Руководство по проектированию вентиляции угольных шахт обязательно для всех организаций и предприятий угольной промышленности при проектировании и реконструкции угольных шахт, включая строительство

5. Для воздухонагревательных установок должны применяться только стандартные воздухонагреватели.

6. Холодный воздух в здание вентиляторно-воздухонагревательной установки должен поступать через проемы, расположенные в стенах здания на высоте не менее 2 м от уровня земли.

7. В целях предупреждения охлаждения теплого воздуха, идущего по трубопроводу в ствол, трубопровод от здания до ствола должен покрываться теплоизолирующим материалом.

Рис. 12.5. Схема расположения воздухонагревательной установки при стволах, оборудованных многоканатными подъемными установками: / — группа воздухонагревателей; 2 — многостворчатый клапан; 3 — жалюзийная решетка; 4 — воздухонагревательный канал; 5 — узел управления воздухонагревательной установкой

8. Проектом и инструкцией по эксплуатации воздухонагревательной установки должны быть предусмотрены устройства и аппаратура для регулирования температуры:

• поступающего в ствол воздуха в пределах 2-5 °С;

• конденсата в пределах 40-70 °С.

9. Каждая воздухонагревательная установка должна иметь аппаратуру контроля:

• давления пара на входе в воздухонагревательную установку;

• температуры конденсата на выходе из каждой воздухонагревательной секции с ее регистрацией;

• температуры наружного (холодного) воздуха с ее регистрацией;

• температуры воздуха после каждой воздухонагревательной секции;

• температуры поступающего в ствол подогретого воздуха с ее регистрацией;

• потерь давления на всасывающей и нагнетательной сторонах вентиляторной установки;

• давления пара на конденсатосборнике каждой воздухонагревательной секции.

12.2. Методика проектирования шахтных безвентиляторных и вентиляторных воздухонагревательных установок

Проектом должно быть определено число воздухонагревателей и их наиболее целесообразное расположение в установке, обеспечивающее требуемую теплопроизводительность при любых температурах наружного воздуха.

Исходными данными для выполнения теплотехнических расчетов являются:

• расход воздуха для шахты;

• температура наружного воздуха;

• температура поступающего в шахту подогретого воздуха;

• вид теплоносителя и его параметры;

• тип и номер воздухонагревателей, принимаемых для монтажа установки.

В зависимости от принятых типа и номера воздухонагревателей, вида теплоносителя и габаритов здания принимается технологическая схема группы воздухонагревателей: число воздухонагревателей в группе, расположение их по высоте, число рядов воздухонагревателей по ходу воздушной струи и способ включения воздухонагревателей с теплоносителем.

Воздухонагревательная установка должна состоять из одинаковых групп воздухонагревателей, расположенных параллельно теплоносителю.

При такой схеме подключения температуры воздуха и теплоносителя на входе в воздухонагреватели всех групп и выходе из них будут одинаковыми.

Поэтому методика расчета безвентиляторной и вентиляторной воздухонагревательных установок сводится к теплотехническому расчету группы воздухонагревателей при теплоносителе-воде.

Расчет принятой группы воздухонагревателей производится в следующей последовательности.

1. Задаются значениями массовой скорости воздуха во фронтальном сечении vye и скорости движения воды в трубках воздухонагревателя. Массовая скорость воздуха принимается в пределах 3,6-6,0 кг/м2 -с, а скорость движения воды в трубах vвд = 0,3-0,8 м/с.

2. Определяются значения параметров σ1 и а1 для одного воздухонагревателя в группе по формулам:

σ1=Вк v γв / vвд (12.1)

где Вк — показатель, характеризующий номер и тип воздухонагревателя, по формуле

Вк = 2,47*10-4 ( fв / fm ) (12.2)

fm — площадь сечения прохода теплоносителя, м2;

fв — фронтальное сечение для прохода воздуха, м2;

а1= 2Бк / ( 1+ Бк (1+ σ1) (12.3)

где Бк — величина, которая определяется из соотношения

Бк = Ак k mn / v γв (12.4)

Ак — показатель, характеризующий тип воздухонагревателя; принимается по табл. 12.1 или определяется по формуле

Ак = 1 / 2010 * F / fв (12.5)

F — площадь поверхности теплообмена с воздушной стороны воздухонагревателя, м2;

Значения kmn, F, fm, fe определяются по табл. 12.1 или по строительному каталогу СК-8, раздел 81 (Калориферы, воздухонагреватели, воздушно-отопительные агрегаты. Госстрой СССР, ВНИИС, Государственный проектный институт «Сантехпроект»).

3. При теплоносителе-паре

a1 = 2Бк / (1 + Бк ) (12.6)

4. Определяются значения ар и ар для одного ряда воздухонагревателей при теплоносителе-воде

σp = n kpn σ1 (12.7)

ap = (1 – (1- a1 σ1 ) n kpn ) / σ1 (12.8)

где n kpn — число воздухонагревателей в одном ряду, последовательно подключенных по ходу теплоносителя.

При теплоносителе-паре:

σ p= σ1 = 0; a1 = ар (12.9)

5. Проверяется степень нагрева воздуха ар в ряду и степень охлаждения теплоносителя ар σp.

При однорядном расположении воздухонагревателя величина ау = аp должна быть больше указанной в табл. 12.2, аy σy должна находиться в пределах, указанных в табл. 12.2.

Если значение ау будет меньше указанных в табл. 12.2, значит массовая скорость воздуха v γв принята слишком высокой. Если аy σy не входит в пределы, указанные в табл. 12.2, необходимо изменить скорость воды vвд в трубках воздухонагревателя: в большую сторону, если аy σy меньше пределов, и в меньшую сторону, если аy σy больше пределов, указанных в табл. 12.2. После изменения величин v γв, vдв расчет повторяется до тех пор, пока не будут выполнены условия указанные в табл. 12.2.

При многорядном расположении воздухонагревателей ау и σy определяется для всей группы по формулам табл. 12.3. Значения ау должны быть больше, аy σy находиться в пределах, указанных в табл.12.2. В случае невыполнения условий, указанных в табл. 12.2, производится изменение величин v γв, vдв, и расчет повторяется аналогично однорядному расположению воздухонагревателей.

6. Определяются конечные температуры воздуха t вк и теплоносителя tnк по формулам:

t в.к =ау (t m.н - t в.н ) + t в.н (12.10)

t m.к = t m.н - аy σy (t m.н - t в.н ) (12.10)

где t mн, t вн — соответственно начальная температура теплоносителя и воздуха, оС.

При однорядной группе воздухонагревателей ар = а; σр = σ; при многорядной группе ау = а; σу = σ.

Таблица 12.1

Технические данные воздухонагревателей