Калориферная установка и её расчет

Калориферные установки предназначены для регулирования тем­пературы воздуха, поступающего зимой в ствол шахты. Надоб­ность в этих установках определяется необходимостью предохра­нить людей от простудных заболеваний при подъеме и спуске их по стволу и предотвратить обмерзание оборудования и крепле­ния ствола. Регулирование в стволе температуры воздуха дости­гается его подогревом в калориферах, для чего используется водяной пар.

Нагрев воздуха производят до 60 ... 70 °С, чтобы смесь его с холодным воздухом, поступившим из атмосферы, имела темпе­ратуру +2°С.

Калориферная установка соединяется со стволом шахты ка­налом с уклоном 5 ... 10°.

Калориферные установки (рис. 2) бывают вентиляторные и безвентиляторные.

 

 

Рис.2. Вентиляторная калориферная установка

При вентиляторной калориферной установке воздух через жалюзи атмосферной будки 1(рис. 2, а) поступает к калорифер­ному вентилятору 2, который подает его через диффузор 3на калориферы 4. Нагретый в калориферах воздух в камере 5 смеши­вается с основным потоком холодного воздуха, поступающего из воздухозаборной будки 6. Смесь воздуха по каналу 7 поступает в ствол. Вентилятор приводится во вращение двигателем 8. Пере­становка ляд 9и10осуществляется лебедкой 11. Пар в калори­феры подается по паропроводу 12.

При безвентиляторной калориферной установке (рис. 3, б)основная струя воздуха через жалюзи атмосферной будки 1по­ступает в секцию 2калориферного здания и через канал 3— в ствол 4. Часть воздуха через атмосферную будку 5попадает в секцию 6и, пройдя через калориферную решетку 7, подогревается. Струя подогретого воздуха через окно 8поступает в сек­цию 2, где смешивается с холодной струей. Регулирование лядой 9обеспечивает возможность, благодаря окнам 10, частично или полностью пропустить воздушный поток через надшахтное зда­ние 11для его обогрева. Лядами 12и 13регулируют количество подогреваемого воздуха. В летнее время ляда 12отсекает кало­риферную секцию здания.

Рис.3. Безвентиляторная калориферная установка.

 

Калориферы выпускаются чугунные пластинчатые и стальные оребренные. На шахтах наибольшее применение имеют пластин­чатые калориферы, собранные из калориферных элементов. Эле­мент состоит из трубок, развальцованных концами в коллекторы и снабженных для увеличения поверхности нагрева пластинками, насаженными на расстоянии 5 мм друг от друга Коллекторы имеют патрубки для прохода пара. Пар протекает внутри трубок от коллектора к коллектору, а воздух омывает наружные поверхности трубок и пластинки.

Если общее количество подаваемого в шахту воздуха т=Q (кг/с), то для получения в стволе требуемой температуры смеси t_см холодного и подогретого воздушных потоков, количе­ство воздуха, которое необходимо подогреть от наружной темпе­ратуры t_н до заданной t_п :

 

Расход тепла при подогреве воздуха (кДж/ч)

 

 

где с_Р = 1,012 — массовая теплоемкость воздуха при постоянном давлении,

кДж/(кг К).

Объем воздуха (м³/ч), подаваемый калориферным вентилято­ром при 0 °С, 101,3 кПа и плотности _о = 1,293 кг/м³,

 

Требуемое количество пара (кг/ч) для калориферной установки с учетом 10 % потерь в паропроводе

где с_в = 4,19 кДж/(кг-К)—теплоемкость воды (конденсата); — температура пара (см. ниже); t_GP — средняя температура воздуха в калориферах (полусумма температур наружного и по­догретого воздуха).

Температура пара в зависимости от его избыточного давления

Избыточное давление пара,

МПа..... 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 0,5 0,55 0,6 0,7

Температура

пара, °С . . . 133,5 138,9 143,6 147,9 151,8 155,8 158,8 161,9 165,0 170,4