1、 永錦公司呂溝煤礦地面壓縮空氣站設備的選型設計計算 一、礦井工作面壓風布置圖 48二、風動工具配置表根據礦井 2011年 -2013年開掘三年接替及礦井以后的生產布 局進行預計,礦井按照八個掘進工作面二個綜采工作面進行布 置,所需風動工具配置表如下: 三、空氣壓縮機站供氣量的計算風動工具的耗氣量如下:PC5I 噴漿機 6m 3/min, G10風鎬 1.56 m 3/min , YT28型鑿巖機 4.92 m 3/min, MQTB-80/2.0型氣 動支腿式幫錨桿鉆機耗氣量 4.5 m 3/min, MQT-130/2.8型錨索鉆 機耗氣量 5.5 m3/min,考慮風鎬于鑿巖機不同時使用,

2、按照鑿巖 機的耗氣量計算。根據公式: Q=12=ni 1n 1q 1k 1 (公式 1因我礦壓風管路全長 L>3000M, 1取 1.2。 風動機械磨損耗氣量增加系數, 2取 1.15。 海拔高度修正系數 取 1.03鑿巖機的臺數為 8臺, Ki 取 0.75,錨索鉆機臺數為 8臺, Ki 取 0.75,噴漿機臺數為 4臺, Ki 取 0.5,氣動支腿式幫錨桿鉆 ,6臺。 根據公式 1計算空氣壓縮機的供氣能力Q=12=ni 1n 1q 1k 1=1. 2×1.15×1.03×(8×4.92×0.75+4×6×0.5+4

3、×4.5×0.75=78.2m 3/min根據生產能力核定,每班入井人員 400人,上級檢查時按 450人計算,交接班最多人數為 850人,根據規定每人不少于 0.1m 3的 壓 風 , 所 以 入 井 人 員 需 要 的 壓 風 量 最 高 為 850×0.1=85m3。人員用氣量和設備用氣量不同時使用。所以根據以上 計算,礦井的供氣能力能夠滿足入井人員需要的壓風量。 四、估算壓風機的出口壓力根據礦井工作面壓風布置圖,最遠采區距離為 6300米。所 采用的風動工具的最高工作壓力為 0.5Mpa ,根據公式 P=Pn + P+0.1 (公式 2 式中: P 壓風機

4、的出口壓力 , MpaP n 風動工具所需的最大額定壓力, Mpa P 達到設計產量時, 壓風管路最遠一路的壓降。 估 算時可取每公里管長壓降為 0.030.04 Mpa。0.1煤炭工業礦井設計規范規定的用氣地點壓力高 于風動工具額定壓力 0.1 Mpa。估算壓風機的出口壓力為:P=Pn + P+0.1=0.5+(0.035×6.3 +0.1=0.82 Mpa五、選擇空氣壓縮機的形式及臺數根據計算空氣壓縮機的供氣量 Q 及估算出空氣壓縮機的出 口壓力 P ,即可選擇空氣壓縮機的形式及臺數。查閱空氣壓縮機 產品樣本,選用 LG-38/1.0型雙螺桿式空氣壓縮機 4臺, 3臺工 作, 1

5、臺備用。其產品的技術參數如下:排氣量 38M3/min 排氣壓力 1.0Mpa電機功率 250KW電機轉速 1485r/min 電壓 /頻率 380V/50Hz 電機防護等級 IP54/F驅動方式:直連1米處噪音值:76±3dB(A 潤滑油油量:150L出口氣體潤滑油攜帶量 : 13ppm 自動啟動方式 變頻啟動 出口尺寸:DN100冷卻后出口壓縮空氣溫度: 環境溫度±8度 總重量: 6200Kg 長 度: 3900mm 寬 度: 2200mm 高 度:2050mm該機型為常見機型, 后期維護成本相對較低, 大的機器只有 少數幾個廠家能夠生產,后期備件不常有,維護費用高。根

