ZESZYTY NAUKOWE POLITECHNIKI ŚLĄSKIEJ 1979
Seria: E N ER GE TY KA z. 72 Nr kol. 60
i H e n r y k JADAMUS
Zakłady Pomiarow o- Ba da wo ze Energetyki "Energopomiar"
PR ZY ST OS OW AN IE T Y P O W Y C H PR OM IENIOWYCH W E NT YL AT OR ÓW GŁÓWNEGO P R Z E WI ET RZ AN IA DO W Y M A G A Ń K O P A L Ń
St r e s z c z e n i e . W praoy podano ważnie js ze w y ma ga ni a n o w y c h i rozbu
do wy wa ny ch k o p a l ń dl a we nt yl a t o r ó w gł ównego przewietrzania.Przedsta
wion o sposóbi-fioboru pr om ieniowego we nt y l a t o r a głównego do zm ie ni a
jącej się sieci wentyl ac yj ne j kopalni, przy wykorz ys ta ni u podz es po
łów w e n t y l a t o r ó w jednego typoszeregu. Dla stacji we nt ylatorowej z we nt yl at or am i W P K określono w i e l k o ś ć strefy ochronnej dla za pewnie
n i a w y m a g a n y c h pa ra me tr ów ak us ty cz ny ch n ą terenach mieszkalnych.gra- n i o z ą o y c h ze staoją. V
1. Wstę p
Instalaoje gł ównego p r z e wi et rz an ia k o p a l ń w ę g l a kamiennego i rud s t a
n o w i ą od da wn a w a ż n ą dz ie dz in ę zastos ow ań d u ż y c h we nt yl a t o r ó w p r ze my sł o
wych. W w y ni ku oiągłej rozbudowy k o p a l ń i eksploatacji g ł ęb ok ic h pokładów w ę g l a i rud w osta tn ic h la ta ch na st ąp ił duży wzrost parametrów prze pł yw o
w y c h k o p a l n i a n y o h we nt yl a t o r ó w głównych. Już obecnie w y da jn oś ć w e n t y l a t o r ó w g ł ó w ny ch do ohodzi do 500 m^/s, a spiętrzenie całkowite wynosi 5000 Pa.
Dla pr oj ek to wa ny oh sz ybów we nt yl a c y j n y c h nowe j kopalni mi ed zi zakłada się sp ię trzenie całkowite w e n t yl at or a głównego 9000 Pa. Odpowiednio do tego moc we nt yl a t o r ó w g ł ó w n y c h za in st al ow an yc h n a jednej staoji wentylatorowej w y no si już często 8000 kW, a w przypadku n o w y c h k o p a l ń miedzi zwiększy się do około 15 000 kW. T a k du ża moc zainstalowana oraz wi el ki e znaczenie w e n ty lacji d l a prao y ko pa ln i w y m a g a j ą wn ik l i w e g o doboru we nt yl at or a do insta
lacji głównego przewietrzania. '
Ważn ie js zy mi ozynnikami de oy du ją cy mi o wy bo rz e właściwego we nt yl at or a gł ównego są:
— efektywność w y k o r z ys ta ni a energii n a napęd w i r n i k a w oałym okresie użyt
kowania,
— stabilność pracy w e w s z y s t k i c h za ło żo ny ch wa ru n k a c h eksploataoji, - w y s o k a ni ez aw o d n o ś ć ruchowa,
- parametry akustyczne w e n t yl at or a i wa ru nk i jego z a b u d o w y , - w ł as no śc i czynnika roboczego,
— k r y t er ia w y t r z y ma ło śc io we (współozynniki b e z p i e o z e ń a t w a ) ,
— w y p o sa że ni e i możłiwośoi te oh ni oz no—organizacyjne zakładu.
42 H. Jadainus
2. Wymagania dla k o pa ln ia ny ch went yl at or ów gł ów ny ch
Charakterystyczną cechą kopalnianej sieci we ntylacyjnej jest stałość parame tr ów pracy w przeciągu dłuższego okresu eksploatacji.Nieznaczne zmia
ny natę że ni a przepływu powietrza spowodowane są głównie zmianami gęstości powietrza atmosferycznego. Wi ększe zmiany spiętrzenia całkowitego, sp o w o dowane przełączaniem ka na łó w we nt yl ac yj ny ch i rozbudową sieci, są w zasię
gu możliwości regulacyjnych ap aratów kierowniczych, powszechnie st osowa
n y c h w n o w o cz es ny ch we nt yl at or ac h kopalnianych. Duże zmiany, zarówno n a tężenia przepływu jak i spiętrzenia, wy st ę p u j ą w miarę rozwoju ko palni i w y n i ka ją ze zwiększonego zapotrzebowania powietrza oraz postępujących zmian
układu sieci w e n t y l a o y j n e j . Zmiany te z reguły przekraczają zakres ekon o
micznej regulacji w e n t yl at or a przy pomocy aparatu k i e r o w n i c z e g o .Przykłady zmian jiarametrów i otworów równoz na cz ny ch d ł a n i ek tó ry ch szybów w e n t y l a cyjnych n o wy ch i ro zbudowywanych ko palń w poszczególnych latach od urucho
m i en ia wentylacji przedstawiono w tablicy 1.
