Расчет водоотливной, вентиляторной и подъемной установок шахты глубиной горизонта 160 м, страница 3

       Суммарные потери напора в сети

                                                                  ΔНтр=ΔНн+ΔНвс, м                                                (23)

                                                                   ΔНтр=1+1,9=2,9 м

Для построения графика характеристики внешней сети необходимо протабулировать уравнение Н=164+0,000004595Q² в пределах от Q=0 до Q=1200

Результаты табулирования уравнения

Qрт,м3/ч	0	200	400	600	800	1000	1200
H,м	164,18	165	165,5	166	170,1	173,6	177,8

                           Параметры режима работы насосной установки

Q, м3/ч	200	400	600	800	1000	1200
H, м	165	165,5	166	170,1	173,6	177,8
η	0,3	0,51	0,65	0,7	0,66	0,57
Wуд, кВт ч/м3	2,43	1,4	1	0,9	0,8	0,47

Координаты точки пересечения напорной характеристики насоса с необходимым числом рабочих колес и характеристики трубопровода являются параметрами рабочего режима насосной станции. Кроме этих параметров важными характеристиками рабочего режима являются η-КПД установки, Н_вс^доп –дополни-тельная высота всасывания, N-мощность. Н=174; Q=1100; Η=0,6; Η=0,6;                       Н_вс^доп=1,2 м

       1.8 Расчет мощности электродвигателя

  Необходимую мощность электродвигателя определяют по формуле:

                                   Np=ρ·g·H·Q/1000·3600·η, кВт                                                (24)

                      Np=1020·9,8·174·1100/1000·3600·0,6=886,7 кВт

   Установленная мощность двигателя должна отвечать

                                              Nуст=(1,1÷1,2) ·Np                                                      (25) 

                                         Nуст=1,1·886,7=975,4 кВт      

   Принимаем электродвигатель 2А3МВ-1    

   Мощность-2000 кВт    

   Частота вращения-1500 об/мин

   КПД=0,96

       1.9 Организация работы ГВУ и расход электроэнергии

   Продолжительность работы установки при откачке нормального притока

                                              tн= 24·Qчн/Qэ, ч                                                   (26)  

   где Qэ-действительная производительность установки, м³/ч         

                                                 tн=24·450/1100=9,8 ч

   Продолжительность работы установки при максимальном притоке

                                                   t_max=24·Q_ч.max/Qэ, ч                                                  (27)

                                               t_max=24·650/1100=14,18 ч

   Время работы насоса при откачивании нормального и максимального часового  притоков в соответствии с ПБ не привышает 20 часов.

   Средний расход электроэнергии

               Wг=ρ·g·H·Qp/1000·3600·η_н·η_i·η_д·(К·n_эм·t_чн+m·n_эmax·t_max), кВт·ч/год         (28)

   где К-число насосов при нормальном притоке; m-число насосов при максимальном притоке

 

     Wг=1020·9,8·168·1100/1000·3600·0,6·0,92·0,98·341,57=2980767,5 кВт·ч/год

    Годовой приток воды

                           Ав=24(Qчн·nдн+Qчmax·nднmax), м³                                          (29)

                           Ав=24·(450·330+650·35)=3580440 м³

    Полезный расход электроэнергии на 1 м³ воды

                                  Wп=ρ·g·Hг/3600·1000, кВт/м³                                                (30)

                           Wп=1020·9,8·164/3600·1000=0,45 кВт/м³     

     Удельный расход электроэнергии на 1 м³ воды

                                            Wуд=Wп/Ав, кВт ·ч/м³               

                             Wуд=2980767,5/3580440=0,83  кВт ·ч/м³  

     Построение характеристики удельного расхода электроэнергии

      Wуд=Wг/Ав= /24(Qп·ηдн+Qmax·nдн)           (31)

    В результате преобразования получим:

                                           Wуд=g·Hp·Qp/3600·ηм                                                  (31)

       1.10 Определение величины подпора

   Так как вакуум, создаваемый насосом не обеспечивает нужную высоту всасывания в систему коллектора требуется подсоединить гидроэлеватор как на рис.3

 

    Рис 4. Схема насос с гидроэлеватором

1-насос;2-вентиль;3-гидроэлеватор;4-напорный трубопровод;5-всасывающий трубопровод.

    Величина подпора определяется

                                                        ΔН=Нвс^н-Нвык, м                                                   (32)

                                                              ΔН=4-1=3

                                           ΔН=Q²₁/g·F₂·(F₂/F₁·1-1-2·Q₂/Q₁-1)                                      (33)

где F₁-площадь поперечного сечения патрубка гидроэлеватора

Поставив известное значение в уравнение (33). Находим F₁

                                                    F₁=0,0068 м

    Определение диаметра насадки гидроэлеватора

                                                 d_нас=, м                                                    (34)

                                    d_нас==0,092м =92мм

где Q₁=1/10 часть требуемой производительности, 92м³/ч

Q₂-требуемая производительность 920м³/4

F₂-площадь сечения всаса углесоса, 0,14м²

        2. Расчет вентиляторной установки

        2.1 Исходные данные

    Требуемая производительность Q_т=120

    Необходимое давление hт=125 даПа

    Срок службы 15 лет

         2.2 Выбор типа и типоразмера вентилятора

     По значениям Qт и Рт, по графикам рабочих зон центробежных вентиляторов принимаем вентилятор ВОД-30 с частотой вращения 500 об/мин.