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.

Wг = ((Q(H max+Н min/2))/(1000*ср* д* с* р))* ч* д = 		(3.1)

Wг = ((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 = Wг*а+Nу*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;

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:

Rс = Н с/Qс2;										(3.5)

Rс = 1550/1202 = 0,108;



Показатели 

0,25Q

0,5Q

0,75Q

Q

1,25Q

Q м3/с

75

150

225

300

375

Ну.ст. min, Па

82

326

734

1300

2040

Ну.ст. max, Па

156

625

1407

2500

3910



7. На первой ступени установки лопастей 1 = 250; при этом будет обеспечен режим d: Qd = 129 м3/с; Нd = 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»): Qе = 135 м3/с;
Не = 2000 Па. Окончание работы этой ступени – режим f: Qf = 127 м3/с; 
Hf = 2275 Па.

7.1 Продолжительность работы вентеиляторной установки на первой ступени:

Т1 = Т*((Нc – Qc)/(Нf – Нa));							(3.6)

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

7.2 Продолжительность работы вентеиляторной установки на второй ступени:

Т2 = Т*((Нf – Нc)/(Нf – Нa));							(3.7)

Т2 = 20*((2275-1550)/(2275-1000)) = 11,4 лет;

8. Резерв производительности: определяется режимами К:

Qк = 193 м3/с; Н к = 2575 Па; и n: Q n = 150 м3/с; Н n = 3200 Па;

8.1 При характеристике сети 1.

Q1% = ((Qк – Qa)/Qa)*100%;							(3.8)

Q1% = ((193-120)/120)*100% = 61%

8.2 При характеристике сети 2.

Q2% = ((Qn – Qa)/Qa)*100%;							(3.9)

Q2% = ((150-120)/120)*100% = 25%

8.3 При характеристике сети 3 (средние).

Qср = ((Q1 + Q2)/2)*100%;								(3.10)

Qср = ((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 = (Qс*Нс)/(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 Кд = N/Nmin; Кд = N/Nmax;						(3.12)

Кд.min = 315/248 = 1.27;

Кд.max = 800/627,5 = 1,27;

12. Средне годовой расход энерги.

12.1 На первой ступени:

Qср.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)

Wг 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:

Qср.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)

Wг 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:

mn = Q*q;										(3.17)

mn = 1,29*120 = 154,8 кг/с;

m = (mn*(tn-tн))/(tс+tн);								(3.18)

m = (154,8(70+25))/(2+25) = 544,7 кг/с;

Qк.т = 3600*mср(tст+tн);								(3.19)

Qк.т = 3600*1,012*27*544,7 = 53580178,1

D к = (1,1*Qк.т)/(св*(tпар+tср));							(3.20)

D к = (1,1*53580178,1)/(4,19*(147,9-11,5)) = 103125 кг/с;