Tablica 1
Wymagane parametry przepływowe w e nt yl at or ów głów ny ch w ko pa ln ia ch rozwojo
wy ch Ko palnia Etap Czas
pracy lat
Wydajność m
Spiętrzeń.
całkowite Pa
Otwór równozn.
m2
Uwagi
1 2 3 4 '' " 5 6 7
MURCKI I 3 83.3 2648 1,93 WPK-3,3
Doce
lowo - 191,6 421 8 3,51
PIAST
I 1 46,7 1275 1,55
WPK-3,9
II 1 76,7 1766 2,17
III 1 96,7 2 351* 2,37
Doce
lowo - 250 ¡* 31 6 4,53
HA LE MB A GŁ ęBOKA
I 2 116,7 1668 3,4
2XWPK-5,0
II 2 251 ,7 2256 6,31
III 2 321 ,7 3532 6., 44
D o ce
lowo - 616,7 4610 10,8
ORNONTOWICE szyb IV
I 2 333,3 4414 5,97
2XWPK-3 ,3
II 2 '*16,7 5199 6,88
D o c e
lowo - 6 16 ,7 5886 9,57
Przystosowanie typowych..
od. tabeli 1
1 2 3 k 5 6 7
I 4 166,7 27*t6 3,78
szyb V II 3 350 *1*11*1 6 ,2 7
D o c e
lowo - 500 5886 7,76 2 X V P K - 5 ,3
ORNONTOWICE I *t 158.3 28*15 3,53
szyb VI II 3 283,3 3531 5,61
D o c e
lowo - »100 *1905 6,8 2XWPK-3,9
«AKOSZOWY I 10 183,3 3139 3,89 PRJ-280
szyb pid. D o c e
lowo - 333,3 *1512 5,91 . W P K - 5 ,0
MAKOSZOWY I 3 333,3 *1512 5,91 WPK-5,0
szyb Pn. D o c e
lowo - 633,3 4512 11,22 2aW P K - 5 ,0
I 2 333,3 *1512 5,91 WPK-5 ,0
SOŚNICA
D o c e
lowo - 633,3 *1512 11,22 2XWPK-5,0
Ob e o
nie 166,6 ¡1962 *t ,*t8 PRJ-280
STASZIC
I 2 200 2158 5,12 PR J-280A
II 2 200 29*i3 li,39 PRJ-280B
D o c e
lowo 358,3 3139 7,61 W P K - 5 ,0
I 1 333,3 598*1 5,13
Z G
SIEROSZO- II 2 *166,7 8829 5,91 WPG-278
WICE D o c e
lowo - 916,7 8829 11,61 2XWPG-278
Z p r ze ds ta wi on yc h d a n y c h wynika, Ze za po tr ze bo wa ni e powietrza w ok re
sie bu do wy lub rozbudowy ko pa ln i moZe się zmieniać w stosunku 1:*1 i w i ę k szym, przy ponad dw uk ro tn ym wz r o ś c i e otworu równoznacznego. Czas pracy m n ~ tylatora gł ów ne go w poszcz eg ól ny ch etapach okresu przejściowego wynosi prze
ciętnie po 2 lata. Ro zp ię to ść wymaganej zmiany wy da jn oś ci ulega zmniejsze
n i u przy za projektowaniu stacji t r ó j w e n t yl at or ow ej. Wówozas w okresie roz
bu do wy ko pa ln i oz yn ny jest tylko jeden z tr ze ch za in st al ow an yc h wentylato
rów. W no rm al ne j eksploatacji dwa went yl at or y pr a c u j ą w układzie ró wn ol e
g ł y m a trzeci stanowi rezerwę.
