Тема 4.11. Проектування пневматичних установок

План:

4.11.1. Визначення продуктивності компресорної станції.

4.11.2. Вибір числа і типу компресорів.

4.11.3. Визначення тиску стисненого повітря на виході компресорної станції.

4.11.4. Розрахунок повітропровідної мережі.

4.11.5. Визначення техніко-економічних показників.

4.11.1. Продуктивність компресорної станції визначається як сума витрат стисненого повітря в найбільш завантажений період доби і витрат через нещільності в магістральному трубопроводі і в місцях приєднань

, (74)

де k =1,05…1,1 – коефіцієнт резерву продуктивності; k - середньозважений коефіцієнт одночасної роботи (визначається за рис. 76); і, z – номер групи і число груп однотипних споживачів; n - число однотипних споживачів; V - номінальна витрата повітря одним споживачем; k =1,15...1,2 – коефіцієнт, який враховує збільшення витрати повітря в зв’язку зі зношуванням споживачів; k - коефіцієнт завантаження, для комбайнів і їх лебідок, бурильних і відбійних молотків, бурильних станків, гіровозів – 1, породонавантажувальних машин – 0,25, вентиляторів місцевого провітрювання – 0,7, маневрових лебідок – 0,8; V = 3 м /хв. – допустимі втрати через нещільності на 1 км трубопроводу; l – довжина магістрального трубопроводу; V - допустимі втрати в місцях приєднань

n - число приєднань. Коефіцієнт включення визначається за формулою

, (75)

де коефіцієнт включення для комбайнів, їх лебідок і вентиляторів місцевого провітрювання дорівнює 1; для бурильних молотків – 0,65; для бурильних станків – 0,5; для породонавантажу- вальних машин і відбійних молотків – 0,4; для гіровозів – 0,3; для маневрових лебідок – 0.05.

4.11.2. Вибір типу і числа компресорів проводиться в залежності від V_к.с., при продуктивності 200...500 м³/хв. приймають поршневі компресори 4М10-100/8, при 500...1000 м³/хв. – відцентрові компресори К-250, при більшій продуктивності К-500.

Число резервних компресорів приймають: на 1-3 працюючих – 1, на 4-6 працюючих – 2.

4.11.3. Тиск стисненого повітря біля компресорної станції р_к.с. визначається як сума тиску біля споживачів і втрат тиску в трубопроводі і шлангах.

р_к.с.= р_п + D р_м l + D p_ш, (76)

де р_п = 0,5 МПа – надлишковий тиск біля споживачів; D р_м = 0,03 МПа/км – втрати тиску трубопроводі; D p_ш = 0,03 МПа сумарні втрати тиску в шлангах.

4.11.4. У відповідності зі схемою розробки родовища складають схему повітропровідної мережі, розбиваючи її на окремі ділянки. На схему наносять фактичні довжини ділянок l_ф, розрахункова довжина l_р = 1,1 l_ф.

По формулі (1) визначають витрату повітря на кожній ділянці.

По номограмі (рис. 77, а) визначають оптимальні діаметри труб d_опт, а потім вибирають стандартні труби. По номограмі (рис. 77, б) визначають оптимальні питомі втрати тиску D p_пт (МПа/км) для всіх ділянок трубопроводу. Оптимальні втрати тиску на ділянках

D p_опт = D p_пт l_р.

На всіх ділянках труби визначають швидкість руху повітря за формулою

, (77)

де r = 1,293 кг/м – густина повітря для нормальних умов; V – витрата повітря для нормальних умов, м /хв., r – середня густина стисненого повітря, кг/м ; d – внутрішній діаметр труби, м.

Втрати тиску по довжині визначають за формулою

, (78)

де l = 0,0334 – коефіцієнт гідравлічного тертя.

Після цього сумують втрати тиску на всіх ділянках і добавляють втрати в шлангах 0,03 МПа і встановлюють тиск на виході компресорної станції.

4.10.5. Основними техніко-економічними показниками являються витрата повітря на 1 т вугілля, витрата електроенергії на 1 м повітря і на 1 т вугілля, вартість 1 м повітря.

Річна виробіток стисненого повітря

, (79)

де n_г і n_д – число годин роботи компресора в добу і днів в році.

Рис. 76. Коефіцієнт одно- Рис. 77. Номограми для розрахунку повітропроводів:

часної роботи а – (1) – для р_к.с. = 0,7 МПа, (2) – для 0,5 МПа;

б – (1) – для 0,7 МПа, (2) – 0, 6 МПа, (3) – 0,5 МПа, (4) – 0,4 МПа

Річна витрата електроенергії

, (80)

де k = 1,02...1,04 – коефіцієнт, який враховує витрати електроенергії на подачу охолоджуючої води і допоміжні потреби; S N – сумарна розрахункова потужність двигунів, які працюють одночасно, кВт; h _д = 0,85...0,9 – К.К.Д. двигуна, h _м = 0,95 – К.К.Д. електромережі.