吕沟煤矿压风机选型计算.doc

永锦公司吕沟煤矿 地面压缩空气站设备的选型设计计算 一、矿井工作面压风布置图 4 8二、风动工具配置表 根据矿井 2011年 -2013年开掘三年接替及矿井以后的生产布 局进行预计,矿井按照八个掘进工作面二个综采工作面进行布 置,所需风动工具配置表如下 三、空气压缩机站供气量的计算 风动工具的耗气量如下PC5I 喷浆机 6m 3/min, G10风镐 1.56 m 3/min , YT28型凿岩机 4.92 m 3/min, MQTB-80/2.0型气 动支腿式帮锚杆钻机耗气量 4.5 m 3/min, MQT-130/2.8型锚索钻 机耗气量 5.5 m3/min,考虑风镐于凿岩机不同时使用,按照凿岩 机的耗气量计算。 根据公式 Qα1α2γ∑n i 1 n 1q 1k 1 公式 1 因我矿压风管路全长 L3000M, α1取 1.2。 风动机械磨损耗气量增加系数, α2取 1.15。 海拔高度修正系数 γ取 1.03 凿岩机的台数为 8台, Ki 取 0.75,锚索钻机台数为 8台, Ki 取 0.75,喷浆机台数为 4台, Ki 取 0.5,气动支腿式帮锚杆钻 ,6台。 根据公式 1计算空气压缩机的供气能力 Qα1α2γ∑n i 1n 1q 1k 1 1. 21.151.0384.920.75460.544.50.75 78.2m 3/min 根据生产能力核定,每班入井人员 400人,上级检查时按 450人计算,交接班最多人数为 850人,根据规定每人不少于 0.1m 3的 压 风 , 所 以 入 井 人 员 需 要 的 压 风 量 最 高 为 8500.185m3 。人员用气量和设备用气量不同时使用。所以根据以上 计算,矿井的供气能力能够满足入井人员需要的压风量。 四、估算压风机的出口压力 根据矿井工作面压风布置图,最远采区距离为 6300米。所 采用的风动工具的最高工作压力为 0.5Mpa ,根据公式 PPn ∑△ P0.1 公式 2 式中 P 压风机的出口压力 , Mpa P n 风动工具所需的最大额定压力, Mpa ∑△ P 达到设计产量时, 压风管路最远一路的压降。 估 算时可取每公里管长压降为 0.030.04 Mpa。 0.1煤炭工业矿井设计规范规定的用气地点压力高 于风动工具额定压力 0.1 Mpa。 估算压风机的出口压力为 PPn ∑△ P0.1 0.50.0356.3 0.10.82 Mpa 五、选择空气压缩机的形式及台数 根据计算空气压缩机的供气量 Q 及估算出空气压缩机的出 口压力 P ,即可选择空气压缩机的形式及台数。查阅空气压缩机 产品样本,选用 LG-38/1.0型双螺杆式空气压缩机 4台, 3台工 作, 1台备用。其产品的技术参数如下 排气量 38M3/min 排气压力 1.0Mpa 电机功率 250KW 电机转速 1485r/min 电压 /频率 380V/50Hz 电机防护等级 IP54/F 驱动方式直连 1米处噪音值763dBA 润滑油油量150L 出口气体润滑油携带量 13ppm 自动启动方式 变频启动 出口尺寸 DN100 冷却后出口压缩空气温度 环境温度8度 总重量 6200Kg 长 度 3900mm 宽 度 2200mm 高 度 2050mm 该机型为常见机型, 后期维护成本相对较低, 大的机器只有 少数几个厂家能够生产,后期备件不常有,维护费用高。 根据矿上采掘面最远距离及弯头数量,考虑弯头的管压损 失,选择空气压缩机出气口压力用 1.0MPa 。 六、输气管路的选择 方案一 依据矿井工作面压风布置图,利用 Qα1α2γ∑n i 1n 1q 1k 1和 查阅相关资料, 确定通过各段管路的自由空气量, 选择标准管径 并列于下表附管径选取计算1根据输气管路布置和各 用气点的耗气量,确定出每一段管路的流量 Qim3/min; 2 根据每一段管路的流量 Qi ,计算各段管路的直径 d , d , 根据计算出的直径 d ,按标准管路进行选择。 七、验算最远一路管道损失 最远管路为 A-C-D- M1,依据△ P10-12 5 i i d l Q 85 . 1i 公式 3 式中△ P 该管段的压力损失 d i 该管段的标准管径, m i l 考虑局部损失在内的该管段折算长度, i l 1.15l ,m 。 