Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Эксплуатация шахтных вентиляторов

..pdf
Скачиваний:
24
Добавлен:
20.11.2023
Размер:
13.39 Mб
Скачать

В.И.Ковалевская

В.А.Спивак

Б.С.Фапьков

ЭКСПЛУАТАЦИЯ ШАХТНЫХ

ВЕНТИЛЯТОРОВ

/УЮСКВА «НЕДРА» 1983

Ковалевская В. И., Спивак В. А., Фальков Б. С. Эксплуа­ тация шахтных вентиляторов. — М., Недра, 1983. 333 с.

Описаны эксплуатация и ремонт вентиляторов главного проветривания, приведены данные по периодичности и поряд­ ку обслуживания, организации ремонтов, указаны ремонтные варианты наименее надежных узлов.

Приведены способы повышения давления и производи­ тельности вентиляторов, обеспечения наиболее экономичного режима их работы в целях повышения надежности и сни­ жения расхода электроэнергии, методы аэродинамических и прочностных испытаний.

Определены признаки, причины и порядок обнаружения неисправностей в деталях и узлах механического оборудова­ ния, схемах управления и автоматизации электропривода.

Для работников служб главного механика и главного энергетика производственных объединений, шахт и рудников.

Табл. 22, ил. 127, список ли г. — 33 .пази.

Р е ц е н з е н т — И. /(• Бабенко (Минуглепром СССР)

2501020000—009 КБ—48—91—1981 043(01 )-83 подписное

© Издательство «Недра», 1983

ПРЕДИСЛОВИЕ

В «Основных направлениях экономического и соци­ ального развития СССР на 1981—1985 годы и на период до. 1990 года» предусматривается последовательно про­ водить линию на более быстрое техническое перевоору­ жение производства, создание и выпуск машин и обору­ дования, позволяющих улучшить условия труда и повы­ шать его производительность, экономить материальные ресурсы.

В увеличении производственных мощностей и повы­ шении технико-экономических показателей горных пред­ приятий важную роль играют вентиляторные установки.

На шахтах и рудниках Советского Союза работает более 5000 вентиляторов различных типов, отличающих­ ся по принципу работы, диаметру рабочих колес, ком­ поновке и конструкции основных узлов. Вентиляторы— весьма энергоемкие машины, ежесекундно подавая в подземные выработки около 300 тыс. м3 воздуха, еже­ годно потребляют около 7 млрд, квт-ч электроэнергии. Оборудование вентиляторных установок включает в себя сложный комплекс строительных сооружений, механиче­ ского оборудования, электрических машин, аппаратов и приборов.

Если в пятидесятых годахупроизводительность само­ го крупного отечественного вентилятора составляла 200 м3/с, в шестидесятых годах — 400—500 м3/с, то в на­ стоящее время производительность таких мощных шахт­ ных вентиляторов, как ВЦД47 «Север», достигает 700 м3/с. Соответственно выросло и давление с 300—400 даПа до 700—800даПа. Одновременно повысилась экономичность работы вентиляторных установок, статический коэффи­ циент полезного действия возрос с 60 до 85%. Отечест­ венные вентиляторы сейчас полностью соответствуют уровню мирового вентиляторостроения, а по некоторым параметрам превосходят достижения ведущих зарубеж­ ных фирм.

Все это обеспечено усилиями таких организаций, как ЦАГИ им. H. Е. Жуковского, Донецкий политехнический институт, Донгипроуглемаш, ВНИИГМ им. М. М. Федо­ рова, Новочеркасский политехнический и Днепропетров­ ский горный институты, Каменский, Артемовский и До-

з

Мецкий им. Ленинского комсомола Украины машино­ строительные заводы, многолетним плодотворным трудом

ученых и конструкторов, таких как

К. А. Ушаков,

И. Л. Локшин, И. В. Брусиловский, В. С

Пак, В. В. Пак,

Г А. Бабак, К. Ф. Пастернак, В. С. ДуЛиц, Г М. Водя­ ник, К. П. Бочаров, Е. М. Левин и др.

