Вентиляторные установки

Требуемая производительность Q = 123 м³/с; необходимое минимальное давление Р_min = 2050 Па; необходимое максимально давление Р_max = 2590 Па.

Определение расчетных параметре в работы вентилятора

Q_рв = к₁ ∙ к₂ ∙ Q, м³/с, (9.31)

где к₁ - коэффициент резерва производительности вентилятора (1,1);

к₂ -коэффициент утечек или подсосов (1,1).

Q_рв = 1,1 ∙ 1,1 ∙ 123 = 149 м³/с.

Статическое давление с учетом потерь в вентиляционном канале:

Р_minр = к₃ ∙ Р_min, Па, (9.32)

Р_maxр = к₃ ∙ Р_max, Па, (9.33)

где к₃ - коэффициент учитывающий потери давления в подводящих каналах установки (1,1).

Р_minр = 1,1 ∙ 2050 = 2255 Па.

Р_maxр = 1,1 ∙ 2590 = 2850 Па.

Выбор типа и номера вентилятора

Полученные значения Q_рв, P_minр, P_maxр, принимаются за расчетные величины. Значения Q_рв, P_minр, P_maxр находятся в зоне осевых вентиляторов, поэтому принимается к установке осевой вентилятор ВОД-30, что показано на рисунке 9.3

Рисунок 9.3 - Графики рабочих зон вентиляторной серии ВОД

Построение графиков вентиляционных сетей

Определение значения эквивалентных отверстий:

А_max = 1,19 ∙ Q_рв / √ P_minр, м², (9.34)

А_min = 1,19 ∙ Q_рв / √ P_maxр, м², (9.35)

А_max = 1,19 ∙ 149 / √ 2255 = 3,6 м².

А_min = 1,19 ∙ 149 / √ 2850 = 3,4 м².

Постоянные вентиляционных сетей R находятся по эквивалентным отверстиям по значениям А_min и А_max:

R_min = 1,41 / А_max², (9.36)

R_max = 1,41 / А_min², (9.37)

R_min = 1,41 / 3,6² = 0,109.

R_max = 1,41 / 3,4² = 0,123.

Графики вентиляционный сетей Р_minр и Р_maxр строятся по уравнениям:

Р_minр = 0,109 ∙ Q_рв², Па, (9.38)

Р_maxр = 0,123 ∙ Q_рв², Па, (9.39)

Графики вентиляционных сетей 1 и 2, соответствуют начальному и конечному периодам эксплуатации. Графики вентиляционных сетей строятся по точкам, рассчитанным для значений Q_pв в интервале от 0 до 1,5 Q_pв с шагом 0,25 Q_pв и полученным значениям P_min, P_max расчетные значения которых приведены в табл. 9.1.

Таблица 9.2

Графики вентиляционных сетей 1 и 2

Qpb	0,25 Qpb	0,5 Qpb	0,75 Qpb	1,0 Qpb	1,25 Qpb	l,5 Qpb
Qpbм3/с	37,25	74,5	111,75		186,25	223,5
Pminр, Па	151,2		1361,2
Pmaxр, Па	170,7	682,7

Определение параметров рабочих режимов

Характеристика сети 1 пересекается с напорной характеристикой вентилятора с углом установки лопаток 35° в точке «d». Участок на напорной характеристике на отрезке «d-c» будет обеспечивать заданные параметры в первый период эксплуатации. В точке «с» нужно переставить угол установки лопаток на рабочих колесах на 40° и перейти на рабочую часть на отрезке «e-f»

В точке «с» параметры режима работы равны Q_c = 149 м³/с, Р_с = 1650 Па,

η_с =0,75.

Для построения дополнительной характеристики сети, проходящей через точку «с» определим постоянную R_c по формуле:

R_c = Р_с / Q_c², (9.40)

R_c = 1650 / 149²= 0,0743.

Тогда характеристика сети, которая проходит через точку «с», строится по уравнению.

Р_с = 0,0743 ∙ Q_c², (9.41)

Характеристика вентиляционной сети «3» строится по точкам, рассчитанным для переменных значений Q, результаты расчета введены в табл.9.3.

