Файл: Эксплуатационный расчет транспортных и стационарных машин.docx

7.1. Расчет производительности и выбор компрессора

Общее количество потребителей сжатого воздуха


где - n_БП, n_ВМ, n_ПМ, n_ГП - количество соответственно бурильных перфораторов, вентиляторов ВМП, погрузочных машин, грейферных погрузчиков.

Средневзвешенный коэффициент включения потребителей сжатого воздуха
(7.2)
где q_i - номинальный расход сжатого воздуха одним потребителем i - того типа, м³/мин; n_i - количество одноименных потребителей указанного типа; ψ_i - коэффициент, учитывающий увеличение расхода воздуха в процессе эксплуатации машин и механизмов вследствие их износов; k_зi - коэффициент загрузки, учитывающий изменение среднего расхода воздуха по сравнению с номинальным из-за отличия действительной нагрузки от номинальной, а также в результате регулирования рабочего режима машин и механизмов;
k_вi - коэффициенты включения машины и механизмов.



Рис.7.1. График для определения средневзвешенного коэффициента одновременности работы потребителей
Средневзвешенный коэффициент одновременности работы потребителей, К_О=0,71 определенный по рис.7.1.

Расчетный суммарный расход воздуха потребителями



где μ - коэффициент запаса на неучтенные потребители сжатого воздуха, (μ=1,5).
(7.3)
Расчетная производительность компрессорной станции должна учитывать возможные утечки сжатого воздуха в пневматической сети и в пунктах потребления воздуха:

Q_кс=Q_п+Q_ус+Q_уп, м³/мин.

где Q_ус, Q_уп - расчетные расходы сжатого воздуха в пневматической сети и в пунктах потребления.

Величина утечек из-за не герметичности системы трубопроводов в пневматической сети:


где а - допустимая величина удельных потерь сжатого воздуха, отнесенная к единице длины трубопровода, (а = 0,003 м

---

³/(мин·м)); ∑l_i-j - суммарная протяженность трубопроводов пневматической сети, м.

Величина утечек в пунктах воздухопотребления из-за не герметичности присоединительных стыков и шлангов:

где b - нормативная величина утечек в присоединительных элементах пунктов потребления сжатого воздуха на одного потребителя, м³/мин (b=0,4 м³/мин).

Путевые расходы сжатого воздуха рассчитывают, начиная с периферийных участков пневматической сети, примыкающих непосредственно к пунктам воздухопотребления.

Расход сжатого воздуха на углубочном участке (УгК-4)


. Расход воздуха на периферийном участке (18-17)
.


Расход сжатого воздуха на аналогичных периферийных участках тот же.

Расход воздуха на магистральных участках:
(15-13): .
(13-11): .
(11-4): .
(7-5): .
(5-4): .
_(4-2):
(2-1): .
Для выбора компрессора принимают расчетную производительность компрессора, причем суммарная производительность должна быть равна или выше расчетной производительности компрессорной станции.

Q_п > Q_кс; 1000 м³/мин > 758,63 м³/мин.

Выбор типа компрессора для стационарных компрессорных станций обычно производится на основе технико-экономического сравнения вариантов. Специальными исследованиями установлено, что при производительности станции 500-1000 м

---

³/мин целесообразны центробежные компрессоры К-500-61-1.

Принимаем 2 компрессора К-500-61-1 и 2 поршневых компрессора 4М10-100/8, для работы в период минимального потребления сжатого воздуха, т.е. ступенчатого регулирования.

Таблица 7.3

Техническая характеристика компрессоров 4М10-100/8 и К-500-61-1

Параметры	Значение
	4М10-100/8	К-500-61-1
Производительность, м3/мин	100	525
Абсолютное давление, бар: - на всасывание - на нагнетание	1 9
Частота вращения вала, мин-1	500	7636
Мощность компрессора, кВт	540	2030
Расход масла, г/ч	250	-
Электродвигатель - марка - мощность, кВт - напряжение, В	СДК2-17-26-12К 630 6000	СТМ-3500-2 3500 6000