До 1955 г. рабочие колеса вентиляторов выполняли клепаными, их лопатки представляли собой изогнутые по радиусу пластины. Затем были разработаны конст­ рукции и отработана технология изготовления цельно­

сварных колес

вначале также

с листовыми, а потом

с профильными

крыловидными

лопатками, прочность

которых при высоких скоростях обеспечивается за счет вваренных в обечайку внутренних жесткостей—лонжеро­ нов. В последние годы лопатки рабочих колес изготов­ ляются трехслойными, обечайки их профиля связывают­ ся между собой с помощью вспененного в полости про­ филя пенопласта. Такова краткая история совершенст­ вования только одного элемента вентилятора.

За этим, как и за очень многими другими решениями, стоит многолетняя работа и конструкторский поиск. На­ до при этом помнить, что вентиляторы главного провет­ ривания полигонов не имеют. Их опытные образцы, так же как и серийная продукция, ставятся на бетон фун­ даментов, связываются со стволом вентиляционными каналами и многие годы проветривают шахту. Так, пят­ надцать лет проработала на шахте им. Засядько опыт­ ная установка с вентиляторами ВОКДЗ, с 1965 г. рабо­ тают опытные вентиляторы ВЦДЗ, 3, ВЦ32, с 1973 г. проветривает крупнейший заполярный рудник уникаль­ ная по своим параметрам опытно-промышленная уста­ новка ВЦД47 «Север».

Интенсификация работ на .горнодобывающих пред­ приятиях возможна только при условии подачи в подзем­ ные выработки все больших количеств воздуха. При этом повышение рабочих параметров вентиляторов долж­ но достигаться без увеличения габаритов, которые уже в шестидесятые годы достигли предела по факторам транспортабельности и технологии изготовления. Един­ ственный возможный путь, по которому и развивается вентиляторостроеиие — это непрерывная интенсификация аэродинамической нагруженности лопаточных венцов, рабочих колес в целом, всей проточной части с одновре­ менным увеличением рабочих скоростей, а следователь-

4

МО, й нагруженности конструкций. На рис. 1 показано как по годам увеличивалась гидравлическая мощность отечественных вентиляторов, аналогично росла окружная скорость (и2) и функционально зависящая от скорости центробежная сила С от каждого килограмма массы ро­ тора, являющаяся основной нагрузкой на лопатки и

Рис. 1. Кривая изменения гидравлической мощности и нагрузок по годам:

/ — гидравлическая

мощность

вентиляторов

на

оптимальном

режиме

С^оптЯ опт; 2 — центро­

бежная

сила

от

собственной

массы

ротора;

3 — окружная

скорость по концам лопаток ра­ бочего колеса и2

диски рабочих колес. Соответственно растут и нагрузки на подшипники ротора, лопатки направляющего аппара­ та и на все узлы и детали машины (рис. 2).

Вместе с тем, поскольку от работы вентиляторных установок непосредственно зависит безопасность труда

Рис. 2. Зависимость нагруз ки на подшипники ротора (Р) и лопатки направляю­ щего аппарата (Л) от мощ* ности вентилятора

шахтеров, повышению рабочих нагрузок должно неиз­ менно сопутствовать повышение надежности. А эта за­ дача весьма сложная, которая может быть решена только в том случае, если найдены иаилучшие схемные и конструктивные решения, строго к тому же выдержан­ ные при изготовлении машины, ее монтаже и одновре­ менно обеспечены надлежащий уход, грамотная и вни­ мательная эксплуатация оборудования.

 

 

 

 

 

 

 

 

Вентилятор

 

 

 

 

Параметры

ВЦ9

ВЦП

ВШЦ16

ВЦП16

ВЦ4

ВЦ5

ВЦОЗ,1

ВЦД2.2

ВЦДЗ.З

 

 

 

 

Диаметр рабочего ко­

900

1100

1600

1600

4000

5000

3100

2180

3300

леса,

мм .

