梁宝寺二号井主井井筒冻结制冷系统设计-课程设计.doc

土木建筑学院
课程设计说明书

课程名称：特殊凿井
设计题目：梁宝寺二号井主井井筒冻结制冷系统设计
专业(方向)：矿井建设班级
设计人：
指导教师：

山东科技大学土木建筑学院
2013年1月7日
课程设计任务书
专业：矿井建设班级：
学生姓名：学号：
课程设计题目：梁宝寺二号井主井井筒冻结制冷系统设计
原始资料：
1、梁宝寺二号井主井井筒冻结设计概况
设计应解决下列主要问题：
1、制冷方式选择
2、双级压缩制冷氨系统计算
3、附属设备计算
4、冷却水系统计算
4、盐水系统计算
设计图纸：
1、冻结站冻结制冷三大循环系统示意图
五、命题发出日期：2013.1.7设计应完成日期：2013.1.18

设计指导人（签章）：
日期：年月日

指导教师对课程设计评语

指导教师（签章）：
日期：年月日

目录
1原始条件………………………………………………………………………………1
2冻结最大需冷量计算………………………………………………………………2
3制冷方式选择………………………………………………………………………2
4双级压缩制冷氨系统计算………………………………………………………2
5氨系统附属设备计算……………………………………………………………126冷却水系统选择计算……………………………………………………………15
7盐水系统选择计算…………………………………………………………………17
8参考文献………………………………………………………………………………18

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梁宝寺二号井主井井筒冻结制冷系统设计
1原始条件
设梁宝寺二号井是肥城矿业集团在梁宝寺矿区规划筹建的第二对矿井。矿井位于嘉祥县境内，年设计生产能力1.5Mt，采用立井开拓方式，布设主井、副井、风井三个井筒，其中主井井筒设计净直径5.0m，全深1100.5m井筒采用冻结法施工。
主井井筒通过第四系地层厚度为149.65m，通过第三系地层厚度为299.66m。揭露二叠系地层241.36m,顶部风化破碎带18.85m，其中强风化带10.81m，弱风化带8.04m。风化带强度极低，裂隙较发育，岩芯破碎。
1.采用一次冻结全深，三圈加防片孔冻结方案，冻结孔总数为95根，主井井筒冻结管散热能力为22260256.4kJ/h，冻结管散热系数取1080kJ/（m2·h）。
2.设计层位的盐水温度-30°（氨的蒸发温度-35°），冻结管的散热系数1080kJ/m2·h。
3.冷量损失系数1.15.
4.冷却水温度25°（氨的冷凝温度35°），
5.冷冻站只服务于一个井筒。
6.设计选用8AS-25冷冻机，理论吸气容积2800，标准制冷量为1162kw，转数为600r/min，电动机功率480kw。
7.盐水容重1270kg/，盐水比热2.70kJ/kg·℃，供液管内盐水允许流速1.5m/s。
8.冷凝器进出口水的温差4℃。

2冻结最大需冷量计算

=1.15×22260256.4
=25599295kJ/h
--为一个井筒服务时的冷冻站需冷量，kJ/h；
--盐水系统的冷量损失系数，取1.15；
--冷冻管的总散热能力，取22260256.4kJ/h
3制冷方式选择
当≥8时，压缩机排气口压力大，温度过高，有可能超过润滑油的燃点，引起油碳化或造成爆炸事故，故当≥8时必须采用双级压缩制冷（引入中间压力，使<8，<8）。
查表得=1.3765，=0.09504。14.4834>8，故选择双级压缩制冷。
4双级压缩制冷氨系统计算
氨系统设计
基础数据
（1）设计层位的盐水温度-30℃；
（2）冷却水的温度为+25℃；
（3）冻结站设计总的需冷量255992944kJ/h。
2、串联双级压缩制冷计算
（1）中间压力的计算
已知氨蒸发温度=-35℃，冷凝温度=35℃。查表得=0.0950，=1.3765。
根据蒸发温度和冷凝温度查出相应的压力按公式求得理想的中间压力为=1.0=0.3617。查出温度为=-5℃时，相应的压力为0.3619.。假设另一中间温度为5℃，（比理想中间温度高10℃)其相应的压力为=0.5259Mpa。
绘制理想和假设的串联双级压缩制冷热力循环图1-1，求得各状态下氨的热力参数。热力参数计算结果见表1-1。

图1-1

表1-1理想的和假想的热力参数

各状态点参数

单位
理想条件假设条件=0.3617MPa
=-5℃=0.5259MPa
=5℃

焓

焓

16331633，18111869，16741685，1861181917071707584584，418465，584584，395441，