Расчет ведем в табличной форме Таблица 7.4

№ уч	Q, м3/мин	Lтр	L					dтр	dтр по ГОСТ
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
18-17	71,95	100	2550	0,000713012	0,0713012	0,5	0,5713012	169,6	200
17-15	72,4	300	2550	0,000713012	0,02139036	0,5	0,52139036	260,4	300
16-15	72,1	200	2550	0,000713012	0,1426024	0,5	0,6426024	169,8	200
15-13	219,45	500	2550	0,000713012	0,356506	0,5	0,856506	296,2	300
14-13	72,7	400	2550	0,000713012	0,2852048	0,5	0,7852048	170,5	200
13-11	294,85	450	2550	0,000713012	0,3208554	0,5	0,8208554	343,4	350
12-11	72,7	400	2550	0,000713012	0,2852048	0,5	0,7852048	170,5	200
11-4	369,65	350	2550	0,000713012	0,2495542	0,5	0,7495542	384,52	400
УгК-4	28,37	50	2550	0,000713012	0,0356506	0,56	0,5956506	106,5	150
10-9	72,25	250	2550	0,000713012	0,178253	0,5	0,678253	170	200
9-7	72,85	450	2550	0,000713012	0,3208554	0,5	0,8208554	170,7	200
8-7	72,1	200	2550	0,000713012	0,1426024	0,5	0,6426024	169,8	200
7-5	218,4	400	2550	0,000713012	0,2852048	0,5	0,7852048	295,5	300
6-5	72,55	350	2550	0,000713012	0,2495542	0,5	0,7495542	170,35	200
5-4	292,15	400	2550	0,000713012	0,2852048	0,5	0,7852048	341,84	350
4-2	692,27	700	2550	0,000713012	0,4991084	0,56	1,0591084	526,22	550
3-2	65,91	100	2550	0,000713012	0,0713012	0,56	0,6313012	162,3	200
2-1	758,63	150	2550	0,000713012	0,1069518	0,5	0,6069518	550	550

---

7.2. Электропривод компрессорного агрегата

В качестве привода компрессоров общего назначения используются почти исключительно электрические двигатели переменного тока, асинхронные и синхронные.

Как правило, компрессорные агрегаты большой производительности поставляются на рудники (шахты) комплектно с электродвигателем, аппаратурой пуска и управления, поэтому мощность электродвигателя в таком случае принимается по технической характеристике компрессорного агрегата.

В других случаях мощность электродвигателя компрессорного агрегата определяется по выражению:
_, (7.4)
где N_в – мощность на валу двигателя; кВт; h_дв – кпд двигателя.
7.3. Расход электроэнергии на производство сжатого воздуха

Расход электроэнергии на производство сжатого воздуха определяется по выражению:
Е_год = 60 k_з Q_кс q_уд t_г ,= 60 0,8 1000 0,105 365 24 = 44150400 кВтч, (7.5)
где k_з - коэффициент загрузки компрессорной станции, k_з = 0,7-0,8; Q_кс - производительность компрессорной станции, м³/мин; q_уд – удельный расход энергии на производство 1 м³ сжатого воздуха, q = 0/105, кВтч/м³; t_г – время работы компрессорной станции в течение года, ч.

Расход сжатого воздуха на 1 т добытого полезного ископаемого определяется по выражению:
q_пи = Q_год /А_ш , = 420480000/2200000 = 191,12 м³/т, (7.6)
где Q_год - годовое производство сжатого воздуха компрессорной станцией,
Q_год = 60 k_з Q_кс t_г = 60 0,8 1000 365 24= 420480000, (7.7)
А_ш – годовая производительность шахты по полезному ископаемому, т/год.

---

8. Шахтные подъемные установки

8.1. Выбор вида и схемы подъемной установки

Исходя из производительности (Аш =2,8 млн.т/год) и глубины шахты Нш=550 м, по рис 8.1 для главного ствола проектируем скиповой подъем, а для вентиляционного – клетевой.

Рис 8.1 График для выбора вида подъема по значениям А_ш и Н_ш
8.2 Определение типа скипа

Часовая производительность подъемной установки, (Ач т/ч )
, (8.1)
где с – коэффициент резерва производительности подъемной установки, с=1,15; N – 303 количество рабочих дней в году; t – время работы подъемной установки в сутки t=20

Максимальная скорость движения груженого скипа по стволу, м/с
(8.2)

(8.3)
где Н – высота подъема, м; h – высота приемной площадки над устьем ствола, м (h=10)


Средняя скорость движения скипа, м/с:
(8.4)
Продолжительность движения скипа за один подъем по стволу с учетом ускорения и замедления, с:
(8.5)
Продолжительность одного цикла подъема, с:
(8.6)
где Ɵ – продолжительность паузы на загрузку и разгрузку скипа, с (Ɵ=10)

Число подъемов в час:
(8.7)
Грузоподъемность скипа, т:
(8.8)
Вместимость скипа, м3:
(8.9)
По полученному значению грузоподъемности скипа qск=15 т проектируем применение скипа СН15-188-1.8

Таблица 8.1

Техническая характеристика скипа СН15-188-1.8

Параметры	Значение
Грузоподъемность, т Масса скипа, т Высота в положении разгрузки, м Размеры скипа в плане,м	15 10,8 13,365 1,88х1,74

---