l 该管段实际管长, m 。 Q i 通过该管段的空气流量, m 3/min A-C 段△ P A-C 10-12 5i i d l Q 85 . 1i 10-12 5259. 01800 15. 1⨯125.685 . 10.013Mpa C-D 段△ P C-D 10 -12 5 i i d l Q 85 . 1i 10 -12 5183. 03700 15. 1⨯54.7685 . 10.034Mpa D- M1段△ P D-M110 -12 5 i i d l Q 85 . 1i 10 -12 51. 0800 15. 1⨯28.2985 . 10.044Mpa △ P△ P A-C △ P C-D △ P D-M10.091Mpa P-△ P1.0-0.0910.909 Mpa ; P n 0.10.50.10.6 Mpa 根据 P-△ P ≥ P n 0.1, 0.9090.6,故满足要求。 由公式 PPn ∑△ P0.1,计算出空气压缩机的出口压力 P0.50.0910.10.691 Mpa 最后确定空气压缩机的出口压力为 0.8Mpa 。 方案二 依据矿井巷道实际情况以及设备的技术参数, 考虑减小管子 的直径, 提高空气压缩机出口压力来弥补管道的压力损失。 即节 约管材,又减少管道安装空间来满足矿井压风需求量。 利用 Qα1α2γ∑n i 1n 1q 1k 1和查阅相关资料,确定通过各段管路 的自由空气量,选择标准管径并列于下表 验算最远一路管道压力损失 最远管路为 A-C-D-M 1,依据△ P10-12 5 i i d l Q 85 . 1i 式中△ P 该管路的压力损失 d i 该管段的标准管径, m i l 考虑局部损失在内的该管段折算长度, i l 1.15l ,m 。 l 该管段实际管长, m 。 Q i 通过该管段的空气流量, m 3/min A-C 段△ P A-C 10-12 5i i d l Q 85 . 1i 10-12 5207. 01800 15. 1⨯125.685 . 10.0416Mpa C-D 段△ P C-D 10 -12 5 i i d l Q 85 . 1i 10 -12 51368 . 03700 15. 1⨯54.7685. 10.146Mpa D- M1段△ P D-M110 -12 5 i i d l Q 85 . 1i 10 -12 51. 0800 15. 1⨯28.2985 . 10.044Mpa △ P△ P A-C △ P C-D △ P D-M1 0.2316Mpa P-△ P1.0-0.23160.7684 Mpa ; P n 0.10.50.10.6 Mpa 根据 P-△ P ≥ P n 0.1, 0.76840.6,故满足要求。 由公式 PPn ∑△ P0.1,计算出空气压缩机的出口压力 P0.50.2316 0.10.8316 Mpa 最后确定空气压缩机的出口压力为 1.0Mpa 。 A-C 段干管选用热轧无缝钢管 Φ2196。 C-D 段支管选用矿用聚氯乙烯管, Φ16011.6/1.25Mpa D-M 1段支管选用矿用聚氯乙烯管, Φ1106.5/1.0Mpa 八、年电耗的计算 按照选用 LG-38/1.0型空气压缩机进行年电耗计算。 根据公式 E 10.8K0.2 w d c ZNtd ηηη 公式 4 式中 E 1空气压缩机年电耗 K压缩机负荷系数, 等于空气压缩机的实际排气量于空气 压缩机额定排气量之比。 Z同型号空气压缩机的工作台数。 d空气压缩机的年工作天数。 t 每天工作小时数。 c η传动效率 d η电动机效率 w η电网效率 N每台空气压缩机的轴功率, KW 依 据 上 述 公 式 4计 算 空 压 机 的 年 电 耗 , 已 知 Z3, K114/1200.95, N250KW,t21, d360, c η0.95, d η0.9, w η0.95,则根据公式得 E10.8K0.2 w d c ZNtd ηηη 0.80.950.2 95 . 09. 095. 0360 212503⨯⨯⨯⨯⨯ 6701384.8KW h /a 故年电耗为 6701384.8KW h /a