Общие сведения о стационарные машины проектирование шахтных водоотливных установок

3.4. РАСЧЕТ ПОТЕРЬ ДАВЛЕНИЯ В ПНЕВМАТИЧЕСКОЙ СЕТИ
4.3.1. Среднее давление в воздухопроводах пневматической сети.

где рп.Р_п,мах = 5,6 бар — максимальное рабочее давление потреби­телей в соответствии с табл. 7;
= 1,5 - 2,0 бар — пред­варительно заданная максимальная потеря давления в воздухопроводах пневматической сети.
4.3.3.Нормативная удельная потеря давления
= 0,0002/0,0004 bar/m= 20/40 Pa/m
4.3.3. По заданным путевым расходам Q_i-j (табл. 4.8), а
также среднему давлению p_c = 6,5 бар и нормативному значе­нию = 30 Па/м графически с использованием номограммы, представленной на рис.4.3, определяются диаметры труб D_{i - j}и действительные удельные потери на участках пневматической сети.
4.3.4. Полная потеря давления на участках пневматической
сети определяется по формуле
=
где 1,15 — коэффициент, учитывающий местные потери давле­ния на стыках труб и в пускорегулирующей и предохранитель­ной арматуре.
4.3.5. Результаты расчетов потерь давления на участках пнев­матической сети представлены в табл. 4.3.

i-j		Qi-jm^3/min	Di-j ,mm	уд Pa/m	Li-j ,m	, bar
4—9		85,04	250	17,5	480	0,097
4—10		50,36	200	15	420	0,072
5—11		25,57	125	25	430	0,124
5—12		85,86	250	17,6	340	0,069
6—15		32,296	150	22	350	0,089
	6—16	65,634	200	25,7	370	0,109
	7—17	57,356	200	18	360	0,075
	7—18	32,41	150	22	420	0,106
	8—13	34,302	150	24	410	0,113
	8—14	81,17	200	37	450	0,191
	5—8	116,552	250	24	360	0,093
	6—7	90,756	250	16	330	0,061
	3—6	189,946	300	24	420	0,116
	3—5	229,422	300	32	380	0,14
	2—3	419,638	450	16	90	0,016
	2—4	136,6	250	33	190	0,072
	1—2	556,538	450	28	100	0,032

3.5. РАСЧЕТНОЕ ДАВЛЕНИЕ КОМПРЕССОРНОЙ СТАНЦИИ

4.4.1. Расчетное давление компрессорной станции по максимальному рабочему давлению потребителей (пункт потребления 9)

P= = + + + =5.6+0.032+0.072+0.097=5,801
где р_п.тах= 5,6 бар — максимальное рабочее давление потребителей в соответствии с табл. 7; — суммарные потери давления в воздухопроводах от компрессорной станции до по­требителя с максимальным рабочим давлением.
4.4.2. Расчетное давление компрессорной станции по наиболее протяженному участку пневматической сети (пункт потребления 18)
P= =P_п+ + + + + =5.0+0.032+0,016+0.116+0.061+0.106=5.331 bar
ГдеP_п = 5,0 бар — максимальное рабочее давление потребителя в наиболее удаленном пункте воздухопотребления; — суммарная потеря давления в воздухопроводах до наиболее уда­ленного потребителя сжатого воздуха.
4.4.3. В качестве расчетного принимаем наибольшее из двух вычисленных давлений, т. е. р = 5,801 бар.
5. ВЫБОР ОБОРУДОВАНИЯ КОМПРЕССОРНОЙ СТАНЦИИ
5.1.Выбор компрессоров производится по расчетной производительности компрессорной станции Q_KC = 574,8 м3/мин и расчетному давлению р = 5,821 бар.
В рассматриваемом примере возможны два варианта компрессорного оборудования пневматической установки:

а) 6 однотипных поршневых рабочих компрессора марки 4ВМ10-110/9 и 2 резервных компрессора той же марки (итого: 6 + 2 = 8 компрессорных агрегатов);

б) 2 рабочих и 1 резервный турбокомпрессоры марки К-250-61-2, а также 1 рабочий и 1 резервный поршневые компрессоры 4BMI0-63/9 (итого: 3 + 2 = 5 компрессорных агрегатов).
Выбирается первый вариант оборудования пневматической установки с 5 однотипными компрессорами 4ВМ10-110/9, имеющими следующие технические характеристики: производительность — Q_K = 110 м³ /мин; избыточное давление — р = 8 бар; мощность электропривода — 630 кВт; масса компрессора— 18,7 т.
5.2. Общее количество компрессоров
Крабрез= 6 + 2 = 8.
5.3. При количестве компрессоровZ_К> 3 на каждую пару компрессорных агрегатов предусматривают один общий воздухосборник.
Следовательно, необходимое количество воздухосборников на компрессорной станции
Z_В=Z_K/2=8/2=4
5.4.Расчетная вместимость воздухосборника
Q_в=1,6 =1,6
5.5. Принимаем воздухосборник марки В-25 со следующими техническими характеристиками: вместимость — 25м³; внутренний диаметр — 2,0м; толщина обечайки — 9мм; толщина днища — 12мм; масса воздухосборника — 4,615 т.
5.6. Для воздухосборников предусматриваются масловодоотделители марки V-3,20 со следующими техническими характеристиками: вместимость — 3,2м; избыточное давление — 8 бар; масса — 1,09 т.
5.7. Для каждого компрессорного агрегата предусматриваем вертикальный кожухотрубный концевой охладитель марки ХК-100 со следующими техническими характеристиками: поверхность охлаждения — 180м²; избыточное давление воздуха — 8 бар; избыточное давление охлаждающей воды — 2 бар; температура воздуха на входе — 140°С; температура воздуха на выходе — 30°С; температура охлаждающей воды — 20°С; масса охладителя — 2,74 т.
5.8. Выбор фильтров для очистки всасываемого атмосферного воздуха производится по расчетной производительности компрессорной станции. Принимаем самоочищающийся сетчатый фильтр марки КТ-40 со следующими техническими характеристиками: рабочее сечение — 3,94м²; расчетный расход воздуха — 655 м³/мин; количество масла — 290кг; масса — 0,65 т.
6. РАСЧЕТ СИСТЕМЫ ОХЛАЖДЕНИЯ КОМПРЕССОРНОЙСТАНЦИИ
6.1. Степень сжатия воздуха в ступени компрессора
1   3
где p₂ и р₁ — давление соответственно на выходе и на входе в компрессор.
6.2. Температура воздуха на выходе из компрессора

