Расчёт водоотливной установки (глубина горизонта шахты = 258 м). Расчёт главной вентиляторной установки. Расчёт калориферной установки

4. СТАЦИОНАРНЫЕ УСТАНОВКИ

4.1. Расчёт водоотливной установки…………………………………………….....2

4.1.1. Выбор схемы водоотливной установки……………………………………...2

4.1.2. Проверка устойчивости режима работы выбранного насоса………………4

4.1.3. Характеристика внешней сети……………………………………………….4

4.1.4. Расчёт максимально допустимой высоты всасывания насоса……………..8

4.1.5. Расчёт мощности электродвигателя…………………………………………8

4.1.6. Организация работы ГВУ…………………………………………………….8

4.1.7. КПД трубопровода и насосной установки…………………………………..9

4.1.8. Расход электроэнергии………………………………………………………10

4.1.9. Объём водосборника………………………………………………………...10

4.2. Расчёт главной вентиляторной установки…………………………………...11

4.2.1. Определение параметров работы ГВУ……………………………………..11

4.2.2. Выбор типоразмера вентилятора…………………………………………...11

4.2.3. Построение характеристики вентиляционной сети……………………….13

4.2.4. Определение параметров рабочих режимов……………………………….14

4.2.5. Резерв подачи вентилятора………………………………………………… 15

4.2.6. Выбор приводного электродвигателя……………………………………... 16

4.2.7. Среднегодовой расход электроэнергии…………………………………….16

4.3. Расчёт калориферной установки…………………………………………….. 17

4.3.1. Расчёт и выбор калорифера…………………………………………………17

4.3.2. Расчёт пластинчатого теплообменника…………………………………….19

4.4. Расчёт вспомогательной клетевой подъёмной установки…………………..22

4.4.1. Выбор клети………………………………………………………………… 22

4.4.2. Выбор каната…………………………………………………………………22

4.4.3. Определение диаметра барабана……………………………………………22

4.4.4. Расчёт скорости подъёма……………………………………………………23

4.4.5. Выбор приводного двигателя и редуктора…………………………………23

4.1. Расчёт водоотливной установки

Исходные данные для расчёта:

Глубина горизонта шахты                         Нш = 258 м

Нормальный часовой приток воды           Qч.нор = 450 м³/ч

Максимальный часовой приток воды       Qч.max = 650 м³/ч

Водородный показатель шахтной воды   Pн - 7,1

Срок службы водоотливной установки    t=10 лет

4.1.1. Выбор схемы водоотливной установки

Так как глубина горизонта шахты составляет 258 м, то целесообразно применять одноступенчатую откачку через скважину (закреплёнными обсадочными трубами). Применяется насос типа ЦНС.

Расчёт и выбор насосов

Определение производительности насосного агрегата.

Расчётную производительность насосного агрегата Qр.н (м³/ч) определяют по формуле:                                                                                    

                         (4.1.1)

Ориентировочный напор насоса

H_ор=1,15∙H_ш=1,15∙258=296,7 м                           (4.1.2)

где     Н_г - геометрическая высота подъёма воды, м.

Н_г=Н_ш+Н_вс.ор+h_n=258+3+1=262 м                         (4.1.3)

где     Н_вс.ор =3 м - ориентировочная высота;

h_n =1 м - превышение трубопровода над уровнем шахты.

По Q_р и Н_ор и сводным графикам зон рабочих режимов работы насосов выбираем насос ЦНС 850-360.

Для окончательного определения типоразмера насоса определяем число рабочих колёс (ступеней) – Z_к (ед.) по формуле:

                                           (4.1.4)

где     Н_1к = 120 - напор на одно рабочее колесо рабочей характеристики насоса при наибольшем КПД.

Принимаем Z_к = 3

Расчёт числа насосов в рабочей группе n_р.гр определяется по формуле:

                               (4.1.5)

где     Q_{1 max} – максимальная производительность одного насосного агрегата в пределах зоны его промышленного использования, м³/ч.

Число насосов в рабочей группе округляем до целого числа, n_р.гр = 1.

Общее число насосных агрегатов водоотливной установки n_на (ед.) будет равно:

n_на = n_р.гр+n_рез.гр+1= 1+1+1= 3                             (4.1.6)

где  n_рез.гр – число насосов в резервной группе.

           

Рис. 4.1. График рабочих зон насосов

       

Рис. 4.2. Индивидуальная рабочая характеристика

4.1.2 Проверка устойчивости режима работы

 выбранного насоса

Устойчивый режим работы оценивается выполнением условия:

0,95∙Z_к∙Н_1о≥Н_г                                    (4.1.7)

0,95∙3∙128=366,2≥262

Условие устойчивости выполняется.

Окончательно выбираем ЦНСГ 850-360

Техническая характеристика насоса ЦНС 850-360

Производительность в зоне экономичности, м³/ч             640-1000

Напор, м                                                                                 360

Потребляемая мощность, кВт                                             1157

Частота вращения, об/мин                                                   1450

КПД, ед.                                                                                 0,75

Допустимая высота всасывания, м                                     3

Масса насоса, кг                                                                   4721

Габаритные размеры насоса, мм                                        2180×638×630

Допустимая температура воды, ℃                                          от 1 до 40

Содержание в воде взвешенных частиц по массе, %        не более 0,4

Диаметр взвешенных частиц, мм                                       не более 1

Водородный показатель воды (рН), ед.                             7-8,5

4.1.3 Характеристика внешней сети

Число напорных трубопроводов и схемы коллекторов.