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: h max = 0,8; h min = 0,65; h_ср = 0,725;
N = 240 кВт;

2. Определяем средний расход вентиляторной установки ВОД – 30.

W_г = ((Q(H max+Н min/2))/(1000*h_ср*h _д*h _с*h _р))*h _ч*h _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*Â_а+N_у*Â_у;                                                                           (3.2)

С _э = 3391652*0,0068+352*12,8 = 27569 руб.

4. Характеристика вентиляторной сети:

4.1 Постоянной сети при минимальном давлении:

R₁ = Н min/Q²;                                                                                     (3.3)

R₁ = 1000/120² = 0,069;

4.2 Постоянной сети при максимальном давлении:

R₂ = Н max/Q²;                                                                                    (3.4)

R₂ = 2400/120² = 0,167;

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_с²;                                                                                         (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 a₁ = 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 a₂ = 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:

Т₁ = Т*((Н_c – Q_c)/(Н_f – Н_a));                                                                (3.6)

Т₁ = 20*((1550-1000)/(2275-1000)) = 8,6 лет;

7.2 Продолжительность работы вентеиляторной установки на второй ступени:

Т₂ = Т*((Н_f – Н_c)/(Н_f – Н_a));                                                                (3.7)

Т₂ = 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.

DQ₁% = ((Q_к – Q_a)/Q_a)*100%;                                                             (3.8)

DQ₁l% = ((193-120)/120)*100% = 61%

8.2 При характеристике сети 2.

DQ₂% = ((Q_n – Q_a)/Q_a)*100%;                                                             (3.9)

DQ₂% = ((150-120)/120)*100% = 25%

Q_ср = ((Q₁ + Q₂)/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*h_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)

h_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)

h_ср.2 = (0,765+0,79)/2 = 0,778;                                                              (3.14)

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;