. . .

Число сторон

всасы­

1

1

1

1

1

1

1

2

2

вания ......................

Частота

вращения,

2950

1460

1000

1480

375

300

500

750

500

об/мин

 

. . . .

Окружная

скорость»

140

84,5

82

123

78,6

78,6

81

85,7

86,4

м /с ......................

Производительность,

5—30

5,5—21

12—43

10—46

58—155

110—300

26—160

29—123

65—287

м3/с . .

 

. . .

Статическое

 

давле­

300—1000 135—390

110—338

200—920

330—473

330—480

265—500

260—480

265—490

ние, даПа .

мощ­

Потребляемая

220

25—60

50—100

160—250

200—900

500—1800 190—1050 220—650

600—1500-

ность,

кВт

. . . .

Статический

коэффи­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

циент

полезного

0,77

0,6—0,85 0,6—0,85 0,6—0,84 0,6—0,73 0,6—0,72 0,6—0,77 0,6—0,77 0,6—0,77

действия

 

. . .

Маховой

 

момент

 

 

 

680

_

38 000

12 800

4200

30 000

даН-м2 ...................

 

 

 

Масса

механической

 

 

 

 

 

 

 

 

 

части

(без

элек-

1780

2900

5400

4500

29 000

120 000

15 260

11 800

24 600

трооборуд.),

кг . .

Способ регулирования

ОНА

ОНА

ОНА

ОНА

ОНА

ОНА

ОНА

ОНА

ОНА

производительности

 

 

 

 

 

 

 

 

Вентилятор

 

 

 

 

Параметры

ВЦ25

ВЦ32

ВОД32М

ВЦД40

ВРЦД45

ВЦ45

ВЦД47У

ВЦД47

ВЦ31.5П

 

 

 

 

(ВЦ31.5)

(ВЦД31.5)

 

„Север*

(ВЦ332)

Диаметр рабочего ко-

2500

3200

3200

4000

4600

4600

4700

4700

3200

леса,

мм . .

Число сторон

всасы-

1

1

2

2

2

1

2

2

1

вания

 

...............

Частота

 

вращения,

750

500

300—600

300—600

500

500

500

250—490

600

об/мин

...............

Окружная

скорость,

98,2

100,5

100,5

125,6

120

120

120

120,5

100,5

м / с ...............

Производительность,

28—97

45—165

35—305

90—505

140—570

80—320

90—580

80—715

50—175

м8/с . .

. . .

Статическое

давле­

 

185—510

50—510

100—390

270—820

270—800

85—840

90—920

180—700

ние, даПа .

. . . 155-470

Потребляемая

мощ­

200—355

360—640

1200—3100 1550—3650 900—1750 400—3000 250—4300 300—1150

ность, кВт

. .

Статический коэффи­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

циент

 

полезного

 

 

 

0,6—0,85

0,6—0,85 0,6—0,83 0,6—0,85 0,6—0,86 0,6—0,85

действия

. . 0,6—0,86 0,6—0,84 0,5—0,84

Маховой

 

момент

5900

25 000

37 000

90 000

172 000

106 000

170 000

206 000

27 000

даН-м2 .

 

Масса

механической

 

 

 

 

 

 

 

 

 

части

 

(без

элек-

8600

13750

25 400

50 400

99 690

57 400

85 000

86 6С0

16 600

трооборуд.),

кг . .

