大土河永兴煤业空压机选型计算.docx
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大土河永兴煤业空压机选型计算
宏达煤矿空压机选型计算与设计
第一节空压机的选型计算
一、压缩机供气量
A、按最大班下井人数计算风量,最大班下井人数60人,供气量依据《六大系统规范》中急救袋供气量每人不得少于0.3m3/min计算,总供气量:
Q=0.3×60=18m3/min
B、按风动工具计算:
该矿现在正在进行600kt/a的改扩建工程设计,预计明年即可完成立项批复前期准备工作,为避免重复投资,井下每班同时使用的风动工具选为MFC-1094/2465单体锚杆钻机4台或PZ-5B型混凝土喷射机一台;
风动工具型号
工作台数
同时工作系数
每台耗气量
(m3/min)
使用压力,MPa
MFC-1094/2465钻 机
3
0.9
3.1
0.5
PZ-5B喷射机
1
0.3
7~8m3/min
0.2~0.4MPa
Q=a1a2Y∑niqiKi
=1.2×1.2×1.09×4×3.1×1
=19.5(m3/min)
式中:
a1—沿管路全长的漏风系数;
a2—风动工具磨损后耗气量增加的系数;
Y—海拔高度修正系数;
ni—风动工具同时使用台数;
qi—每台风动工具的耗气量,(单台MFC风动单体锚杆钻机:
空气消耗量为3.1m3/min,工作压力为0.4~0.7MPa;单台PZ-5B型混凝土喷射机:
空气消耗量为7~8m3/min,工作压力为0.2~0.4MPa;锚杆钻机和混凝土喷射机两者不同时工作,取两者中较大值);
Ki—同型号风动工具的同时工作系数;
二、压缩机必须的出口压力
A.根据压风自救装置系统,压机源压力为0.3~0.7MPa,设计取0.4MPa计算:
P=PP+ΔPi+0.1=0.4+0.04×3.2+0.1=0.63MPa
式中:
P—压缩机必须的出口压力,MPa;
PP—压气源压力,MPa;
ΔPi—最远一路管道各段损失之和,可按每km管长压力损失0.03~0.06MPa计算,本设计取0.04MPa,最远一路管长取3200m.
0.1—考虑橡胶管、管子连接不良及旧管内粗糙度增加的压力损失,一般软管长度不超过15m。
B、按井下用风设备计算出口压力:
P=PP+ΔPi+0.1=0.5+0.04×3.2+0.1=0.728MPa
三、压缩机的选型
根据计算,选用双螺杆空气压缩机2台,并留有一台压缩机的备用位置,额定排气量20m3/min,额定排气压力0.8MPa配用电机功率110kW,外形尺寸2540×1640×1860mm,重量3800kg。
正常生产时1台工作,1台完好备用。
当井下发生特殊灾害时,1台工作,可满足井下最大班作业人员的供风需求。
压缩机房在地面副立井30m以外处,压气管路沿副立井铺设。
四、压气管路内径确定
1、主管管径计算:
若使用风动机械或发生灾变时,一台工作,Q=20m3/min,
p=0.8×106N/m2,Δp=105N/m2;
=101.2mm
18618βRTLG2
d1=5
p=Δp
式中:
L—主管管路计算长度,3200m。
G—通过该管段的空气重量流量N/h,G=y×Q×60
Q—通过该管段的空气体积流量,m3/min;
R—管内平均绝对压力;
p—自压缩机至工作面金属管道末端的压力损失;
T—管内平均绝对温度,一般为T=346K;
2.86
β—摩擦系数,β=————;
G0.148
根据计算,地面、副立井和南皮带大巷敷设主管,主管选取标准管径为ф133×4.5的无缝钢管,满足空压机工作供气要求。
2、干管压力损失计算:
F133×4.5的无缝钢管压力损失计算:
l
Pi=10-12—Q。
1.85=0.03MPa
ds
式中:
l—考虑局部损失在内的该管段折算长度,l=1.15/m;
l—该管段的实际长度,3200m;
d—该管段的标准内径,0.124m;
Q—通过该管段的空气流量,20m3/min。
根据计算,主管出口压力为0.77MPa,满足风动力工具工作压力要求。
3、支管管径计算:
根据作业程序先后,随着掘进辅设管路,掘进完成移交生产后,随着回采工作面的推进回收管路。
回采工作面作业人数多,按回采工作面人数需风量计算管径:
式中:
L—支管管路计算长度,725m;
Q—急救风量,按30人计算;
P—管内平均绝对压力,7.7×105N/m2;
p—自压缩机至工作面金属管道末端的压力损失,p=105N/m2。
根据以上计算,95301回采面运输顺槽和回风顺槽、备用工作面运输顺槽、东回风大巷掘进面敷设支管,支管选取标准管径为ф89×4.5的无缝钢管,随着掘进铺设管路,随着回采回收管路。
4、支管压力损失计算:
F89×4.5的无缝钢管压力损失计算:
l
Pi=10-12—Q。
1.85=0.02MPa
ds
式中:
l—考虑局部损失在内的该管段折算长度,l=1.15/m;
l—该管段的实际长度,725m;