B u d o w a stacji trójwent yl at or ow yoh sprzyja pracy ni es tabilnej w e n t y l a toró w kopalnianych. D l a we nt yl a t o r ó w promie ni ow yc h skutki pracy w .obsz a
rze ni es ta b i l n y m n i e są t a k niebez pi ec zn e jak dla we nt yl a t o r ó w osiowych.
H. Jadanius
Praca taka objawia się w y s t ąp ie ni em drga ń łożysk i obudowy o nadmiernej amplitudzie i zwiększoną hałaśliwością.
Dla zachowania stabilności pracy kopa ln ia ne go we nt y l a t o r a głównego w y ma ga
no dawniej [i] , aby stosunek spiętrzenia całkowitego w punkoie praoy do spiętrzenia maksymalnego w wi er zc ho łk u oharakterystyki b y ł mn ie js zy od 0,9. W nowszej literaturze spotyka się sugestię, aby w a rt oś ć ta n i e przekroozy- ła 0,8. Uw a ż a się, że poprawniejsze jest kr yt e r i u m otworu r ó wn oz na cz ne
go, w k t ór ym miar ą stabilności Jest stosunek wart oś ci otworu równoznaczne
go w wi er zchołku oharakterystyki do wa rtośoi otworu równoznacznego w punk
oie normalnej praoy. Stosunek ten nie powinien b y ć w i ę k s z y od 0,8.
Dalsze wy ma g a n i a d l a ko pa ln ia ne go went yl at or a głównego w y n i k a j ą z w a ru nk ów zabudowy i organizacji praoy kopalni. Mo ż n a do n i o h zaliczyć m i ę dzy i n n y m i :
- ochrona przed ha ł a s e m pr ao owników obsługi ur ządzeń stacji w e n t y l a t o r o wej i m i e s zk ań có w osiedli sąsiadujących ze staoją,
- dostosowanie kons tr uk oj i do loka ln yc h źródeł zasilania urządzeń pomoo- n i oz yo h i chłodzenia łożysk,
- przystosowanie urządzenia do praoy be z obsługi, - zdalna sy gn al iz ao ja i sterowanie,
- mo żl iw oś ć doko na ni a rewersji powietrza w szybie w e n t y l ac yj ny m w ozasie ni e dł uższym n i ż 15 minut,
- zabezpieczenie przed ko r o z j ą i er oz ją elementów na jb ar dz ie j oboiążonyoh m e c h a n i c z n i e .
Hałas emitowany przez we nt y l a t o r ko pa ln ia ny po wi ni en być ograniczony do wa rtośoi dopuszozalnyoh. Ze wz gl ęd u n a oohronę zdrowia praoowników przeby- wa j ą cy oh n a staoji wentylatorowej, ma ks ym al ny dopuszczalny po zi om dźwięku zgodnie z norm ą P N - 7 0 / B - 0 2 1 5 1 , w y no si 90 dB(A), oo odpowiada ws ka źn ik ow i ooeny ha łasu N 85. N a terenaoh og raniczająoyoh zabudowę mieszkalną w są
siedztwie staoji wentyl at or ow ej hałas emitowany przez we nt yl at or y główne nie po winien przekroczyć wa rt oś oi określonej wska źn ik ie m N 40.
3. Dobór ko pa ln ia ne go w e n t yl at or a głównego
¥ ostatnim czasie dla potrzeb we nt yl ac ji ko pa lń opraoowano i wdrożono do produkcji seryjnej dwa typoszeregi we nt yl at or ów k o pa ln ia ny oh głównych:
o s iowych - oznaczonych symbolem W O K oraz promie ni ow yo h - o symbolu W P K [2].
Typoszereg pr omieniowyoh ko pa ln i a n y o h went yl at or ów głów ny ch składa się z
O O
ośmiu wielkośoi, obej mu ją oy oh zakres w y da jn oś ci od kO m J/a do 460 m /s, przy spiętrzeniu całkow it ym do około 5 500 Pa. We nt yl at or y te charaktery
zują się ba rd zo w y s o k ą sprawnością w punkoie znamionowym, do oh od zą oą do 9056 i dużą st ab il no śo ią praoy. Stosunek spiętrzenia nominalnego do śpię-
Przystosowanie typowych.. 45
t r ze nl a m a ks ym al ne go w wier zc ho łk u ch ar ak te ry st yk i w y no si 0,6 5. Parametry znamionowe w e n t y l a t o r ó w typoszeregu W P K zamieszczono w tablioy 2.
T a bl ic a 2 I
P a ra me tr y znamionowe p r o m i e ni ow yo h w e n t y l a t o r ó w ko pa ln i a n y o h g ł ó w ny ch ty
poszeregu W P K Dane
charakte ry st yc zn e 2,5
Wie.
