空压机选型计算.doc

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
7～8 m3/min
0.2～0.4 MPa
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3.1 m3/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7～8 m3/min,工作压力为0.2～0.4 MPa;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0.03～0.06 MPa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：
d1=5
18618RTl0G2
p= p
=56.39mm

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）
空气压缩机 房
4105工作面四、五顺曹掘进面
压气管道系统示意图
井底

南大巷
ф133无缝钢管

副立井
南大巷
ф133无缝钢管

ф133无缝钢管
4103回采工作面
4107工作面六、七顺曹掘进面
东一采区延深
南正付巷
专用回风巷

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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