6、據礦上采掘面最遠距離及彎頭數量,考慮彎頭的管壓損 失,選擇空氣壓縮機出氣口壓力用 1.0MPa 。 六、輸氣管路的選擇 方案一:依據礦井工作面壓風布置圖,利用 Q=12=ni 1n 1q 1k 1和查閱相關資料, 確定通過各段管路的自由空氣量, 選擇標準管徑 并列于下表:(附:管徑選取計算:(1根據輸氣管路布置和各 用氣點的耗氣量,確定出每一段管路的流量 Qi(m3/min; (2 根據每一段管路的流量 Qi ,計算各段管路的直徑 d , d =, 根據計算出的直徑 d ,按標準管路進行選擇。 七、驗算最遠一路管道損失 最遠管路為 A-C-D- M1,依據 P=10-125i i d l Q

7、85. 1i(公式 3式中 P 該管段的壓力損失d i 該管段的標準管徑, mi l 考慮局部損失在內的該管段折算長度, i l =1.15l ,m 。l 該管段實際管長, m 。Q i 通過該管段的空氣流量, m 3/minA-C 段: P A-C =10-125i i d l Q 85. 1i=10-125259. 0180015. 1×125.685. 1=0.013Mpa C-D 段: P C-D =10-125i i d l Q 85. 1i=10-125183. 0370015. 1×54.7685. 1=0.034MpaD- M1段: P D-M1=10-12

8、5i i d l Q 85. 1i=10-1251. 080015. 1×28.2985. 1=0.044Mpa P= P A-C + P C-D + P D-M1=0.091MpaP- P=1.0-0.091=0.909 Mpa ; P n +0.1=0.5+0.1=0.6 Mpa 根據 P- P P n +0.1, 0.909>0.6,故滿足要求。 由公式 P=Pn + P+0.1,計算出空氣壓縮機的出口壓力 P=0.5+0.091+0.1=0.691 Mpa最后確定空氣壓縮機的出口壓力為 0.8Mpa 。 方案二:依據礦井巷道實際情況以及設備的技術參數, 考慮減小管子 的

9、直徑, 提高空氣壓縮機出口壓力來彌補管道的壓力損失。 即節 約管材,又減少管道安裝空間來滿足礦井壓風需求量。 利用 Q=12=ni 1n 1q 1k 1和查閱相關資料,確定通過各段管路的自由空氣量,選擇標準管徑并列于下表: 驗算最遠一路管道壓力損失 最遠管路為 A-C-D-M 1,依據 P=10-125i i d l Q 85. 1i式中 P 該管路的壓力損失 d i 該管段的標準管徑, m i l 考慮局部損失在內的該管段折算長度, i l =1.15l ,m 。l 該管段實際管長, m 。Q i 通過該管段的空氣流量, m 3/minA-C 段: P A-C =10-125i i d l

10、Q 85. 1i=10-125207. 0180015. 1×125.685. 1=0.0416Mpa C-D 段: P C-D =10-125i i d l Q 85. 1i=10-1251368. 0370015. 1×54.7685. 1=0.146Mpa D- M1段: P D-M1=10-125i id l Q 85. 1i=10-1251. 080015. 1×28.2985. 1=0.044Mpa P= P A-C + P C-D + P D-M1 =0.2316MpaP- P=1.0-0.2316=0.7684 Mpa ; P n +0.1=0.5

11、+0.1=0.6 Mpa 根據 P- P P n +0.1, 0.7684>0.6,故滿足要求。由公式 P=Pn + P+0.1,計算出空氣壓縮機的出口壓力 P=0.5+0.2316 +0.1=0.8316 Mpa最后確定空氣壓縮機的出口壓力為 1.0Mpa 。 A-C 段(干管選用熱軋無縫鋼管 219×6。C-D 段(支管選用礦用聚氯乙烯管, 160×11.6/1.25Mpa D-M 1段(支管選用礦用聚氯乙烯管, 110×6.5/1.0Mpa 八、年電耗的計算按照選用 LG-38/1.0型空氣壓縮機進行年電耗計算。 根據公式 : E 1=(0.8K+0.2wd c ZNtd (公式 4 式中 E 1空氣壓縮機年電耗K壓縮機負荷系數, 等于空氣壓縮機的實際排氣量于空氣 壓縮機額定排氣量之比。Z同型號空氣壓縮機的工作臺數。 d空氣壓縮機的年工作天數。 t 每天工作小時數。 c 傳動效率d 電動機效率 w 電網效率N每臺空氣壓縮機的軸功率, KW依 據 上 述 公 式 4計 算 空 壓 機 的 年 電 耗 , 已 知 Z=3, K=114/1