2 ,6
k o ś ć w 2 ,8
Bntyla 3,1
;ora WPB
3,3 3,9 5,0 5,5
Wy da j n o ś ć a /aO 53,3 89 73,3 150 180,3 ■ 250 365 458,3 Spiętrz, oał. Pa 2207 2796 2698 4022 4522 4316 4542 4905
Moc n a sprz. k W 135 279 228 795 910 1220 1965 2600
Prędk. obr. m i n - ^ 600 600 600 600 600 500 375 375
Sprawność $ 88 88 86 86 86 86 86 88
Gęstość czyn.kg/m"* 1 ,2 1 ,2 1 ,2 1 ,2 1,2 1 ,2 1 ,2 1,2 Skorygów, po zi om
dźwięku db(A)
b e z tł um ik a 88 89 91 90 91 93 90 92
Po wyższe p a ra me tr y ustalono po prze an al iz ow an iu potrzeb k o p a l ń n a no we wentylatory, z e br an yo h drog ą ankietyzacji. Rzeozywiste po trzeby w za kr e
sie n a t ę ż e n i a pr ze pł yw u i sp ię trzenia ba rd zo często ni e pokrywają się z pu nk te m z n a m io no wy m a zwykle l e ż ą nawet po za zakresem ekonomicznej re gu
lacji dw ó o h sąsied ni ch w e n t y l a t o r ó w typowych. Obeonie instalowane wentyla
tory g ł ów ne zuży wa ją na' napę d znaczne ilości energii. Zmniejszenie sp ra w
no ś c i ek sploatacyjnej o ki l k a prooent w w y ni ku n i e d op as ow an ia parametrów może powo do wa ć straty pr ze kr ac za ją oe koszt wy pr od u k o w a n i a n o we go w e n t y l a tora już po k r ó t k i m okresie użytkowania, 00 przekreśla korzyśoi-wynikają- oe z typizaoji wentylatorów, uzyskane przez zakłady wytwóroz e. Wz gl ęd y eko
no mi cz ne pr ze m a w i a j ą wi ę c za indywidualnym pr oj ek to wa ni em w e nt yl at or ów gł ównego p r z e wi et rz an ia d l a konkre tn ej instalacji, przy wy korzystaniu pod
stawowych el em en tó w we nt yl a t o r ó w typowyoh. Sprzyja temu daleko posunięta unifik ao ja w s z y s t k i c h po dz espołów we nt yl a t o r ó w typoszeregu WPK, -uwidacz
ni aj ąc a się m i ęd zy innymi tym, że osiem we nt yl a t o r ó w posiada tylko cztery obudowy i trzy u ł oż ys ko wa ni a wału. Dobó r we nt y l a t o r a głównego pr ze wi et rz a
n i a dla k o p a l n i o usta lo ny m w y do by ci u sprowadza się do porówn an ia wymaga- n y o h pa ra me tr ów pr ze pł yw ow yc h z charakterystykami we nt yl a t o r ó w ty powyoh i e w e n tu al ny m za pr oj ek to wa ni u n o we go w i r n i k a do wybr an eg o w e n t yl at or a ty
powego.
Dobó r w e n t y l a t o r a gł ównego dla ko pa ln i rozwojowej zależy w głównej mie
rze od sposobu zmian parametrów, a m i an ow ic ie od zmia n na tę ż e n i a pr z e p ł y wu pr zy stałym, ro snąoym lub ma le ją cy m otworze równoz na oz ny m urządzenia w e n t y l a t o r a głównego.
N a je ko no mi cz ni ej szy m i zarazem na j p r o s t s z y m sposobem zmian parame tr ów w e n ty latora przy stałym otworze równoz na oz ny m jest zmiana prędkości obroto
k6 H. Jadaraus
we j wirnilca. W t y m cela na le ży we nt y l a t o r w y po sa ży ć w odpowiednie silniki napędowe, zabudowywane ko le jn o w mi ar ę rozwoju kopalni, zgodnie z u s ta lo
n y m programem. Przy zmianie prędkości obrotowej w i rn ik a wy st ęp uj e zmiana charakterystyki przepływowej we nt y l a t o r a zgodnie z prawami podobieństwa przepływów. Pr zy p a d e k zmiany parametrów przy stałym otworze równoznacznym obecnie zachodzi b a rd zo rzadko.
