Самостійна робота №5

Тема 2.9: Проектування вентиляторних установок.

Мета: розглянути методику проектування шахтних вентиляторних установок; формування практичних та теоретичних навичок на знання проектування вентидяторних установок.

Основні питання теми:

1. Розрахунок вентиляторної установки;

2. Шлях розрахунку;

3. Визначення витрати вентилятора, вибір вентилятора по зведенному графіку областей промислового використання вентиляторів, графічне побудування робочих режимів;

4. Винаходження резерва подачі вентилятора при реверсивній роботі.

5. Вибір двигуна;

6. Вибір регулювання та реверсування;

7. Визначення витрати електроенергії.

Рекомендована література: (1) стр.83-91

Методичні рекомендації.

Ця тема є загальною по розділу 2 та використовується при дипломному проектуванні. Перед початком проектування необхідно з'ясувати вихідні дані та задачу проектування. Потім слідує розв'язати задачі на вибір вентиляторів головного та місцевого провітрювання. При цьому, використовуй вихідні та розрахункові дані по звденим графікам області промислового використання вентиляторів попередньо необхідно вибрати вентилятор. Якщо для заданих умов підходять два вентилятора, то з необхідно вибрати найвигідніший: той у якого більш ККД, менше витрати електроенергії та річні витрати. По результатам розрахунку вибирається вентилятор по таблицям ((1) 1-3) та по індівідуальннм аеродинамічним характеристикам.

Потім необхідно побудувати характеристику вентиляторної мережи. Накласти її на =-ідивідуальну характеристику вентилятора та по точкам перехрещення найти режими роботи при мінімальному та максимальному тисках, встановити кути повороту лопаток робочого колеса або направляючого апарату, визначити потужність двигуна та ККД вентилятора.

Перед розв'язуванням задач необхідно уважно розглянути приклад розрахунку вентиляторної установки приведений в літературі (1).

Питання для самоперевірки:

1. Як вибрати найвигідніший вентилятор для заданих умов роботи?

2. Як графічно визначити режим роботи, вентилятора на початок та кінець експлуатації?

3. Як графічно визначити кути встановки лопаток робочого колеса або направляючого апарату для заданих умов роботи вентилятора головного провітрювання?

4. Що і як визначається при техніко-екномічному розрахунку вентиляторної установки?

Тематичний контроль: Практична робота №1; Семірське заняття №2

Основні положення при проектуванні вентиляторних установок.

При проектуванні вентиляторної установки початковими заданими величинами являються: вимоги виробництва, мінімальний Н_у*ст min тиск, категорії шахти по газу,

тривалість експлуатації установки Т.

При проектуванні необхідно:

1. На основі технічно-економічного порівняння можливих варіантів вибрати

найвигіднішу вентиляторну установку.

2. Встановити спосіб регулювання і здійснити розрахунки, позв'язати з регулюванням

робочих режимів вентилятора.

3. З Визначити потужність двигуна і вибрати його.

4. Вибрати пускорегулюючу апаратуру, апаратуру управління, засоби контролю,

кабельну мережу.

5. Розрахувати калориферну установку і вибрати для неї обладнання; при необхідності

здійснити розрахунок і вибір обладнання установки для кондиціювання повітря.

Вибір вентиляторів при заданих Ну*ст min і Ну*ст mах здійснюють по зведеним графікам областей промислового використання.

За даними умовами можуть задовольняти два і більше вентиляторів. З економічної точки зору найвигіднішим являється венилятор, для якого річні витрати з обліком капітальних внесків мінімальні.

Річні витрати складаються з середньорічної ціни споживчої електроенергії, амортизадійних відрахувань по вентиляторній установці, витрат на поточні "ремонти, ревізії і налагодження, заробітної плати обслуговуючому персоналу, вартісті матеріалів і тієї частини вартості установки, яка в середньому прикладається на один рік терміну сплати. В метах визначення вказаних витрат по індивідуальним аеродінамичним хактеристикам попередньо вибраних вентиляторів знаходять для кожного вентилятора ККД при Ну*ст min і Ну*ст mах і потужність двигуна. Далі оріентировано по каталогам приймають двигуни і вибирають апаратуру управління. Середньорічну вартість електроенергії встановлюють по двохставчому тарифу – за витрачену активну енергію і за встановлену потужність;

С₃= (5.1.)

