一、空压机站供风能力计算:
1、压缩空气由空气压缩机生产供应。
空气压缩机有内燃及电动等类型,空压机通常集中安设在空口附近,称为空压机站。
空压机站的供风能力Q值,取决于由储气筒到风动机具设备沿途的损失、各风动机具的耗风量、以及风动机具的同时工作系数和备用系数,即:空压机房的生产能力(或供风能力),其中Q可用计算式:Q=(1+K备)(∑qk+q漏)k m
式中:K-同时工作系数
K备-空压机的备用系数,一般采用75%~90%
∑q-风动机具所需风量,m3/min
q漏-管路及附件的漏耗损失,其值为:
q漏=d*∑L,d-每公里漏风量,平均为1.5~2.0m3/min,L-管路总长度(Km)
k m-空压机所处海拔高度对空压机生产能力的影响系数
m
=(1+0.8)*{(12*3.48+1*8)*0.85+2*2.4}*1.07=90m3/min*60=5400 m3/h
2、压风管道的选择,应不小于0.5Mpa的要求,空气压缩机产生的压缩空气的压力一般为0.7~0.8Mpa左右。
为保证风动机具的风压,要求钢风管终端的风压不得小于0.6Mpa,即钢管风压损失不得超过0.1~0.2Mpa,这样通过胶皮管输送至风动机具的工作风压才不小于0.5Mpa。
压缩空气在输送过程中,由于管壁摩擦、接头、阀门等产生的阻力,使其压力减少,一般称为风压力损失△P可由下式计算:
△P=λ
式中:λ-摩阻系数
L-输送高压风管管路长度
d-送风管内径
g-重力加速度,采用9.81 m/s2
二、空压机选择与配备
隧道正洞采用4台电动160KW的空气压缩机和2台电动110KW的螺旋杆空气压缩机,其中160KW的产风量为28.5 m3/min,110KW的产风量为20 m3/min。
故现场空压机每1小时总风量为:
Q风=(28.5*4+20*2)*1*60=9240 m3>5400 m3/h
故现场单洞所配备空压机符合现场实际生产需求。
考虑在实际使用的过程中,其中一台机组因检修停止运行时,仍能保证风量不受影响,应在
现场预备一台内燃空压机3m3/min。
空压机的布置要尽量靠近洞口以缩短管路,减少管道漏风,同时考虑所建空压机站边坡坍塌而损坏设备,空压机站应有防水、降温、保温设施。
三、现场所用设备参数见表:
风量为:
当工作压力为0.4 Mpa时,Q风1=12*52*1*60*60=2246400L=2246.4m3
当工作压力为0.5 Mpa时,Q风1=12*58*1*60*60=2505600L=2505.6 m3
当工作压力为0.63 Mpa时,Q风1=12*82*1*60*60=3542400L=3542.4 m3
下台阶每循环(5m)打钻需3把YT28型气腿式凿岩机,每1小时掌子面打钻耗风量为:当工作压力为0.4 Mpa时,Q风2=3*52*1*60*60=561600L=561.6 m3
当工作压力为0.5 Mpa时,Q风2=3*58*1*60*60=626400L=626.4 m3
当工作压力为0.63 Mpa时,Q风2=3*82*1*60*60=885600 L=885.6m3
隧道正洞采用PZ-7型混凝土喷射机。
掌子面每循环(3m)喷浆需2台PZ-7型混凝土喷射机,每1小时掌子面喷浆耗风量为:
Q风掌=2*8*1*60=960 m3
下台阶每循环(5m)需1台PZ-7型混凝土喷射机,每1小时掌子面喷浆耗风量为:
Q风下=1*8*1*60=480 m3
因我现场实际施工过程中,掌子面左右洞每循环打钻时间为4小时,喷浆时间为7小时;下台阶每循环打钻时间为3小时,喷浆时间为4小时。
左右洞掌子面、下台阶同时打钻(现场用风最高量),此时每1小时用风量为:
当工作压力为0.63 Mpa时,Q风=3542.4*2+885.6*2=8856 m3<9240 m3
左右洞掌子面、下台阶同时喷浆(现场用风最低量),此时每1小时用风量为:
Q风=960*2+480*2=2880 m3<9240 m3
左右洞掌子面同时打钻、下台阶喷浆,此时每1小时用风量为:
Q风=3542.4*2+480*2=8044.8 m3<9240 m3
左右洞掌子面同时喷浆、下台阶打钻,此时每1小时用风量为:
Q风=960*2+885.6*2=3691.2 m3<9240 m3
左洞掌子面、下台阶同时打钻,右洞掌子面、下台阶同时喷浆,此时每1小时用风量为:
Q风=3542.4+885.6+960+480=5868m3<9240 m3
左洞掌子面打钻、下台阶喷浆,右洞掌子面、下台阶同时喷浆,此时每1小时用风量为:
Q风=3542.4+480+960+480=5462.4m3<9240 m3
左洞掌子面喷浆、下台阶打钻,右洞掌子面、下台阶同时喷浆,此时每1小时用风量为:
Q风=960+885.6+960+480=3285.6m3<9240 m3
左洞掌子面喷浆、下台阶打钻,左洞掌子面、下台阶同时打钻,此时每1小时用风量为:
Q风=960+885.6+3542.4+885.6=6273.6m3<9240 m3
然而现场在实际的施工过程中,各洞是错开工序施工的,这样有利于人员、机械、材料的合理安排,但每月有1~2次无法避免在现场施工过程中达到用风最高峰,达到高峰值现场也可以正常供应,通常现场也可通过现场工序时间的安排错开高峰期,且现场可根据施工安排,分别开启空压机,以达到资源的合理利用。