4.1.13 Расход электроэнергии насосной установки

Средний годовой расход эл.энергии насосной установки:

Wr=1,05∙g ∙Qp∙Hp / (З600∙ηдв∙ηраб∙ηс) ∙[300tн∙nраб + 65∙tmax∙(np + през)]; (4.32)

где

ηдв=0,70 - КПД эл.двигателя насоса;

ηраб = 0,90 КПД точки режима работы насосного агрегата;

ηс=0,98 - КПД сети, питающей насос.

Wr=1,05∙9,81∙790∙473/(3600∙0,7∙0,98∙0,9) [300∙13,6∙1 + 65∙9,1∙(1+1)]

=9113989,73 кВт час / год.

Удельный расход электроэнергии, приходящейся на 1 м³ откачиваемой воды

Wуд=Wг/((300∙Qгн+650∙Qгmax)∙24)кВт∙ч/м³; (4.33)

Wуд = 9113989,73/((300∙450+650∙600)∙24) = 7,2 кВт∙ч/м³.

Удельный расход электроэнергии, приходящейся на одну тонну добычи:

Е уд =Wг/А год, кВт ч/т; (4.34)

Агод - годовая добыча шахты, т;

Е уд = 9113989,73 /1600000 = 5,6 Квт ч /т.

4.2 Расчет вентиляторной установки

Исходные данные:

Требуемая производительность вентилятора Q = 230 м³/с;

Минимальное давление Psv min = 1350Па;

Максимальное давление Psv max = 2350 Па;

Срок службы установки Т = 20 лет.

4.2.1 Выбор наивыгоднейшей установки

Наносим точки

Q=230 м³/с, Рmin= 1350Па

Q = 230м³/с, Рmах = 2350 Па

на сводные графики областей промышленного использования вентиляторных установок и находим, что в заданных условиях проветривание шахты может обеспечить вентиляторная установка

ВОД-40. Частота вращения п=375 об/мин.

4.2.2 Регулирование рабочих режимов

Регулирование осуществляется изменением углов установки лопастей на рабочих колёсах.

4.2.3 Характеристики вентиляторной сети

Сопротивление сети при максимальной и минимальной депрессии:

Rmin = Psv min / Q² ; (4.35)

R= 1350/230 = 0,0255;

Rmax = Psv max / Q² ; (4.36)

R = 2350 /230 = 0,0444;

Уравнение характеристик сети при минимальном и максимальном давлении: Psv min = 0,0255∙Q² Па; Psv max = 0,0444∙Q² Па;

По этим уравнениям на аэродинамической характеристике вентиляторной установки строим характеристики по точкам, рассчитанным для значений Q от 0 до 1,25 Q требуемой подачи (таблица 4.6).

Таблица 4.6 - Результаты расчета уравнений внешней сети

Q, м3/с	60	120	180	240	300
Psv min, Па	92	367	826	1469	2295
Psv max, Па	160	639	1438	2557	3996

4.2.4 Определение рабочих режимов

Через точки «а» и «в» заданных режимов проводим прямую линию и находим режим «с» (Qc = 230 м³/с), (Pc = 1970 Па; f|c = 0,77) как точку пересечения линии, «а», «в», «с» характеристикой вентилятора, соответствующей углу установки лопастей на рабочих колесах = 30°, при котором начнется эксплуатация вентилятора (режим «d»).

Таким образом получается, что вентиляторная установка весь срок службы работает с одним углом установки лопаток, и она имеет одну ступень регулирования рабочих режимов. Для построения дополнения характеристики сети проходящей через точку «с» имеем:

Rc = Pc/Q²; Rc= 1970/ 230² = 0,0372; (4.37)

Откуда имеем уравнения Pc = 0,0372∙ Q².

По этому уравнению строим характеристику 3 внешней сети по точкам, рассчитанным для значений Qc от 0 до 1,25 требуемой подачи (таблица 4.7).

Таблица 4.7 - Результаты расчета уравнения внешней сети.

Q, м3/с	60	120	180	240	300
Pc, Па	134	535	1205	2143	3348

Характеристики позволяют установить начальные и конечные рабочие режимы установки на ступенях регулирования.

На первой ступени регулирования угол установки лопастей рабочих колёс в = 30°.При этом в начале работы будет обеспечен режим «d».

Qd = 250 м7с, Pd = 1560 Па, ηd = 0,71.

При перемещении режима в точку «с»(режим «с») установкой лопастей на угол = 35° осуществляется переход на вторую ступень регулирования. Начальный режим на этой ступени-режим «е»:

Qe = 254 м³/с, Ре = 2370 Па, ηe = 0,76.

Окончание работы на второй ступени регулирования-режим «f»:

Qf = 240 м³/с, Pf = 2540 Па, ηf= 0,78.

При общей продолжительности работы вентиляторной установки Т=20 лет и допустимой линейности закона изменения от Psv min до Psv max устанавливаем продолжительность работы соответственно на первой и второй ступенях:

Т1=Т∙((Pc-Pa)/(Pf-Pa))=20((1970-1350)/(2540-1350)=10,4лет; (4.38) T2=T∙((Pf-Pc)/(Pf-Pa))=20((2540-1970)/(2540-1350)=9,5лет. (4.39)