Разработка и исследование компоновочных схем поверхностных комплексов шахтных установок главного проветривания с реверсивными центробежными вентиляторами

• Автор: Копачев, Валерий Феликсович
• Шифр специальности: 05.05.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 163 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Оценка состояния эффективности установок главного проветривания
1.1. Состояние эксплуатации поверхностных комплексов
(ПК) главных вентиляторных установок (ГВУ)
1.2. Критерии сравнительной оценки ПК ГВУ
1.3. Анализ типовых компоновочных схем ГВУ
1.4. Анализ технических решений повышения
эффективности ПК центробежных ГВУ
1.5. Принципы построения новых компоновочных схем ПК
ГВУ и задачи исследований
2. Теоретические исследования и разработка реверсивных центробежных вентиляторов главного проветривания
2.1. Обоснование принципиальной схемы установки
2.2. Теоретические основы реверсивной работы установки
2.3. Взаимосвязь прямого и реверсивного режимов
2.4. Исследование реверсивных свойств высокоэкономичных радиальных вентиляторов
2.5. Оптимизация конструктивных параметров реверсивного центробежного вентилятора
2.6. Исследование конструктивных исполнений реверсивного центробежного вентилятора на математической
модели
2.7. Выбор конструктивного исполнения и разработка физической модели реверсивного центробежного вентилятора
2.8. Выводы
3. Экспериментальные исследования модели реверсивного центробежного вентилятора
3.1. Методы и средства исследований
3.2. Вопросы планирования эксперимента
3.3. Результаты экспериментальных исследований
3.4. Математическая обработка результатов
3.5. Выводы
4. Разработка поверхностных комплексов реверсивных центробежных установок главного проветривания
4.1. Особенности ГВУ с реверсивными центробежными вентиляторами
4.2. Компоновочные схемы с вентиляторами одностороннего всасывания
4.3. Компоновочные схемы с вентиляторами двустороннего всасывания
4.4. Технико-экономические показатели ПК ГВУ с реверсивными центробежными вентиляторами
4.5. Пути практической реализации реверсивных центробежных ГВУ
4.6 . Выводы
Заключение
Список используемой литературы
Приложение
Приложение
Приложение
Приложение

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. В условиях высоких цен на энергоносители особую значимость приобретают работы, направленные по пути ускоренного создания и выпуска более производительных машин, позволяющих обеспечить максимальное сбережение энергетических ресурсов, в том числе для энергоемких вспомогательных технологических процессов, включая и вентиляцию, как основной элемент обеспечения безопасных санитарно-гигиенических условий труда в шахтах.
В настоящее время только по рудникам цветной металлургии России суммарная энергоемкость главных вентиляторных установок составляет порядка 110340 тыс. кВт при единичной мощности отдельных агрегатов до 3,0-3,5 тыс.кВт.
На протяжении многих лет совершенствовались сами вентиляторы: увеличивались их производительность, давление, коэффициент полезного действия (КПД). Выпускаемые отечественной промышленностью шахтные вентиляторы главного проветривания имеют достаточно высокие техникоэкономические характеристики, однако многие создаваемые на их основе ГВУ обладают низкой экономичностью в условиях эксплуатации. Объясняется это несовершенством компоновочных схем вентиляторных установок, вызывающим сверхнормативные потери давления и воздуха в поверхностном комплексе; зачастую вентиляторы рассматриваются отдельно от комплекса вентиляционных сооружений, что приводит к низкой экономичности создаваемых установок. По этим причинам годовые энергопотери составляют в целом порядка 850-950 млн.кВтч [1]. По данным Г.А.Бабака [2,3], только из-за поверхностных потерь воздуха на ГВУ угольных шахт СНГ годовые энергопотери составляют около
700,0 млн.кВт-ч. По рудникам цветной металлургии Урала 46 % подаваемого в шахты воздуха используется непроизводительно, из-за чего затраты на перерасход электроэнергии составляют примерно половину стоимости проветривания рудников по статье энергозатраты. Около половины этих потерь воздуха приходится на поверхностный комплекс ГВУ, что обусловлено главным образом несовершенством его

решение центробежного вентилятора, обеспечивающее реверсирование воздушной струи обратным вращением ротора машины. При этом схема центробежного вентилятора при переводе его в реверсивный режим работы трансформируется в схему диаметральной машины.
Диаметральный режим работы характеризуется рядом особенностей. Для получения пригодного к эксплуатации диаметрального вентилятора нужно рассмотреть двукратное прохождение потока через решетку и влияние других параметров. Многосторонние исследования выявили пути получения оптимальных конструктивных параметров машины [44-46]. Установлены аэродинамические характеристики вентиляторов, представленные на рис.2.1. Характеристики показывают, что по производительности диаметральный вентилятор оставил далеко позади лучшие конструкции осевых вентиляторов; это преимущество весьма значительно, несмотря на малые значения КПД Однако, для целей аварийного проветривания данный фактор не играет решающей роли, т.к. главным здесь является спасение людей и наиболее эффективная ликвидация последствий аварий.
В настоящее время область применения диаметральных вентиляторов весьма разнообразна. Они используются в качестве дымососов, бытовых вентиляторов, вентиляторов отопительных устройств, пылесосов, для
Рис. 2.1 Аэродинамические характеристики диаметральных вентиляторов: 1 - модель ЦАГИ типа Д16-52;
2 - по данным Б.Экка; 3 - по данным Н.К.Васильева