水環(huán)真空泵選型設(shè)計(jì)中泵入口絕對(duì)壓力的計(jì)算

水環(huán)真空泵選型設(shè)計(jì)中泵入口絕對(duì)壓力的計(jì)算水環(huán)真空泵與其它類型的瓦斯抽放設(shè)備相比,具有運(yùn)行噪音小、拆裝、維護(hù)方便、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn),特別是當(dāng)抽出瓦斯?jié)舛鹊竭_(dá)爆炸界限時(shí),也沒有爆炸危險(xiǎn),具有較高的安全性。因此,在瓦斯?jié)舛冉?jīng)常變化的礦井已逐步取代羅茨真空泵,使用日益廣泛。在水環(huán)真空泵選型計(jì)算中,泵入口絕對(duì)壓力如何計(jì)算,將直接影響到泵流量確實(shí)定,采用不同的計(jì)算方法,結(jié)果會(huì)相差很多,一些問題值得探討。

1、水環(huán)真空泵選型設(shè)計(jì)中有關(guān)參數(shù)確實(shí)定

我們知道,礦井瓦斯抽放量、瓦斯泵壓力、泵入口絕對(duì)壓力是水環(huán)真空泵選型設(shè)計(jì)中重要的3個(gè)參數(shù)。

1.1、礦井瓦斯抽放量

式中:QK———礦井瓦斯抽放量,m3/min;

ΣQc———礦井抽出的純瓦斯量之和,m3/min;

X———瓦斯泵入口處瓦斯?jié)舛?X≥0.3;

η———瓦斯泵效率,0.8;

K———抽放備用系數(shù),K=1.2。

1.2、瓦斯泵壓力

瓦斯泵壓力是從井下鉆孔開始,經(jīng)過瓦斯抽放管路至瓦斯泵,再從瓦斯泵送到用戶所消耗的全部阻力損失之和,即:

式中:HB———瓦斯泵壓力,Pa;

hi———井下負(fù)壓管路系統(tǒng)全部阻力損失,Pa;

hz———井下抽放鉆場(chǎng)或鉆孔口所需負(fù)壓,Pa;

ho———地面正壓管路系統(tǒng)全部阻力損失,Pa;

hc———用戶在瓦斯管出口所需正壓,Pa;

K———備用系數(shù),K=1.2。

1.3、泵入口絕對(duì)壓力

當(dāng)前,水環(huán)真空泵入口絕對(duì)壓力Pr通常是取泵所在地大氣壓力P1與瓦斯泵壓力的差值。即:

式中:Pr———泵入口絕對(duì)壓力,Pa;

P1———當(dāng)?shù)卮髿鈮?Pa;

其它符號(hào)意義同式(2)。

目前,我國水環(huán)真空泵性能曲線都是按照工況狀態(tài)的流量繪制的。水環(huán)真空泵性能曲線是在出口壓力P0=101325Pa、進(jìn)氣溫度T0=273+20K狀態(tài)下,不同直徑的葉輪在不同轉(zhuǎn)速時(shí)泵吸入口吸氣量與吸入口處絕對(duì)壓力間的關(guān)系曲線。所以,需要將按照公式(1)計(jì)算得到的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的礦井瓦斯抽放量換算成工況狀態(tài)下流量,即:

式中:QB———泵入口吸氣量,m3/min;

Qk———礦井瓦斯抽放量,m3/min;

P0———標(biāo)準(zhǔn)大氣壓,P0=101325Pa;

T0———瓦斯抽放行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的絕對(duì)溫度,T0=273+20,K;

Pr———泵入口絕對(duì)壓力,Pa;

T1———泵入口抽放氣體的絕對(duì)溫度,273+t,K;

t———泵入口抽放氣體的溫度,℃。

經(jīng)分析計(jì)算,當(dāng)T1-T0≤15℃時(shí),溫度變化對(duì)泵吸氣量的影響小于5%,所以在選型過程中一般可假設(shè)T1=T0,忽略溫度的影響。因而,泵入口絕對(duì)壓力Pr就決定著水環(huán)泵入口吸氣量的大小。

根據(jù)公式(3)和