Де і = 0,156 грн. - аналогічно середньорічної витрати електроенергії (кВт.ч.) і

вартість 1 кВт.ч.; Ну і Ку =12,8грн. - аналогічно встановлена потужність (кВ.А) і річна

тість 1 кВ.А.

Середньорічну витрату електроенергії вентиляторної установки визначають (67), а встановлену потужність (кВ.А) приймають для вибраного двигуна по каталогу чи визначають по формулі: N= (5.2)

Де і cos - к.к.д. і коефіцієнт міцності прийнятого двигуна.

Річну суму амортизації відрахувань знаходять по вартості основних видів обладнання — вентиляторів, електроприводу, засобів автоматизації, вартості монтажа, вартості будинків та споруд.

Вартість обладнання встановлюють по номенклатурним довідникам, а вартість монтажа аналогічно приймають рівно 14% від вартості обладнання.

Вартість будинків і споруд встановлюють по системах типових проектів та будівництва вентиляторних установок. При наближених розрахунках вартість будинків і споруд (каналів , дифузорів і т.д.) можна вичислити по об’єму, встановлюючого за зовнішнім розміром, і середньої вартості ( 1 м³-21 грн. 50 коп.).

Норми амортизації відчислень встановлюють : 12% - для електродвигунів потужністю вище 100кВт; 3,2% - для будинків і споруд.

Середньорічна вартість поточних ремонтів і ревізій невелика, для різних вентиляторів вона приблизно однаково складає 570... 930грн.,тому при порівнянні варіантів на цю величину можна не звертати уваги .

Заробітна платня обслуговуючого персоналу складається з основної платні, означуваної згідно із штатним розкладом по тарифним ставкам та різних доплат і нарахувань . При автоматизованих вентиляторних установках заробітну платню в розрахунки можна не враховувати , так як чергового обслуговуючого персонала установка не має , а зарплата слюсарів періодично оглядаючи установку , відноситься до загально шахтних витрат . Вартість матеріалів можна знехтувати , як величину незначну .

Таким чином , середньорічні витрати ( грн.. ) при порівненні варіантів : C=C_э+С_А+ЕС_У (5,3) де С_э- середньорічна вартість електроенергії ; С_а – річна сума амортизаційних відрахувань ; Е=0,14-нормативний коефіцієнт ефективності капіталовкладень; С_у- вартість вентиляторної установки ( сумарна вартість обладнання та монтажа , побудов та споруд ).

При виборі вентиляторів крім економічних міркувань необхідно врахувати інші фактори . Наприклад , при прихильності вентиляторної установки в кордонах населеного пункту доцільно використовувати практично безшумові відцентровані вентилятори .

Засіб регулювання робочих режимів передбачається конструкцією вентилятора .

Для встановлення числа ступеней регулювання необхідно на аеродинамічну характеристику вентилятора накласти характеристики вентиляційної мережі при Н_у._{ст min} і Н_у._{ст max}. Характеристики вентиляційної мережі будують по точкам одержаним шляхом обчислення Н по формулі ( 32) , задаючись різними значеннями від 0 до 1,25 від витрати . З’єднавши точно заданні режими прямою лінією , знаходять число ступеней регулювання по точкам перетину лінії з характеристиками вентилятора .

Резерв продуктивності вентилятора встановлюють як відношення продуктивності вентилятора , означуваної точками перетину характеристик вентиляційної мережі з характеристикою вентилятора , до заданних умов виробництва .

Вентилятор повинен мати не менше , ніж 20% - вий резерв продуктивності .

Для резервних вентиляторів необхідно визначити розміри продуктивності при реверсуванні вентиляційного струменю .

Відповідно ПБ вона повинна бути не менше 60% від продуктивності при нормальній роботі

Розраховану потужність двигуна знаходять по формулі ( 38) для кожної ступені регулювання по максимальному тиску ступені .

В процесі експлуатації установки може з’явитись необхідність заміни двигуна при переході з однієї ступені регулювання на іншу .

Запас потужності прийнятого двигуна по відношенню до розрахункової потужності повинен складати 10... 15% .

Середньорічні витрати електроенергії знаходять по формулі за період експлуатації на кожному ступені регулювання .

Вибір пускорегулюючої апаратури, апаратури управління і засобів контролю виробляється на основі їх технічних характеристик по довідникам і каталогам.