Zmiana parame tr ów w e n t yl at or a przy ro snącym lub malejącym otworze rów- noznaoznym jest bardziej złożona i w y m a g a wykorz ys ta ni a kilk u sposobów re
gulacji równocześnie: np. zmiana prędkości obrotowej oraz zmiana geometrii wirnika. Do zmiany prędkości obrotowej ko ni e c z n a jest wy m i a n a silników n a pędowych. Zmiana geometrii w i r n i k a re al iz ow an a jest praktycznie dwoma n a stępującymi s p o s o b a m i :
- wyko ny wa ni e i instalowanie no we go w i r n i k a dla każdego, ustalonego etapu praoy wentylatora,
— k o r e kc ja długości ło patek lub czynnej szerokości wi rnika poprzez p r z e dłużanie albo skraoanie końcówki wylotowej łopatki oraz przysłanianie czynnej szerokości ło pa te k za pomooą przegrody w kształcie tarczy, d o ko nywane n a wi rn ik u eksploatowanego wentylatora.
Badania modelowe wentylatorów pro
m i en io wy ch wy konane w ZPBE "Ener- gopomiar" [3] i w Głównym Instytu
cie Górnictwa [4] wykazały,że zmia-- na średnicy w i rn ik a w zakresie od 0,9 do 1,1 średnicy w i rn ik a n o m i na lnego przy n i e zmienionej o b u
dowie powoduje sp adek sprawności maksymalnej we nt yl at or a zaledwie o około 2/o, przy niewielkiej zmia
nie w s ka źn ik a spiętrzenia. Pr ze
bieg tych zmian dla w i rn ik a z prze
toczoną średnioą zewnętrzną (ob
ciętymi łopatkami) przedstawiono n a rys. 1 a d l a wi rn ik a g e o m et ry
cznie podobnego na rys. 2. Zast o
sowanie w typowym wentylatorze WPK w i r n i k a o średnicy mniejszej niż 0,9 średnicy wi r n i k a typowego w y maga już skorygowania ko rpusu spi
ralnego przez wspawanie blaohy za
cieśniającej spiralę w jej części początkowej. Przystosowanie went y
latora do parametrów okresu przej- śoiowego za pomocą kore kc ji długo
ści ło patek i czynnej szerokośoi ua
0,1 0.1 ai
BI
0.S
U i K t.C 0.95 0 9 C O S 4Din.
Rys. 1. Zmiana parame tr ów we nt y l a t o ra promieniowego z w i rn ik ie m o ł o patkach oboiętyoh n a średnicy zew
nętrznej
1 Ż u 7" T“. 10
0.9
0.8 87 0.6 0.6
tl 1.05 1.0 0.95 0.9 Cfgf j>,n11
Rys. 2. Zmiana parametrów we nt y l a t o ra promieniowego z wi rn i k i e m o zmie
nionej średnicy zewnętrznej
Przystosowanie typowych.
w i r n i k a jest korzys tn ie js ze od wymiany wi rn ik a lub silnika, ponieważ nie absorbuje mocy produkcyjnych zakładów n a wykonywanie no wy ch ni et ypowych w i r n i k ó w i silników pracujących w went yl at or ze przez krótki okres czasu;
po zwala n a lepsze wykorz ys ta ni e surowców,a dokonanie zmian we nt yl at or a nie w y m a g a w y mo nt ow an ia wi r n i k a z obudowy i może być przeprowadzone podczas krótkiego postoju okresowego wentylatora. Ograniczenia w stosowaniu tego sposobu wyni ka ją z pogarszania się sprawności wi rn ik a przy skracaniu k a nału mi ęd zy łopatkowego oraz przede wszystkim z w a ru nk ów wytrzymałości ło
pate k i ich k o ń c ó w e k spawanych do wi rn ik a w w a ru nk ac h remont owych. Dla w e n tylatorów WPIĆ gr anicą stosowalności tego rozwiązania jest średnica zew
nętrzna łopatek, po obcięciu równa 0,85 średnicy wi rn ik a typowego. Zależ
ność przedstawiona n a rys. 1 dotyczy wi rn ik a z łopatkami nieprofiłowanymi, wr kt ó r y c h kształt krawędzi spływu po obcięciu końcówki łopatki nie ulega zmianie. Skracanie łopatki profilowanej powoduje utworzenie "tępej” k r a wędzi spływu. Badania modelowe w e nt yl at or ów WPK, wykonane przez Główny Inr
śtytut Górnictwa, wykazały, że zastosowanie łopatek z tępą krawędzią spły
wu nie spowodowało niekor zy st ny ch zmian parametrów przepływowych tych w e n tylatorów.
