Основные положения при проектировании пневматических установок

При проектировании пневматических установок необходимо:

1) установить необходимую производительность компрессорной стации;

2) выбрать тип и число компрессоров, двигатели к ним;

3) установить давление сжатого воздуха на выходе компрессорной станции;

4) составить схему воздухопроводной сети и рассчитать ее;

5) сделать технико-экономические расчеты по определению капитальных затрат на оборудование и монтаж пневматической установки, определить проектную стоимость 1 м³ воздух и затрата его на 1 т добычи, затрату электроэнергии на 1 т добычи, и на 1м³ воздух.

1. Производительность компрессорной станций определяется как сумма затрат сжатого воздуха потребителями в наиболее загруженный период поры и затраты на истоки воздуха через неплотности в магистральному воздухопроводе и местах присоединения потребителей. Указанный период устанавливают соответственно организации горных работ из график работы добычных и подготовительных участков. В расчета учитывают снос, не одновременность работы и степень загрузки потребителей.

Производительность компрессорной станции!

(175)

где k_р = 1,05...1,1 — коэффициент резерва производительности компрессорной станции на неучтенные потребители; к — средневзвешенный коэффициент одновременности работы потребителей; коэффициент одновременности работы — отношение числа работающих в данный момент потребителей к общему числу их, что должны находиться в работе; i — номер группы однотипных потребителей; z — число групп однотипных потребителей; n_п— число однотипных потребителей; V_n — номинальная затрата воздуха одним потребителем данной группы при непрерывной его работе, м³/мин; k_и = 1,15...1,2— коэффициент, который учитывает увеличение затраты воздух в связи с сносом потребителей; k_з— коэффициент загрузки, которая учитывает изменение затраты воздух потребителями при отклонении фактической погрузки от номинальной и при регулировании;

для комбайнов и их лебедок, бурильных и отбойных молотков, буросбоечных станков, гировозов — 1, для породопогрузочных машин — 0,25, вентиляторов местного проветривания — 0,7, маневровых лебедок — 0,8; V_ут = 3 м³/мин — допустимые истоки через неплотности на 1 км магистрального трубопровода; l-длина магистрального воздухопровода по шахте, км; V_пр=0,4м³/мин— допустимые истоки через неплотности в месте присоединения одного потребителя к воздухопроводу; n_пр — число мест присоединений потребителей.

В среднему истоки воздух на 1 км воздухопровода без распределения их на истоки в магистральном трубопроводе и в местах присоединения потребителей можно принимать 4...5 м³/мин.

Средневзвешенный коэффициент одновременности работу потребителей определяется в зависимости от средневзвешенного коэффициента включения работающих потребителей кв и общего числа потребителей n (рис. 124).

Коэффициент включения

(176)

Коэффициент включения отдельного потребителя (относительное машинное время его работы) принимается равной; для комбайнов, их лебедок и вентиляторов местного проветривания — 1; для бурильных молотков — 0,65; для буросбоечных станков — 6,5; для породопогрузочных машин и отбойных молотков — 0,4;

для гировозов — 0,3; для маневровых лебедок — 0,05.

2. Выбор типа и числа компрессоров производится в такой способ: при производительности компрессорной станции 200 ... 500 м³/мин принимают поршневые компрессоры 4М10-100/8, при 500 ... 1000м³/мен--центробежные компрессоры К-250, при большей производительности — центробежные компрессоры К-500.

Число резервных компрессоров принимают; на 1-2 работающих — 1 резервный, на 4-6 работающих — 2 резервных, на 3 работающих — 1 резервный при поршневых и 2 резервных при центробежных компрессорах.

3. Давление сжатого воздуха у компрессорной станции рК.С (МПа) устанавливается как сумма давления у потребителей и потерь давления в магистральному воздухопроводе и шлангах. При ориентированных расчетах

р_к.с.=р_п+∆р_м l +∆р_ш (177)

где р_п — избыточное давление у потребителей, принимается равным 0,5 МПа; ∆р_м = 0,03 МПа/км — средние удельные потери давления в магистральном трубопроводе; l — длина воздухопровода от компрессорной станции к самому изъятому потребителю, км; ∆р_ш == 0,03 МПа— суммарные потери давления в шлангах.

4.Расчет воздухопроводной сети;

1) в соответствия с схемой раскрытия месторождения составляют схему воздухопроводной сети. Точкам разветвления и конечных точек воздухопровода присваивают цифровые или буквенные обозначения, разбивая в такой способ схему на отдельные участки;

2) на схему наносят фактические длины участков l_ф; учет сопротивлений в арматуре и фасонных частях трубопровода вырабатывается увеличением фактической длины на 10 %, то есть 1р == 1,1l_ф;

3) по формуле (175) определяют затраты воздуха на каждом участке и полученные значения их указывают на схеме;

4)'зная затраты воздуха на участках, по номограмме (рис. 125, а) определяют оптимальные диаметры труб d_опт. в зависимости от давления у компрессоров р_кс и потом выбирают стандартные трубы большего диаметра d диаметры труб указывают на схеме;

5) в зависимости от затраты воздуха и давления р_кс по номограмме (рис. 125, б) определяют оптимальные удельные потери давления ∆руд (МПа/км) для всех участков сети. Умножением удельных потерь на расчетные длины участков получают оптимальные потери давления на этих участках, то есть ∆р_опт ⁼ ∆руд l_р;

6) для всех участков сети вычисляют скорость движения воздух по формуле (165). По формуле (164) вычисляют потери давления Ар на всех участках сети. Полученные значения ∆р наносятся на схему. В расчета

должно быть соблюдено условие ∆р<∆р_опт. При нарушении этого условия следует принять трубы большего диаметра;

7) подытоживают потери давления на участках сети от компрессора к самому изъятому потребителю иd потом, составляя полученный результат с давлением у

потребителей и потерями в шлангах (0,33 МПа), окончательно устанавливают величину давления воздух на выходе компрессорной станции.

5. Технико-экономические показатели. Основными показателями оценки для экономичности пневматической установки есть:

затрата электроэнергии на 1 м³ ; затрата воздуха на 1 т уголь воздуха и на 1 т уголь, стоимость 1 м³ воздух. Годовая выработка сжатого воздуха (м³)

(178)

где n и n_д — число часов работы компрессора в пору и светал работы компрессора в году.

Годовая затрата электроэнергии (квт-ч)

(179)

где k=1,02...1,04 — коэффициент, который учитывает затрата электроэнергии на подачу охлаждающей воды и на вспомогательные нужды (освещение, питание генераторов нарушения, вентиляция и т.д.); -суммарная расчетная мощность двигателей компрессоров, которые работают одновременно, кBт; , = 0,85...0,9 η_д =0,95 — к.п. д. соответственно двигателя и электрической сети.

Зная V_г и W_г и годовую производительность шахты А, определяют затрата сжатого воздуха на 1 т уголь, а также затрата электроэнергии на 1 т уголь и на 1 м³ воздух.

Стоимость 1 м³ воздух определяется по годовым эксплуатационным затратам, куда входят: сумма амортизационных отчислений, стоимость электроэнергии, фонд заработной платы обслуживающего персонала, стоимость материалов и охлаждающей воды, стоимость ремонтов. Эти затраты определяются по существующим нормативам.