Расчет главной вентиляторной установки (расчетное количество воздуха, подаваемого вентиляторной установкой в шахту = 125м3/с), страница 2

Постоянные вентиляционных сетей находим через значения и:

                                                                                 (2.9)

                                                                               (2,10)

Характеристики вентиляционной сети строим по уравнениям:

                                                    (2.11)

                                                    (2.12)

Расчетные значения параметров  Таблица 2.1

Qрв	0,25 Qрв	0,5 Qрв	0,75 Qрв	1,0 Qрв	1,25 Qрв	1,5 Qрв
Qрв , м3/с	37,8	75,6	113,4	151,25	189,1	226,9
Psv min , Па	125,2	500,7	1126,5	2004	3132,5	4510
Psv max , Па	222,6	890,4	2003,5	3564,2	5571,2	8021,1

 Характеристика вентиляционной сети с параметрами  соответствует началу эксплуатации вентиляторной установки, а значение  - концу периода эксплуатации при максимальном развитии горных работ.

По координатам  и  на рабочих характеристиках выбранного типоразмера вентилятора строим графики характеристик вентиляционной сети, которые показаны на рис. 2.2.

Напорные характеристики вентиляционной сети должны проходить через точки «а» и «б».

Затем определим точку «к». Это пересечение характеристики сети при давлении  с наибольшей напорной характеристикой вентилятора, затем из точки «к» опустим перпендикуляр на ось Q, отсчитывая значение Q_max. После чего находиим фактический коэффициент резерва производительности выбранного вентилятора для заданных условий.

Фактическое значение коэффициента резерва производительности определяется по формуле, который должен быть не менее 1,25:

                                                             (2,13)

Коэффициент резерва производительности определим для точек «к» и «n», соответствующих минимальному и максимальному значениям  и  .

2.7. Определение параметров рабочих режимов

Характеристика сети 1 пересекается с напорной характеристикой вентилятора с углом установки лопаток 25° в точке «d». Участок на напорной характеристике на отрезке «d - с» будет обеспечивать заданные параметры в первый период эксплуатации. В точке «с» нужно изменить угол установки лопаток на рабочих колесах на 30° и перейти на рабочую часть характеристики на отрезке «с - f».

В точке «с» параметры режима работы равны  ; ;.

Для построения дополнительной характеристики сети, проходящей через точку «с», определяется ее постоянная R_c по формуле:

                                                                        (2.14)

Тогда характеристика внешней сети, проходящая через точку «с», может быть построена по уравнению:

                                                                     (2.15)

Характеристика вентиляционной сети «3» (рис. 2.2) строится по координатам, рассчитанным для переменных значений Q, результаты расчета которых сведены в табл. 2.2.

Расчётные значения параметров  Таблица 3.2

Q, м3/с	37,8	75,6	113,4	151,25	189,1	226,9
Рс, Па	146,2	584,7	1315,5	2340	3658,1	5266,8

Характеристики позволяют установить начальные и конечные параметры рабочих режимов установки, соответствующие ступеням регулирования.

На первой ступени регулирования угол установки лопаток рабочих колёс равен θ₁ = 25°. При этом в начале работы режим в точке «d» определяется ее координатами, параметры режима работы в точке «d» равны:  ;;.

После перемещения режима работы в точку «с» производится перестановка углов установки лопаток рабочих колес на угол θ ₂ = 30°, при этом осуществляется переход на вторую ступень регулирования. Начальная точка режима на этой ступени регулирования находится в точке «е» с параметрами:   ;;.

Окончание работы на второй ступени регулирования находится в точке «f» с параметрами:;;.

 При общей продолжительности работы вентиляторной установки Т = 25 лет и принятой прямой пропорциональности изменения общешахтной депрессии от P_svmjn до P_svmax устанавливается продолжительность работы соответственно на первой и второй ступенях по формулам:

                                                           (2.16)

                                                           (2.17)

 

2.8. Способ реверсирования вентилиционной струи

Реверсирование осуществляется изменением направления враще­ния ротора вентилятора с одновременным поворотом лопаток промежу­точного спрямляющего и направляющего аппаратов. В соответствии требованиями ПБ время реверсирования вентиляционной струи должно производиться не более чем за 10 минут, а производительность венти­лятора должна составлять не менее 60 % по сравнению с нормальным режимом проветривания.

2.9. Выбор приводною электродвигателя

Мощность двигателя на первой и второй ступенях регулирования будет определяться параметрами режима работы в точках «с» и «f». Мощность двигателя определяем по формулам:

                                                           (2.18)

                                                           (2.19)

Для вентиляторов мощностью больше 250 кВт, как правило, рекомендуется применять высоковольтные синхронные двигатели. Они выбираются по N_max, т.к. избыточная мощность используется для компенсации реактивной энергии.

Для вентилятора ВОД-30М2 предусмотрен двигатель СДВС-15-64-10У3. Этот двигатель и принимается к установке.

 Тип электродвигателя - СДВС-15-64-10У3.

 Мощность - 1600 кВт.

 Частота вращения - 600 об/мин.

 Напряжение - 6000 В.

2.10. Среднегодовой расход электроэнергии

2.10.1. На первой ступени регулирования (отрезок на характеристике «d - с»)

Среднегодовой расход электроэнергии определяется по средним значениям Q и Р для первого и второго периодов эксплуатации:

                                                      (2.20)

                                                            (2.21)

                                                                 (2.22)

Тогда среднегодовой расход электроэнергии при работе на первом участке напорной характеристики будет равен:

                                  (2.23)

где   η_дв - КПД электродвигателя;

        η_с = 0,97 - КПД питающей сети;

        n_дн = 365 - количество дней вгоду;

        n_ч = 24 – количество часов в сутки.

2.10.2. На второй ступени регулирования (отрезок на характеристике «е - f»)

Проведенный расчет показал, что выбранная вентиляторная установка соответствует заданным условиям, обеспечивает требования устойчивости и экономичности режима эксплуатации, т.к. точки режима работы на сводных характеристиках вентилятора ВОД-30М2 находятся в зоне устойчивости и экономичности, что позволяет получить высокое значение КПД установки.

Вентиляторная установка имеет достаточный резерв производительности, обеспечивается совершенная схема реверсирования вентиляционной струи в соответствии с требованиями ПБ. Компоновка вентиляторной установки соответствует современным технологическим схемам, предназначенным для всасывающего и нагнетательного режимов проветривания, как с калориферными установками, так и без устройств для подогрева воздуха при работе в зимний период.

Проведенный анализ режима работы выбранного вентилятора главного проветривания показал, что ГВУ шахт отличаются большой энергоемкостью. Поэтому в процессе выполнения контрольных заданий, при курсовом и дипломном проектировании энергосберегающей технологии эксплуатации вентиляторов главного проветривания следует уделять важное значение.

Совершенствование технологических схем ГВУ шахт, повышение надежности их работы, регулирование режимов работы с целью энергосбережения являются наиболее актуальными задачами в процессе проектирования и эксплуатации шахтных вентиляторов.