k . Wpływ własności cz ynnika roboczego na ko ns trukcję we nt ylatora
Kopaln ia ny we nt yl at or główny przetłacza z w y r o bi sk górniczych powietrze o temperaturze około 20°C i dużej wilgotności - zwykle w granicach 80 do 90^, zawierające zanieczyszczenia mechaniczne i chemiczne, związane z tech
no lo gi ą eksploatacji. Podczas pracy went yl at or a powoduje to kondensację pary wo dn ej i gromadzenie się wo dy we wn ąt rz łopatek profilowanych, n a l e pianie pyłu n a łopatkach lub ubytki materiału łopatek wi rn ik a w wyniku e- rozji lub korozji.
¥ dawnych k o n s t r uk cj ac h wentylatorów, przy stosowaniu ni skich prędkości obrotowych wirnika, w i e l ko ść zanieczyszczeń powietrza nie miała znaczenia dla pracy wentylatora. Nowoczesne wentylatory kopalniane pracują przy pręd
k o ś c ia ch obwodowych pr ze kr ac za ją cy ch 100 m/s, w związku z czym intensyw
ność erozji jest duża a siły dynamiczne pochodzące od nierównoważenia m o gą być wi ększe od obciążeń statycznych. Ubytki materiału w wyniku erozji lub korozji najbardziej w y tę żo ny ch elementów w i rn ik a prowadzą do de fo rm a
cji wirnika, si lnych drgań ło ży sk a następnie do zniszczenia całego wenty
latora.
Wentylatory typoszeregu W P K w n o rm al ny m wykonaniu przewidziane są do pracy w ośrodku chemicznie obojętnym o zapyleniu nie przekraczającym 0,1 g/m^. Przy przewidywanym w i ę k s z y m zapyleniu, wy ni ka ją cy m lip. z bliskiego sąsiedztwa szybu wydo by wc ze go lub podsadzkowego należy stosować za bezpie
czenia przeoiwarozyjne wirnika. Dotychczasowe do świadczenia w zakresie zabezpieczenia w e nt yl at or ów pr om ieniowych przed skutkami erozji wykazuJą- że dla zachowania pewności ruchowej koni ec zn a jest działalność profil ak ty—
H. Jadamus
czna, prowadzona przez użytkownika. Zapewnienie całkowitej niezawodności went yl at or a w ośrodku zapylonym n a drodze zmian ko ns tr uk cy jn yc h w y m a g a zmniejszenia prędkości obrotowej i zastosowania wi r n i k a z łopatkami jedno
płatowymi. Wzrost 'zapylenia powietrza w instalacjach głównego przewietrza
n i a ko palń mo że doprowadzić do odejścia od schematów w y so ko sp ra wn yc h szyb
k o bi eż ny ch we nt yl a t o r ó w pr omieniowych i rozwoju konstrukoji w e nt yl at or ów niskoobrotowych.
5. Ochrona przeoiwdźwiękowa pracowników obsługi i m i e s zk ań có w osiedli s ą siadujących ze stacja we nt yl at or ow a
Hałas wytwarzany przez wentyl at or związany jest ze sprężaniem ozynni- k a i w głównej mi erzy zależy od parametrów ae ro dy na mi cz ny ch i konstrukoyj- n y o h wentylatora. Największy w p ł y w n a wzrost poziomu mocy akustyoznej p o
siada spiętrzenie całkowite, kt ór e w no wo cz e s n y c h we nt yl at or ac h k o p a l n i a n y c h jest bardzo wysokie. Obliózona wa rt oś ć poziomu mo cy akustyoznej dla najwięjszego w e n t yl at or a typoszeregu W P K wy no si 144 dB.
Po zi om ciśnienia akustycznego zależy od wiel ko śc i i kszt ał tu powierzoh- ni, przez któr ą przenoszona jest moc akustyozna. Podstawowe parametry a- k ustyczne went yl at or ów typoszeregu W P K be z tłumików haładu podano w tabli
cy 3.
T a bl io a 3
Parametry akustyczne w e n t yl at or ów W P K T y p we nt yl at or a W P K
2,5
W P K 2,6 2,8
W P K 3,1 . 3,3
.
W P K 3,9
WPK 5,0
W P K 5,3
P o zi om mooy akust. dB 128 130 139 143 142 144
Częstotliwość podstaw. Hz 50 50 90 75 68,75 50
P o zi om ciśnienia akust.
n a w l oc ie z d y f u zo ra dB 107 108 104 108 105 106 P o zi om ciśn..akust. w odl.