Способ регулирования

ОНА

ОНА

Регули­

Регули­

ОНА

ОНА

Регули­

Регули­

Закрыл­

производительности

 

 

 

 

 

 

руемый

руемый

 

 

руемый

руемый

ками

 

 

 

 

 

 

привод

привод

 

 

привод

привод

 

Вентилятор

Параметры

ОДВ1.4 В-УПД1.2 В-УПД1.8 В-УПД2.4 ВОК1.0

ВОКД1.0 ВОК1,5

ВОКД 1,5 ВОКД1.8 ВОКД2.4

Диаметр

рабо­

 

 

 

 

 

 

 

 

чего

колеса,

1400

1200

1800

2400

1000

1000

1500

1500

мм

 

 

Число ступеней

2

2

2

2

1

2

1

2

Частота враще­

 

 

 

 

 

 

 

 

ния

колеса,

1000

1500

980

750

1460

1460

980

980

об/мин

 

Окружная

ско­

73,2

94,2

92,2

94,2

76,5

76,5

76,5

76,5

рость,

м/с

Производитель­

 

 

 

 

 

 

 

 

ность

в

ра­

 

 

 

 

 

 

 

 

бочей

зоне,

12—27

10—27,5

23—70

43—127

6—20

5—23

11—47

13—53

м3/с

 

 

Статическое

 

 

 

 

 

 

 

 

давление

в

 

 

 

 

 

 

 

 

рабочей зоне,

73—220 100—360

163—480

170—500

60—150

85—280

60—150

118—320

даПа

 

 

1800

2400

2

2

750

600

1000

750

70,6

75,5

94,2

94,2

17—70

17—133

23—93

22—167

33—265

110—300

165—470

170—475

1

Параметры

 

 

 

 

Вентилятор

 

 

 

 

ОДВ1.4

В-УПДЬ2

В-УПД1.Ч

В-УПД2.4

ВОКЬО

ВОКД1.0

ВОК1,5

ВОКД1.5

ВОКД1.8

ВОКД2.4

 

 

 

Потребляемая

 

 

 

 

 

 

 

 

32—190

50—400

мощность,

20—84

30—130

Iю—400

210—770

7—37

15—72

20-85

40—180

100—450

100—780

кВт

 

 

Статический

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

коэффициент

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

полезного

0,6—0,65

0,6

0,6—

0,6—

0,6—0,72 0,6—0,74 0,6—0,72 0,6—0,77 0,6—0,77 0,6—0,77'

действия

 

 

 

 

 

0,675

0,714

0,714

 

 

 

 

 

 

Маховой

мо­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

мент

ротора,

230

115

820

3500

54

104

318

625

1500

4600

даН-м2

 

Масса

венти­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

лятора

(без

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

электродви­

4890

3492

.*7846

i 14 500

2010

ЗОЮ

4275

5576

9233

18 885

гателя), кг

Зазор

между

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

лопаткой

ко­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

леса и корпу­

2—4,5

1—4,5

1,5—6,0

2,5—7,5

1 -3

1 -3

1—4

1—4

1—5

1—6.

сом,

мм

 

Параметры

Диаметр рабо­ чего колеса,

мм

Число ступеней

Частота враще­ ния колеса, об/мин

Окружная ско­ рость, м/с

Производитель­ ность в ра­ бочей зоне, м3/с

Статическое давление в рабочей зоне, даПа

 

 

 

 

Вентилятор

 

 

 

 

вокдз.о

ВОКДЗ,5

ВОКР1,8 |

ВОДИ

ВОД16

ВОД21

ВОДЗО

ВОД40

ВОД50

3000

*601 >

1800

1100

1600

2100

3000

4000

5000

2

2

2

2

2

2

2

2

2

500

375

730

1500

1000

750

500

375

300

600

500

1000

 

 

 

 

 

 

78,5

70,6

68,7

82,7

84

82,5

78,5

78,5

78,5

94,2

94,2

94,2

 

 

 

 

 

 

42—220

60—280

13—66

6—33

12—67

20—110

50—230

86—400

160—650

52—265

90—377

18—90

 

 

 

 

 

 

94—340

80—250

63—237

108—395

90—430

80—340

100—330

80—292

100—335

 

 

 

135—450

160-475

125—445