где T1= 293 К (20°С) — температура атмосферного воздуха;
n = 1,20+1,25 — показатель политропы сжатия воздуха в компрессоре.

6.3. Удельное количество теплоты, отводимой водяной рубашкой цилиндра компрессора:

где k =1,4 — показатель адиабатного сжатия воздуха; Cv - 0,721 кДж/(кгК) — изохорная теплоемкость воздуха.
6.4. Удельная теплота, отводимая в промежуточных и концевых охладителях пневматической установки:
q_x= C_п(T_Н-T_К = 1,005*(365-293) = 72,4 кДж/кг,

где С_р = 1,005 кДж/(кг-К) — изобарная теплоемкость воздуха; T_н и Т_к, — температура воздуха соответственно в начале и конце пути движения в охладителях, К (Т_н = Т₂ иТ_к= Т₁).

6.5. Полное удельное количество теплоты, отводимой в компрессорном агрегате:
q__cq__xq_c=2*31,1+2*97,5 = 207 кДж/кг,

где z_ct и z_x — количество ступеней и количество охладителей в одном компрессорном агрегате (z_ct = 2 и z_x. = 2).

6.6. Полное количество теплоты, отводимой системой охлаждения компрессорного агрегата в единицу времени:
E60_всq_ткQ_к=60*l,2*207*110 = l,64*10⁶кДж/ч,
где рвс =1,2 кг/м3 — плотность воздуха при нормальных атмосферных условиях; Qк = 110 м3/мин — производительность компрессора, м3/мин.
6.7. Расчетный расход охлаждающей воды на один компрессорный агрегат
19,5 м/ч,
где р_в = 1000 кг/м³ — плотность охлаждающей воды; Св = 4,2 кДж/(кгК) — теплоемкость охлаждающей воды; t_в1и t_в2 — температура охлаждающей воды соответственнона входе и на выходе системы охлаждения.
6.8. Общий расход воды системой охлаждения
Q_p_рабQ_ов=6*19.5=117м³/ч.

6.9. Необходимая площадь брызгальных бассейнов

П_бб = (0,8…1,3)*Q_p =(0,8…1,3)*117 = 93,6…152,1 м².


Список литературы:

1. 
   Петухов А.И. и др. Горная механика. М.: Недра, 1981.
   
2. 
   Картавый Н.Г. Стационарные машины. М.: Недра 1981.
   
3. 
   Гришко А.П. Стационарные машины карьеров. М.: Недра 1982.
   
4. 
   Справочник открытые горные работы. М.: Горное бюро, 1994.
   

5 В.Н. Бизенков. «Стационарные машины». Кемерово 2005.

5. 
   Г.А. Бабак. «Шахтные вентиляторные установки главного проветрования». М. Недра - 1982.
   
6. 
   Б.Ф. Братченко. «Стационарные установки шахт». М. Недра – 1977.
   
7. 
   Н.Г. Картавый. «Шахтные стационарные установки». М. Недра – 1978.
   
8. 
   Пак В.В., Иванов С.К., Верещагин В.II. Шахтные вентиляторные уста­новки местного проветривания. — М.: Недра, 1974.
   
9. 
   Гришко А.П., Шелоганов В.И. Стационарные машины и установки: Учеб. пособие для вузов. — М.: Изд-во МГГУ, 2004.
   

10. Гришко А.П. «Стационарные машины» Том 2. Изд-во МГГУ. 2008.
11. Френкель М.Н. Поршневые компрессоры. Теория, конструкции и основы проектирования. — Л.: Машиностроение, 1969.
12.. Алексеев В.В., Брюховецкий О.С. Горная механика: Учебник для вузов. — М.: Недра, 1995.
13. Хаджиков Р.П., Бутаков С.А. Горная механика: Учебник для техни­кумов. — 6-е изд., перераб. и доп. — М.: Недра, 1982.
14. Цейтлин Ю.А., Мурзин В.А. Пневматические установки шахт. — М.: Недра, 1985.
15. Смородин С.С., Верстаков Г.В. Шахтные стационарные машины и установки. — М.: Недра, 1975.