Расчёт производительности вентиляторной установки типа ВОД
Цель работ: Научится рассчитывать производительность вентиляторной установки типа ВОД.
Расчётные данные:
Рассчитать вентиляторную установку типа ВОД для шахт второй категории: Q = 120 м3/с; Н max= 240 даПа; Н min = 100 даПа; Т = 20 лет.
Расчёт:
1. Выбор наивыгоднейшей установки: на графике ищем допустимую вентиляторную установку:
По аэродинамической характеристика ВОД-30 определяем: к.п.д. и мощность двигателя.
Для
установки ВОД – 30:
max
= 0,8;
min
= 0,65; >ср>
= 0,725;
N
= 240 кВт;
2. Определяем средний расход вентиляторной установки ВОД – 30.
W>г> = ((Q(H max+Н min/2))/(1000*>ср>*> >>д>*> с>*> р>))*> ч>*> д> = (3.1)
W>г>
= ((120(1000+2400/2))/(1000*0,725*0,9*0,95*0,85))*24*365
=
= 3391652 кВт*ч.
3. Стоимость эл. эн. в среднем за год:
С> э> = W>г>*>а>+N>у>*>у>; (3.2)
С> э> = 3391652*0,0068+352*12,8 = 27569 руб.
4. Характеристика вентиляторной сети:
4.1 Постоянной сети при минимальном давлении:
R>1> = Н min/Q2; (3.3)
R>1> = 1000/1202 = 0,069;
4.2 Постоянной сети при максимальном давлении:
R>2> = Н max/Q2; (3.4)
R>2> = 2400/1202 = 0,167;
5. Уравнения характеристики при минимальных и максимальных давлениях:
В полученное в подставляем выражение значение Q от 0 до 1,25 требуемой производительности и получаем соответствующие значения:
Рабочие режимы: через точку заданных режимов проводим прямую линию и находим режим “С” (Q> с> = 120 м3/с; Н> с> = 150 Па)
6. Строем дополнительную характеристику сети через точку «С» и получаем:
R>с> = Н> с>/Q>с>2; (3.5)
R>с> = 1550/1202 = 0,108;
Показатели |
0,25Q |
0,5Q |
0,75Q |
Q |
1,25Q |
Q м3/с |
75 |
150 |
225 |
300 |
375 |
Н>у.ст.> min, Па |
82 |
326 |
734 |
1300 |
2040 |
Н>у.ст.> max, Па |
156 |
625 |
1407 |
2500 |
3910 |
7.
На первой ступени установки лопастей
>1>
= 250;
при этом будет обеспечен режим d:
Q>d>
= 129 м3/с;
Н>d>
= 1175 Па. При перемещения режима в точку
«С» происходит переход на вторую ступень
регулирования установкой лопастей на
угол >2>
= 300.
Начальный режим на этой ступени (точке
«Е»): Q>е>
= 135 м3/с;
Н>е>
= 2000 Па. Окончание работы этой ступени
– режим f:
Q>f>
= 127 м3/с;
H>f>
= 2275 Па.
7.1 Продолжительность работы вентеиляторной установки на первой ступени:
Т>1> = Т*((Н>c> – Q>c>)/(Н>f> – Н>a>)); (3.6)
Т>1> = 20*((1550-1000)/(2275-1000)) = 8,6 лет;
7.2 Продолжительность работы вентеиляторной установки на второй ступени:
Т>2> = Т*((Н>f> – Н>c>)/(Н>f> – Н>a>)); (3.7)
Т>2> = 20*((2275-1550)/(2275-1000)) = 11,4 лет;
8. Резерв производительности: определяется режимами К:
Q>к> = 193 м3/с; Н> к> = 2575 Па; и n: Q> n> = 150 м3/с; Н> n> = 3200 Па;
8.1 При характеристике сети 1.
Q>1>% = ((Q>к> – Q>a>)/Q>a>)*100%; (3.8)
Q>1>% = ((193-120)/120)*100% = 61%
8.2 При характеристике сети 2.
Q>2>% = ((Q>n> – Q>a>)/Q>a>)*100%; (3.9)
Q>2>% = ((150-120)/120)*100% = 25%
8.3 При характеристике сети 3 (средние).
Q>ср> = ((Q>1> + Q>2>)/2)*100%; (3.10)
Q>ср> = ((61+25)/2)*100% = 43%
9. Реверсирования вентиляторной установки обеспечивается изменением направления вращения ротора с одновременным поворотом лопастей промежуточного, направляющего и спрямляющего аппарата.
10. Находим мощность двигателя:
Nmin = (Q>с>*Н>с>)/(100*>с>); (3.11)
10.1 Nmin= (120*1550)/(1000*0,75) = 248 кВт. – СДН-16-41-16; N=315 кВт.
10.2 Nmax=(150*320)/(1000*0,765)=627,5 кВт. –СНД-16-41-16; N=300 кВт.
11. Определяем коэффициент запаса мощности:
11.1 К>д> = N/Nmin; К>д> = N/Nmax; (3.12)
К>д>>.>>min> = 315/248 = 1.27;
К>д>>.>>max> = 800/627,5 = 1,27;
12. Средне годовой расход энерги.
12.1 На первой ступени:
Q>ср.1> = (129+120)/2 = 124,5 м3/с; (3.13)
>ср.1> = (0,675+0,75)/2 = 0,713; (3.14)
Н> ср.1> = (1175+1550)/2 = 1365 Па. (3.15)
W>г
1>=
(124,5*1362,5*24*365)/(1000*0,713*0,9*0,95*0,85) =
= 2867711
кВт*ч (3.16)
12.2 На второй ступени:
Q>ср.2> = (135+127)/2 = 131 м3/с; (3.13)
>ср.2> = (0,765+0,79)/2 = 0,778; (3.14)
Н> ср.2> = (2275+2000)/2 = 2137,5 Па. (3.15)
W>г
2>=
(131*2137*24*365)/(1000*0,778*0,9*0,95*0,85) =
= 4338273
кВт*ч (3.16)
13. дистанционное управление и контроль осуществляется с помощью аппаратуры УКАВ.
14. Калориферная установка:
m>n> = Q*q; (3.17)
m>n> = 1,29*120 = 154,8 кг/с;
m = (m>n>*(t>n>-t>н>))/(t>с>+t>н>); (3.18)
m = (154,8(70+25))/(2+25) = 544,7 кг/с;
Q>к.т> = 3600*m>ср>(t>ст>+t>н>); (3.19)
Q>к.т> = 3600*1,012*27*544,7 = 53580178,1
D> к> = (1,1*Q>к.т>)/(св*(t>пар>+t>ср>)); (3.20)
D> к> = (1,1*53580178,1)/(4,19*(147,9-11,5)) = 103125 кг/с;