水泵選型設(shè)計(jì)

1、前 言煤礦在建設(shè)和生產(chǎn)中，不斷有地下水涌入礦井，為保證入井人員正常工作和安全生產(chǎn)。必須考慮排水問(wèn)題，在建設(shè)與生產(chǎn)中要不間斷的排水工作。在我國(guó)的煤炭企業(yè)中，煤礦的機(jī)電設(shè)備中，排水設(shè)備用量很多，消耗的電量很大。正確選擇與使用水泵，合理配制主排水系統(tǒng)，提高系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，對(duì)于煤礦企業(yè)節(jié)能提效有著十分重要的意義 。本設(shè)計(jì)對(duì)礦井排水系統(tǒng)做出詳細(xì)設(shè)計(jì)，如其中出現(xiàn)錯(cuò)誤，望老師給予改正。一、確定排水系統(tǒng)規(guī)程第二百七十八條對(duì)主排水設(shè)備的水泵的要求是：必須有工作備用和檢修的水泵。工作水泵的能力應(yīng)在20h內(nèi)排出礦井24h內(nèi)的正常涌水量（包括充填水和其他用水）。備用泵的能力不小于工作水泵能力的70%，工作和備用水泵

2、的總能力應(yīng)能在20h排出礦井24h的最大涌水量，檢修水泵的能力不應(yīng)小于工作水泵能力的25%，水文地質(zhì)條件復(fù)雜的礦井，可在主要泵房?jī)?nèi)預(yù)留安裝一定數(shù)量水泵位置。規(guī)程還對(duì)小涌水量礦井的水泵做了規(guī)定：對(duì)于正常涌水量為50m3/h及以下，且最大涌水量為100m3/h及以下的礦井，可選用兩臺(tái)水泵，其中一臺(tái)工作，一臺(tái)備用。一、作水泵必須的排水能力：根據(jù)規(guī)定，要求投入工作的水泵的排水能力為能在20h內(nèi)排完24h的正常涌水量，即：QB=1.2×45=54又工作水泵與備用水泵的總能力能在20h內(nèi)排完24h的最大涌水量，即： QBmax=（Q為Qmax）2×70=80式中：Q正常涌水量；Qmax

3、最大涌水量；QB工作水泵必須的排水能力QBmax工作與備用水泵必須的排水總能力二、水泵必須的揚(yáng)程：作為估算，可以認(rèn)為水泵必須產(chǎn)生的揚(yáng)程為：HB=（756-609+4）/0.9=168m式中：管路效率。立井： =0.860.92三、水泵選型根據(jù)以上計(jì)算的數(shù)據(jù)，選擇QB和HB的水泵選D450-60-3四、水泵穩(wěn)定性校驗(yàn)：為保證水泵工作穩(wěn)定性，應(yīng)滿足下式：0.9H0Hg0.9×3×60151式中H0水泵零流量時(shí)的揚(yáng)程五、確定泵臺(tái)數(shù)水泵臺(tái)數(shù)：根據(jù)煤礦安全規(guī)程規(guī)定，“必須有工作、備用和檢修的水泵”?！皞溆盟玫哪芰?yīng)不小于工作水泵能力的70%，并且工作和備用水泵的總能力，應(yīng)能在20小

4、時(shí)內(nèi)排出礦井24小時(shí)的最大涌水量。檢修水泵的能力應(yīng)不小于工作水泵能力的25%”。即正常涌水時(shí)工作水泵臺(tái)數(shù)=54/168=0.32 取一臺(tái) 式中 為所選水泵額定流量（）;備用水泵臺(tái)數(shù) =70% =70% ×1=0.7 取一臺(tái) 檢修水泵臺(tái)數(shù)=25% =25%×1=0.25 取一臺(tái) 以上計(jì)算如有尾數(shù)，均取偏上整數(shù)；水泵總臺(tái)數(shù)Z=+=3（臺(tái)） 校驗(yàn)在最大涌水量時(shí)工作水泵臺(tái)數(shù)=<2（臺(tái)）式中 為礦井最大涌水量（）。當(dāng)<( + , 說(shuō)明工作和備用水泵的總能力，能在20小時(shí)內(nèi)排出礦井24小時(shí)的最大涌水量，最后決定水泵總臺(tái)數(shù)為3臺(tái)。二、確定管路和泵房?jī)?nèi)管路布置煤礦安全規(guī)程規(guī)定，