d—该管段的标准内径,0.08m;
Q—通过该管段的空气流量,9m3/min。
(附图:
压风系统图)
五、验算管道压力损失
最远端管道压力损失为:
n
P=∑Pi=0.03+0.02=0.05MPa
i=1
PH-p=0.8-0.05=75MPa=Pp+0.1=0.5+0.1=0.6MPa满足要求。
第二节空压机房选址及机房设计
一、空压机房选址依据
1、空压机房避免靠近散发爆炸性、腐蚀性和有毒气体以及粉尘等有害物的场所,并位于上述场所全年风向最小频率的下风侧;
2、空压机房与有噪音、振动防护要求场所的间距,应符合国家现行的有关标准规范的规定;
3、空压机房的朝向,宜使机器间有良好的自然通风,并宜减少日晒;
4、空太机房宜为独立建筑物;
5、空压机房机器间屋架梁底的高度,符合设备拆装起吊和通风的要示,其净高不宜小于4m;
6、隔声值班室或控制室应设观察窗,其窗台标高不宜高于0.8m。
二、空压机房位置
根据上述布置原则,在工业场地辅助生产区布置压风机房,距离副立井30m以外处,符合安全、环保、消防规定。
三、空压机房的布置
1、螺杆式空气压缩机组机器间通道的宽度,应根据设备操作、拆装和运输的需要确定,其净距不宜小于下表规定。
机器间通道的净距(m)
名称
空气压缩机排气量Q(m3/min)
Q<10
10≤Q<40
Q≥40
机器间的主要通道
单排布置
1.5
2.0
双排布置
1.5
2.0
空气压缩机组之间或空气压缩机与辅助设备之间的通道
1.0
1.5
2.0
空气压缩机组与墙之间的通道
0.8
1.2
1.5
2、空气压缩机房出口不得小于2个;
3、单台排气量为20m3/min,不设检修用的起重设备。
4、空气压缩机组的联轴器和皮带传动部分,必须装设安全防护设施;
5、当空气压缩机的立式气缸盖高出地面3m时,应设置移动或可拆卸的维修平台和扶梯;
6、吸气过滤器,应装在便于维修之处。
必要时,应设置平台和扶梯;
7、平台、扶梯、地坑及吊装孔周围均应设置防护栏,栏杆的下部应设置防护网或板;
8、空气压缩机房内的地沟应能排除积水,并应铺设盖板。
9、在储气罐的出口管路上加释压阀;
10、储气罐与供气总管之间,应装设切断阀;
11、压缩空气站内的噪音不得超过85dB,值班室应隔音,空气压缩机设吸气消音装置;
12、地面空压机总阀处设排气阀。
第三节压缩机的工艺系统
1、空气压缩机的吸气系统,应设置空气过滤器或空气过滤装置;
2、空气压缩机吸气系统的吸气口,装设在室外,并且有防雨装置;
3、风冷螺杆空气压缩机组的空气冷却排风宜排至室外;
4、螺杆空气压缩机的排气口于储气罐之间应设后冷却器,各空气压缩机的不应共用后冷却器和储气罐;
5、空气压缩机与储气罐之间,应装止回阀。
在压缩机与止回阀之间,应设放空管,放空管上设消声器;
6、储气罐上必须装设安全阀。
安全阀的选择,应符合国家现行的《压力容器安全技术监察规程》的有关规定;
7、压缩空气站应设置废油收集装置;
8、空气压缩机站宜设置隔声值班室。
第四节压缩机的保护
1、空气压缩机的电动机的控制和保护,应按国家现行的《通用用电设备配电设计规范》(GB50055)的有关要求执行;
2、空气压缩机房内使用的手提灯时,其电压不应超过36V;在储气罐内或空气压缩机的金属平台上使用的手提灯时,其电压不得超过12V;
3、空压机房内,应设置380V和220V的专用检修电源;
4、空压机房内设置值班室;
5、空压机房的隔声值班室内应装设电话;
6、空压机房内装设热工报警信号和自动保护装置;
7、空压机按《煤矿安全规程》要求设置有关保护装置;
8、空压机房内配用灭火器材,沙箱等防灭火装置;
9、空压机司机要经过有资质的单位培训,培训合格后方可持证上岗。
第五节压风管路设计
1、井上压风管路一般采用直埋铺设,井上非直埋管道,当直线长度超过100m时,装设曲管式伸缩器;
2、在井口、井下管道的最低处,上山入口处,均设油水分离装置,供气集中处设置储气罐;
3、压气管路铺设在井下大巷及有人作业的地方,在无人工作的地方不铺设送气管路;
4、压气管道在地面部分采用焊接连接,在井下及井管部分采用快速接头连接;
5、井下大巷干管每隔100m设一个三通阀门,掘进工作面和回采工作面每隔50m设一个三通阀门,在采掘工作面安装急救袋时,应在出口阀处设置减压阀,急救袋根据人数配置;
6、掘进工作面设一趟压气管,回采工作面设两趟压气管,一趟在进风,一趟在回风;
7、掘进和回采工作面内作业人员比较集中,在距离工作面100m内设避灾点,避灾点设急救袋,在压气管上设三通阀门和减压装置;
8、连接风动机械的橡胶软管最长不超过15m,且直径不小于25mm;
9、压风管路安装之前刷浅蓝色防腐漆。
大土河永兴煤业
空压机选型计算
二零零八年四月十六日
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- 大土河 永兴 煤业 空压机 选型 计算