2 m od obudowy dB 101 102 98 96 94 94
Skorygowany poziom
dźwięku dB
I
92 93 90 93 90 92
Went yl at or y WPK-3,1 i wi ęk sz e posiadają wy sokie dyfuzory betonowe i d l a tego po zi om ciśnienia akustycznego wo kó ł ich obudowy jest mniejszy.
Charakterystyki akustyczne ws zy st ki ch we nt yl a t o r ó w typoszeregu W P K w y k a zu ją d u ż e wa rtości ciśnienia akustycznego w zakresie n i sk ic h c z ęs to tl i
wości. Dla spełnienia bardzo ostryoh w y ma ga ń przepisów odnośnie ochrony przeciwhałasowej n a le ży stosować tłumiki h a ła su i wykład zi ny dżwiękoizola
cyjne części me ta lo wy ch obudowy. N a rys. 3 podano teoretyczne wartośoistoo-
Przystosowanie typowych. . h9
rygowanego poziomu dźwięku w e n t y l a t o r ó w W P K b e z tłumików ha ła su i z tłu
mikami zabudowanymi w dyfuzorze, w y s t ęp uj ąc e ne te renach ograniczających zabudowę mieszkalną, w zależności od odległości od osi dyfuzora.Z ry
sunku widać, że całkowite spełnie
nie w y m a g a ń w przypadku instalowa
n i a w e nt yl at or ów bez tłumików h a łasu będzie zachodziło w od le gł o
ści ponad 1 000 m od wentylatora.
i
Przy zastosowaniu tł umików hałasu i obudowy dźwiękoizolacyjnej st re
f a zagrożona ha ł a s e m zmniejszy się do około 80 m. Wentylatory WPK są produkowane w n o rm al ny m wykonaniu oraz n a żyozenie zamawiającego w w e rs ji z w y tł um ie ni em ha ła s u . U r z ą d z en ia tłumiące. Zapewniające peł
n ą oohronę pr ze ci wh ał as ow ą n a terenach m i es zk al ny ch są ba rd zo kosztowne.
W związku z tym przy projektowaniu n o w y c h szybów w e n t yl ac yj ny ch należy d ą żyć do zakład an ia stref oohron ny oh pomiędzy stacją wentyl at or ow ą i os ie
dlem mieszkalnym,
f
*.
6. przykład projektu w e n t y l a t o r a gł ównego d l a kopalni rozwojowe.1
Założenia techniczno-ekonomiozne dla nowego szybu we nt ylacyjnego K o palni Halemba, opracowane przez Biuro P r oj ek tó w Górniczych,zakładały zmia
nę na tę ż e n i a powietrza w szybie od 1 1 6 ,7 m-^/s, przy otworze równoznacznym
2 _ ri 2
3,4 m w I etapie pracy, do 616,7 m3/s, przy otworze ró wn oznacznym 1 0 , 8 m po uzyskaniu pełnej zdolności produkcyjnej kopalni. Okres rozbudowy k o palni będzie trwał 6 lat. Dla parametrów docelo wy ch zaprojektowano stację tr ój we nt yl at or ow ą z wentyl at or am i promieniowymi typu WKP-5,0. Dwa w e n t y latory pr aoują w układzie równoległym, zapewniając uzyskanie żądanych p a rame tr ów przepływowyoh, natomiast trzeci identyczny w e nt yl at or stanowi ko
n i ec zn ą rezerwę. N a podstawie obliczeó dl a pierwszego etapu pracy pr ze wi
dziano zabudowanie wirnika, typowego w e n t yl at or a WPK-3,3, do jednego z in
st al ow an yc h n a szybie we nt yl a t o r ó w WPK-5, Dalsze zmiany konstrukcyjne we n
tylatora przystosowanego do pracy w X etapie to: zacieśnienie spirali o- budowy, w y ko na ni e ni et yp ow ej piasty, przeróbka przewężenia leja wlotowego w y m i a n a silnika. W dr ug im etapie pracy w i r n i k WPK-3,3 zostanie zastąpiony w i rn i k i e m specjalnym o średnicy wylotowej, ło pa te k 4360 m m a si ln ik n a p ę dowy w y mi en io ny n a s i ln ik przewidziany dla parame tr ów do ce lo wych.Silnik z I etapu i w i r n i k VP K- 3, 3 P ° renowacji mo gą b y ć wy ko rz ys ta ne przez kopal- Rys. 3. Skorygowany po zi om dźwięku
we nt y l a t o r a ko pa lnianego W P K n a te
r e na ch pr zy le ga ją cy ch do s t ao ji we n
tylatorowej
50 H. Jadanius
Przystosowanie typowych.. 51
nię lub wy tw ó r n i ę w innym wentylatorze. D l a kolejnego III etapu praoy prze
widziano w i rn ik we nt y l a t o r a WPK-5,0 z łopatkami skróconymi do średnicy rów
nej 1*7^0 mm. B l ac ha za cieśniająca spiralę zostaje w tym etapie usunięta z obudowy. Po zakończeniu rozbudowy kopalni, do. ło pa te k wi rn ik a zostaną przyspawane końcówki, do prowadzające w i r n i k do stanu zgodnego z typowym wirnikiem we nt y l a t o r a WPK-5,0. Opisanej rekonstrukcji podlega tylko jeden, przedstawiony n a rys. 4 wentylator, z tr ze ch instalowanych n a szybie. R e zerwę w okresie rozbudowy ko pa ln i stanowi drugi, budo wa ny już jako typowy wentylator WPK-5,0. Wentyl at or trzeci może byó mont ow an y później, z termi
ne m ur uc homienia dost os ow an ym do potrzeb kopalni.