5、井下排水“工作水管的能量應(yīng)能配合工作水泵在20小時(shí)內(nèi)排出礦井24小時(shí)的正常涌水量。工作和備用水管的總能力，應(yīng)能配合工作和備用水泵在20小時(shí)內(nèi)排出礦井24小時(shí)的最大涌水量。當(dāng)排送量一定時(shí)，管徑取大些，揚(yáng)程損失會(huì)小，長(zhǎng)期運(yùn)行的電能相應(yīng)減少。但其一次基建投資費(fèi)用要高些。反之，如果管徑取得偏小，則相反。因此，必須在兩者之間求出管道最有利的經(jīng)濟(jì)直徑。運(yùn)用經(jīng)濟(jì)速度求排水管的內(nèi)徑，即：dp = （m） 式中為水泵的額定流量（）；為最有利的經(jīng)濟(jì)流速，一般VP =1.52.2（m/s），因此排水管內(nèi)徑dp = = 0.297m 式中=1.52.2(m/s），現(xiàn)在取 = 2(m/s）。對(duì)于吸水管徑dx,為了減少吸

6、水管阻力損失及不產(chǎn)生氣蝕現(xiàn)象，吸水管徑一般可比排水管徑大一些。?。篸x=dp+0.025(m 所以dx=dp+0.025=0.297+0.025=0.322(m式中dx 吸水管內(nèi)徑 吸水管外徑選323.9mm，壁厚為6mmdp 排水管內(nèi)徑 排水管外徑選351mm，壁厚為7mm管路布置三、計(jì)算管路特征 一、管路特征方程為H=Hc+KRTQ2式中Hc-測(cè)地高度，mQ -通過(guò)管路的流量，m3/sRT-管路阻力損失系數(shù)K -管內(nèi)徑變化而引起阻力損失變化系數(shù)，新管K=1，管內(nèi)掛污的舊管K=1.7 二、利用阻力損失系數(shù)公式計(jì)算計(jì)算阻力損失的公式為：四、確定工況點(diǎn)演算排水時(shí)間 一、確定工況點(diǎn)：在上一節(jié)繪出的

7、管路特性曲線得Q=380 m3/s H=178m N=67kw y=70% Hs=3.7m 二、演算排水時(shí)間：正常涌水期的排水時(shí)間T=24×45/380=2.820h 最大涌水期的排水時(shí)間=（24×84）/（3×380）=1.820h 通過(guò)驗(yàn)算可知正常與最大涌水期的排水時(shí)間，都小于20小時(shí)，說(shuō)明所選水泵型號(hào)及臺(tái)數(shù)均合適。經(jīng)濟(jì)性：工況點(diǎn)效應(yīng)率滿足穩(wěn)定性校驗(yàn)：經(jīng)濟(jì)性流速校核吸排水管中水的流速都在經(jīng)濟(jì)流速之內(nèi)，滿足要求，吸水管高度校核則允許吸水高度實(shí)際吸水高度吸水高度滿足要求 三、電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算N=1.1=1.2 ×（9000×380×178）/（1000×3600×0.7） =263kw求水泵功率為360kw大于計(jì)算法，所以滿足要求。 四、電耗計(jì)算：（1）全年排水耗電噸水百米電耗校驗(yàn)：結(jié)束語(yǔ)經(jīng)過(guò)一個(gè)星期緊張的設(shè)計(jì)，在陳虎老師的悉心指導(dǎo)和幫助下，選型設(shè)計(jì)終于圓滿結(jié)束。在此，首先向陳虎老師致以衷心的感謝，是他自始至終的指導(dǎo)、幫助，使我避免走很多彎路，最終順利地完成了本次設(shè)計(jì)任務(wù)。對(duì)于本次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我給予高度的重視，多方查找資料，翻閱大量資料，多方面豐富和完善自己的設(shè)計(jì)，使設(shè)計(jì)做到方法正確，考慮全面，經(jīng)濟(jì)合理。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，還鍛煉了自己獨(dú)立工作的能力。盡管如此，由于初次設(shè)計(jì)，而且理論水平和實(shí)