- исключает влияние на работу других электроприемников;
- плавный разгон вентилятора с любыми динамическими моментами инерции
вентилятора;
- уменьшение массы как двигателя так и его комплекта, например СДВ 15- 64-10;
Р=1250, m=11,т ; АКН 2-16-69-10; m=8.75, т
- перевод из нерегулируемого режима в регулируемый.
К недостаткам относится малый cos , который устраняется применением
конденсаторных батарей для компенсации реактивной мощности.
| Параметры | Единица измерения | Численное выражение |
| 1 | 2 | 3 |
| Диаметр рабочего колеса | мм | 3200 |
| Макс. допустимая скорость | мм | 600 |
| Макс. потребляемая мощность (на валу вентилятора) | кВт | 1185 |
| Окружная скорость по концам лопаток | м/сек | 100.5 |
| Производительность | м3/с | 35-305 |
| Статическое давление | Па | 500-5100 |
| Параметры оптимального режима | ||
| Производительность | м3/с | 200 |
| статическое давление | Па | 4780 |
| статический к.п.д. | - | 0.84 |
В настоящий момент поле шахты "Заполярная" вскрыто шестью вертикальными стволами, пять из которых оборудовано подъемными установками.
Главный скиповой ствол оборудован двумя подъемными установками - двухскиповой угольной машиной и односкиповой породной машиной.
Угольная установка типа 2Ц-6*2.8:
- кол-во барабанов - 2
- диаметр барабана -6 м
- ширина барабана - 2800 мм
- максимальное статическое натяжение каната - 5600 кг*с
- скорость подъема - 10 м/с
- кол-во скипов - 2
- грузоподъемность скипа - 14 т
- мощность эл. Двигателя 280
Породная установка оснащена машиной типа 2Ц-3.5*1.7-8 и одним скипом грузоподъемностью 5 тонн.
Обе подъемные установки работают с третьего горизонта. Производительность угольной подъемной установки 1880 тысяч тонн в год, горной массы.
Клетевой ствол оборудован двухклетевой подъемной установкой с клетями для подъема трехтонных вагонеток. Установка оборудована подъемной машиной 2Ц-5*2.4 В связи с тем, что расстояние между нулевой площадкой и вторым горизонтом одинаково с расстоянием между вторым и третьим горизонтами, обслуживание второго горизонта возможно любой клетью.
Вентиляционные стволы 1,2,3 оборудованы двухклетевыми подъемными установками служащими для аварийной выдачи людей из шахты.
Таблица 4.3
Стволы.
| Параметры | 1 | 2 | 3 | вспом. клетевой |
| Тип ПМ | 2Ц- | 2БМ | БМ | 2Ц-5*2.4 |
| 3.5*1.8 | 2500 | 2000 | ||
| 1230-4А | 1530-3А | |||
| Вес клети, кг | 2600 | 2600 | 2420 | 4660 |
| Кол-во людей в клети | 15 | 15 | 15 | 28 |
На шахте "Заполярная" главная водоотливная установка оборудована в околоствольном дворе горизонта "- 535 м" с одноступенчатой схемой откачки. На этом горизонте в насосной камере смонтировано три насоса ЦНС-300-600. Два в работе, один в ремонте. В настоящее время нормальный водоприток горизонта составляет 125 м3/час.
Исходя из этой величины производится проверочный расчет водоотливной установки горизонта "-535 м".
Исходные данные
- производительность шахты - 1350 тыс. т/год
- глубина шахты - 500 , м
- приток воды в шахте
нормальный - 125, м3/ час
максимальный - 170, м3/час
- количество дней в году
с нормальным притоком 330 дней
с максимальным притоком - 350дней
- характеристика подземных вод - рН=8
а) Требуемая расчетная подача насоса.
Qр = Тс* Qн/Тр = 24*125/20 = 150, м3/ч
Тс - 24 часа в сутки
Тр - 20 - время необходимое на откачку суточного притока.
б) Ориентировочный напор насоса.
h вс ор = 4, м - высота всасывания
Нс = 535, м - геометрическая высота ствола
h пр = 1,м
Н ор = 1.1 Нг - ориентировочная высота
Нг = Нс + h вс ор + h пр = 535+4+1 = 540, м
Н ор = 1.1*540 = 594, м
Выбираем насос ЦНС 300-120-600
Q опт = 300, м3/ч; Нк = 60, м; Нк = 66.9, м; n = 1500, 1/мин
в) Необходимое число рабочих колес насоса
Zк = Н ор/ Нк = 594/60 = 9.9
принимаем Zк = 10
г) Оптимальный напор насоса
Н опт = Zк*Н ко = 10*66.9 = 669, м.
д) По условию устойчивой работы
Нг 0.95 Нопт
Н0.95*669 540 м 635 м
Следовательно насос будет работать устойчиво.
а) Длина напорного трубопровода
lн = l кам + l ход + lг + Нс = 25+20+1+535 = 586, м
б) Оптимальный диаметр трубопровода
D опт = к*0.0131* Qр, где
к =0.7 - для одного трубопровода
D опт = 0.7*0.131*Q = 0.7*0.131*300 = 0.142, м.