Таблица 9.3

График вентиляционной сети 3

Qpb	Qpb 0,25 Qpb	Qpb 0,5 Qpb	Qpb 0,75 Qpb	Qpb 1,0 Qpb	Qpb 1,25 Qpb	Qpb l,5
Qс, м3/с	37,25	74,5	111,75		186,25	223,5
Pс, Па

Рисунок 9.4 - Рабочая характеристика вентилятора ВОД-30

Окончание работы на второй ступени регулирования это режим в точке «f» с параметрами Q_е = 160 м³/с, P_е = 3200 Па, η_f = 0,79.

Резерв производительности вентиляторной установки

при характеристике сети 1

∆Q_к = (Q_к – Q_а / Q_а) ∙ 100, %, (9.42)

∆Q_к = (245 – 149 / 1793) ∙ 100 = 26,5 %.

при характеристике сети 2

∆Q_n = (Q_n – Q_а / Q_а) ∙ 100, %, (9.43)

∆Q_n = (221 – 149 / 1793) ∙ 100 = 13,6 %.

В среднем Q_р = 20,1 %.

Реверсирование вентиляционной струи

Реверсирование вентиляторной установки ВОД-30 осуществляется изменением вращения ротора и поворота лопаток спрямляющего и направляющего аппарата на угол соответственно 180º и 160º. Поворот всех лопаток спрямляющего и направляющего аппаратов осуществляется одновременно при заторможенном роторе с помощью специальных приводов, имеющих как ручное, так и дистанционное управление. Переход с нормального режима в реверсивный должен осуществляться за 10 минут. Подача вентилятора в реверсивном режиме должна составлять 60-70% от подачи в нормальном режиме.

Определение мощности электродвигателя

Мощность двигателя определяется по формуле:

на первой ступени регулирования

N_{min c} = Q_c ∙ P_c / 1000 ∙ η_c, кВт, (9.44)

N_{min c} = 149∙ 2650 / 1000 ∙ 0,76 = 878 кВт.

на второй ступени регулирования

N_{max е} = Q_е ∙ P_е / 1000 ∙ η_f, кВт, (9.45)

N_{max f} = 160 ∙ 3200 / 1000 ∙ 0.82 = 1049 кВт.

Для вентилятора ВОД-30 предусмотрен двигатель типа СДВС 15-64-1093 синхронного типа, мощностью 1600 кВт, частотой вращения 600 об/мин^-1, напряжение 6000 В.

Среднегодовой расход электроэнергии

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

На первой ступени регулирования

Q_1ср = (Q_max + Q_min) / 2, м³/с, (9.46)

P_1ср = (P_max + P_min) / 2, Па, (9.47)

η_1ср = (η_max + η_min) / 2, (9.48)

Q_1ср = (200 + 88,6) / 2 = 196,8 м³/с.

P_1ср = (1793 + 3100) / 2 = 3275 Па.

η_1ср = (0,76 + 0,74) / 2 = 0,75.

Тогда среднегодовой расход электроэнергии при работе вентилятора в первом периоде:

W_г = Q_1ср ∙ P_1ср ∙ n_ч ∙ n_д / 1000 ∙ η_1ср ∙ η_р ∙ η_д ∙ η_с, кВт ∙ ч/год, (9.49)

W_г = 88,3 ∙ 1507 ∙ 24 ∙ 365 / 1000 ∙ 0,75 ∙ 0,97 ∙ 0,92∙ 0,76 = 9099524 кВт ∙ ч/год.

На второй ступени регулирования

Q_2ср = (212 + 88,3) / 2 = 202,8 м³/с.

P_2ср = (1793 + 4200) / 2 = 4475 Па.

η_2ср = (0,817 + 0,78) / 2 = 0,8.

Тогда среднегодовой расход электроэнергии при работе вентилятора во втором периоде:

W_г = 202,8 ∙ 4475 ∙ 24 ∙ 365 / 1000 ∙ 0,8 ∙ 0,97 ∙ 0,92∙ 0,817 = 11636299 кВт ∙ ч/год.