Efektem ekonomioznym za st osowania przedstawionego projektu będzie oszczęd
ność k o s z t ó w in we stycyjnych rzędu 5 min. złotych oraz ko sz tó w .eksploata
cy jnych w okresie rozbudowy ko palni średnio o około 2 mi n zł/rok.
LITERA TU RA
[1] Prac a zbiorowa: Gornoje dioło. T o m 8. Go sg or t i e c h i z d a t . Moskwa 1960.
[2] Praca zbiorowa: Doku me nt ao ja T e c h ni cz no -R uc ho wa Went yl at or ów WP K. ZP BE
" E no rg op om ia r" 1971*. Prac a nie publikowana.
[3] Ła pa J . : Wp ł y w w y m i a r ó w ko rp us u n a charakterystykę w e n t yl at or a p r o
mieniowego. ZP BE " E n e r g op om ia r" 1964. Praoa nie publikowana.
[4] Wszela oz yń sk i A: No we typy w e n t y l a t o r ó w promie ni ow yc h głównego pr ze
w i et rz an ia kopalń. Prace GIGu. Komunikat n r 607. 1974. Praoa n i e pu- b l i k o w a n a .
nPHCnDCOBJIEHHE THnOBHX PAflHAJIbHłDC BEHTMJIHTOPOB rJIABHOrO nPOBEIPHBAHHH K TPEEOBAHHHM fflAXT
P e 3 10 m s
B o i a T Ł e n p e f l o i a B J i e H H BaacHefimae T p e S o B a H H H h o b h x h c T p o , a ą n x c H n a x T k B e H T H J i H T o p a M r j i a B H o r o n p o B e T p n B a H n a . IlpeflCTaBjieH o n o c o ó n o , ą 6 o p a r a a B H O r o p a ^ .ĘHajIbHOrO B e H T H J I H T O p a K H3MeHHK>Heit0fl B e H T H J I A U H O H H O f t C e T H m a x T H n p a H C n O J I b - 3 0 B a H H H nOfly3JIOB B e H T H J L f l T O p O B Of l H O T O T H n a .
.Hjih B e H T H A H i y t O H H O f t c i a H i ; H H o B e H T j u i a T o p a M H BIIK o u p e ^ e j i e H a BejiH^iHHa s a - m H T H O f i 3 o h m , cjiyacamea ajih o S e o n e n e H H H i p e 6 y e M n x a K y c T n w e c K n x n a p a M e T p o B b 3 a c e x e H H H x M e o x H O o i H x , r p a H n q a ą n x c o ciaHiyiefl.
52 H. Jadaraus
ACCOMODATING O N T H E T Y PI CA L R A DI AL FANS OF M A I N VE N T IL AT IO N TO T H E REQUIREMENTS OF A CO AL MINE
S u m m a r y
The paper presents the major- requirements of new, we ll developed coal mines for main ve nt il at io n fans. The method of choosing the ma in v e n t i l a tion fa n according to the varying m i n e ’s vent il at io n net, utilizing the sub-sets of fans of one type-series, is presented. T h e magnitude of pro
tecting area assuring the proper parameters of acustics on the habituated terrains adjacent to the station was defined taking into co nsideration a fan station w i t h ¥P1^ fans.
