空气压缩机设备选型能力核算

空气压缩机设备选型能力核算

一、计算依据

根据国家煤矿安全监察局安监总煤装[2010]146号文件精神，要求“煤矿和非煤矿山要制定和实施生产技术装备标准，安装监测监控系统、井下人员定位系统、紧急避险系统、压风自救系统、供水施救系统和通信联络系统等技术装备，并于3年之内完成”的要求。压风管路通过主斜井送至井下。

最大班下井人数73人，其中回采工作面34人，每个掘进工作面14人。

现根据国家安监总局、国家煤监局2007年8月9日颁发安监总煤行[2007]第167号文件，按用于灾害防治时，最大班下井总人数每人0.3m3/min计算确定压风系统供风量。矿井风动设备配备见表7-4-1。

表7-4-1 风动工具配备表

二、空气压缩机选型

1.压缩机必须的供气量

（1）风动工具所需压缩机必须的供气量

Q=a 1a 2γΣq i n i k i =32.72m 3/min

式中： a 1——沿管路全长的漏气系数，a 1=1.2；

a 2——机械磨损耗气量增加系数，取1.15；

γ——海拔高度修正系数，a 3=1.01；

q i ——每台风动工具的耗气量，ZP-Ⅱ型混凝土喷射机耗风量8m 3/min ，G10型风镐耗风量1.2m 3/min ，MFC-1218/2962型气动锚杆钻机耗风量2.8m 3/min ，ZY24型凿岩机耗风量2.8m 3/min ，ZQS-20型风煤钻耗风量1.2m 3/min ；

n i ——用气量最大班次内，同型号风动机具的台数，ZP-Ⅱ型混凝土喷射机1台，G10型风镐2台， MFC-1218/2962型气动锚杆钻机2台，ZY24型凿岩机2台，ZQS-20型风煤钻3台；

k i ——同型号风动机具的同时工作系数，ZP-Ⅱ型混凝土喷射机取1，G10型风镐取0.90，MFC-1218/2962型气动锚杆钻机取0.9，ZY24型凿岩机取0.90，ZQS-20型风煤钻取0.90。

（2）井下发生事故时，工作人员所需压缩机必须的供气量 Q ＝3.0731⨯⨯⨯γα＝1.2×1.01×73×0.3＝26.54m 3/min 。

式中：0.3——每人所需供气量0.3m 3/min ；

73——压风供氧人数。

2.压缩机必须的出口压力：p=p g +ΣΔp+0.1=0.7Mpa

式中：p g ——风动工具所需的工作压力，p g =0.5Mpa ；

ΣΔp——压气管路的最大压力损失之和，ΣΔp=0.1Mpa ；

0.1——考虑到橡皮软管、旧管和上、下山的影响而需要增加的压力值，Mpa 。

3.压缩机的选择

经过计算压缩机供气量和出口压力，利用矿方已有3台AED132A-10型双螺杆式空气压缩机，2台工作，1台备用，GA132VSD-10双螺杆式空气压缩机额定排气量：20m 3/min ，额定排气压力：1.0MPa ，冷却方式为风冷式，配套电动机功率P e =132kW ，转速1480r/min 。

当井下发生灾害时，2台空压机工作，满足井下工作人员的供风要求。

4.储气罐的选择

当Q<30 m 3/min 时，V c =0.15Q

则min /3.02015.015.03m Q V c =⨯==

式中：Q ——空气压缩机每分钟排气量，Q=20m 3/min 。

配套储气罐公称容积为4.0 m 3，工作压力为1.1MPa ，满足储气罐容积要求。

5.压气管道的选择

(1)管径的选择：d=Q 20=114.4mm

选用无缝钢管φ133×4.0mm ，内径125mm 。主管路铺设到最远距离1500m 。支管设计采用标准管径φ108×4.0mm 无缝钢管，支管路铺设到最远距离1200m 。管路交叉处安装闸门，减少漏风。

井下压风管路布置示意图见C1824-217-01。

（2）验算管道压力损失

MPa Q d

L Q d L P P P i i H 39.010'100.185.1511285.15121='--=∆-∆--- 式中：P H ——空气压缩机额定排气压力，P H =1.0MPa ；

主管△P i =85.1512

'10Q d

L -=0.0319MPa ； 支管△P i1=85.1512

'10Q d L -=0.036MPa ； L '——主管管路长度，L '=1.15L=1500m ；

1L '——支管管路长度，1L '=1.15L 1=1200m ；

P p +0.1=0.6 MPa

P p ——风动工具额定工作压力，P p =0.5 MPa ；

P H -△P i -△P i1＞P p +0.1，满足要求。

6.年电耗计算

年电耗：W=()=⨯+w d ZNtd

K ηη2.08.01362660.5kW·h/a 。

式中： K ——压缩机的负荷系数，经计算得0.818；

Z ——同型号空气压缩机的工作台数，2台；

d ——空气压缩机的年工作天数，330天；

t ——每天工作小时数，16小时；

ηd ——电动机效率，取0.92；

ηw ——电网效率，取0.95；

0.2——空气压缩机的空载功率因数；

N ——每台空气压缩机的电动机功率，132kW 。

四、配电及控制

空气压缩机采用“一对一”供电方式，三台空压机分别接在矿井10kV 变电所0.4 kV 不同母线段。当一回电源停止供电时，另一回路能够保证空气压缩机房全部负荷的运行，保证空气压缩机连续可靠的运行。