в) Требуемая толщина стенки трубы
б = 100(к1* d опт +(а1+а2) Т )/ 100 - Кс, где
к1 - коэф. учитывающий прочностные свойства материала труб к1 = 2.21
а1 = 0.15 - скорость корозионного износа с внешней стороны
а2 = 0.4, при рН = 8
Т - срок службы трубы
Кс = 10 % - минусовой допуск при изготовлении с толщиной до 15 мм
б = 100(2.21*0.142+(0.15+0.4)*10)/100 - 10 = 9.6, мм
принимаем б = 10, мм
г) Диаметр трубопроводов для откачки загрязненных вод увеличивают по сравнению с расчетным на 10 - 15 % . Выбор экономически выгодного диаметра става - сложная задача, решаемая рядом уравнений и экспериментальных исследований.
Выбираем трубопроводы из стандартного ряда с толщиной стенки 10 мм.
Для нагнетательного трубопровода:
dн2 = 273, мм; dвн2 = dн2 - 2б = 273 - 2*10 = 253, мм
Для всасывающего трубопровода, для обеспечения большей надежности всасывания:
dн1 = 351; dвн1 = 331, мм.
д) Скорость воды в подводящем трубопроводе:
V вс = 4Q / 3600 П d вн1 = 4*300 / 3600*3.14*0.25 = 1.7, м/с
е) Суммарные коэффициенты местных сопротивлений в подводящем трубопроводе: приемный клапан с сеткой - 3.7
закругленное колено - 0.6
конфузор - 0.1
åx = 4.4
Нагнетательный труборовод :
Две задвижки – 0.25*2 = 0.5
Клапан обратный поворотный – 10.8
Тройник на проход – 0.5
Четыре колена с закруглением 0.4*4 = 1.6
åx =13.4
ж ) Гидравлическое сопротивление всасывающего трубопровода при длине трубопровода l1 = 6, м
а вс = Адлl1 + Ам * åx = (0.0517*6+0.5714*4.4)*10 –6 = 2.8*10 -6
Гидравлическое сопротивление нагнетательного трубопровода при длине трубопровода
L2 = 570, м
ан = 1.1Адлl2 + Ам * åx = (1.1*0.207*570+1.63*13.4)*10-6 = 151*10-6
Cуммарное сопротивление трубопровода :
а = (2.8 +151.63)*10-6 = 154.4*10-6
з) Характеристика трубопровода (см. схему)
Нт = Нг + аQ
Q 50 100 150 200 250 300 350 400 500
H 540.4 541.5 543.5 546.2 549.7 553.9 559 564.7 578.6
д) Характеристика насоса:
Нн = 66.9 + 0.040 Q – 0.00022Q2
h = 0.597*10-2 Q- 0.146*10-4 Q2 + 0.0096*10-6 *Q3
Q 50 100 150 250 300 350 400 500
H 683.5 687 679.5 631.5 591 539.5 477 319
h 0.26 0.44 0.68 0.729 0.73 0.72 0.66 0.53
4.3.3 Выбор мощности электродвигателя.
Nр = k (p*g*Q*H) / (1000*3600*h) = (1050*9.8*300*540)/(1000*3600*0.71)*1.1 = 625,кВт
Выбираем ближайший в сторону увеличения двигатель по мощности . Таковым является электродвигатель взрывобезопасного исполнения с рабочим напряжением 6000, В.
ВАО2 –560LА –4
Р = 800, кВт ; n = 1485, мин -1 ;
h= 0.95 ; cos j = 0.87
5. Коэффициент запаса мощности.
Kg = N/ Np = 800/625 = 1.23
6. Расчет энергетических показателей.
а) Число часов работы при нормальном режиме откачки
Тн = (24*125)/300 = 10 часов
При максимальном притоке
Т м = (24*170)/300 = 13.6 часа
б) Годовой приток воды
Агод = 24(125*330+170*35) = 1132800, м3
в) Годовой расход электроэнергии
Wг = (Q*p*g*H) / (1000*3600*hн hдв hс)* k1 (nн * Tн* nmax*Tmax) =
= (300*1050*9.8*540) / (3.6*106*0.71*0.95*97)*1.1*(330*10+35*13.6) = 2806050 , кВт*ч
г) Удельный расход электроэнергии на откачку одного метра кубического
Wу = Wг / Аг = 2806050 / 1132800 = 2.477, кВт ч/ м3
д) Полезный расход энергии на подъем одного кубометра воды
Wn = (p*g*H) / (3600*103) = (1050*9.8*540) / (3.6*106) = 1.544, кВт
е) К.П.Д. водоотливной установки
h¢у = Wn / Wy = 1.544/2.477 = 0.62
h²у = hд hн hс = 0.95*0.97*0.71 = 0.654
h¢у » h²у
5. ЭЛЕКТРОПРИВОД ВЕНТИЛЯТОРНЫХ , КОМПРЕССОРНЫХ И НАСОСНЫХ УСТАНОВОК.
Для электроприводов вентиляторов мощностью свыше 1000 кВт с нерегулируемой применяются исключительно синхронные двигатели , до 3200 кВт –асинхронные короткозамкнутые двигатели.
Электропривод шахтных поршневых компрессоров большой производительности с нерегулируемой скоростью оборудуется тихоходными синхронными двигателями , соединенными с валом компрессора.
Турбокомпрессоры , в отличие от поршневых , работают с высокой частотой вращения при неизменном моменте на валу , электропривод в этом случае оснащается мощными высокоскоростными синхронными двигателями с повышающей передачей между ними.
В качестве электроприводов насосов в шахтных участковых и центральных водоотливных установках применяются асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором. Электродвигатели насосов работают в продолжительном режиме с постоянной нагрузкой.
Приводы конвейеров должны обеспечивать регулированные скорости грузонесущего органа при постоянном моменте на его валу , то есть при постоянном натяжении независимо от диапазона регулирования скорости.