเนินงานที่มีเสถียรภาพ เชื่อถือได้ และมีประสิทธิภาพ ผ่านความร่วมมือกับ Victaulic ระบบที่ได้รับการปรับปรุงใหม่นี้สามารถจ่ายน้ำได้อย่างต่อเนื่อง เพิ่มความน่าเชื่อถือในการปฏิบัติงาน และลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม สนับสนุนการทำเหมืองอย่างปลอดภัยและมีประสิทธิภาพในระดับความลึก