煤礦離心水泵選型

第三節(jié)排水設(shè)備該礦為斜井開拓，采用一級排水，在副斜井底部+842m標高布置主副水倉并建立水泵房集中排水，在二采區(qū)各上山，各運輸巷，各回風(fēng)巷邊緣布置排水溝，二采區(qū)涌水沿各排水溝自流至一采區(qū)主，副水倉。井下所有涌水從+842主，副水倉沿管子道，副斜井直接排至設(shè)在地面的井下水處理站。一、設(shè)計依據(jù)1．根據(jù)貴州省核工業(yè)地質(zhì)局提供的《貴州省遵義縣習(xí)水鎮(zhèn)富星煤礦礦區(qū)水文地質(zhì)調(diào)查報告》的資料，兩個采區(qū)涌水量相加得正常涌水量：Q=32.9ma/h,正最大涌水量:Q大=82.12ma/h。考慮到井下消防灑水等因素，設(shè)備選型按正常涌大水量Q二37.9m3/h,最大涌水量：Q=87.12ma/ho正大2?排水高度為182m，從+842m排到+1024m。二、選型計算1．正常和最大涌水量時，工作水泵的最小排水能力正常涌水時期所需水泵最小排水能力QBQ二24Q/20二1.2Q二1.2x37.9二45.48(iWh)Br式中：Q—礦井正常涌水量，37.9m3/hor最大涌水時期所需水泵最小排水能力QBmQ=24Q/20=1.2Q=1.2x87.12=104.54(m3/h)Bm rm rm式中：Q—礦井最大涌水量，87.12m3/horm

2．計算水泵所需揚程H二Hp+H+1.7hw+1二182+5+1.7x23.9+1B I 吸二228.6（m）式中：Hp—排水咼度，182mH吸—吸水咼度，5m；吸h――吸、排水管管路損失揚程，經(jīng)計算h=23.9m；w w1.7——管路於積系數(shù)；1---排水口富裕咼度，取1m。利用礦上現(xiàn)有的水泵型號為D85-45X6型水泵3臺，流量85m3/h,揚程270m,電壓0.66kV。正常涌水時1臺工作，1臺備用，1臺檢修。最大涌水時2臺工作,1臺備用，配套YB-315M-2型電動機，功率為110kwo23．排水管的選型及趟數(shù)1）管徑計算二：4Q排丫二：4Q排丫3600xxxv| 4x853600x3.14x2=0.123（m）式中：Q詢一所選水泵的額定流量，m3/h；額V排—假定管徑的流速，取V排=2m/so排排（2）排水管路趟數(shù)的確定根據(jù)設(shè)計規(guī)范及省安監(jiān)局要求，排水管選擇Q159x4.5mm無縫鋼管一趟作為工作管路，另外敷設(shè)一趟?159x4.5的無縫鋼管一趟作為備用管路，壁厚為4.5mmo3）吸水管直徑計算

D=D+25=123+25=148mm,查表取標準管?159x4.5mm的無縫鋼管作為吸排吸水管。4）排水管管壁厚度的校驗PD6PD6=g+a

2xR-Pk2X80^+0.2=0.38cm<4.5mm式中：P—管子內(nèi)部水的壓力kgf/cm2,19.2kgf/cm2；①—管子內(nèi)徑cm,15.0cm；R一許用應(yīng)力，kgf/cm2，對無縫鋼管為800kgf/cim；ka—考慮管路受腐蝕及管路制造誤差時的附加厚度， cm，對于鋼管取0.1-0.2cm;本次取0.2cm；選擇?159x4.5mm無縫鋼管能滿足排水要求。4．管路流速計算（1）排水管流速計算4Q 4x85卩排二 二 =1.34m3/s，流速過小，不經(jīng)濟，應(yīng)運用關(guān)排3605D2 3600x3.14x0.152排小閘閥，使排水管流速在經(jīng)濟流速范圍內(nèi)，取1.85m3/s。式中：D排—排水管內(nèi)徑，0.15m排（2）吸水管流速計算4Q3600^D4Q3600^D2吸=1.34m3/s3600x3.14x0.152式中：D吸—吸水管內(nèi)徑，0.15m吸5．管路揚程損失計算Lv2 585 1.852h二九x-x—二0.0352xx =23.9mwd2xg 0.15 2x9.8排式中：入---水與管壁摩擦阻力系數(shù)，查表入=0.0352；

d排---排水管直徑,d排=0.15m；v排---排水管流速，v排=1.85m3/s；排排g__-重力加速度，g=9.8m/s2；Lj---管路計算長度，等于實際長度加底閥、逆止閥、閘閥、彎頭、異形管j三通等附件的等值長度，為585m；管路計算長度見表4-3-1。表4-4-1管路計算長度表序號項目名稱單位數(shù)量等值長度m合計等值長度m備注1底閥個000管徑150mm2逆止閥個121213閘閥個20.661.324彎頭個20.661.325異形管個12.632.636單流三誦個07.8907合流三通個008分流三誦個009直流三通個0010小計2611井筒管道長度m51412管子道管道長度m2013水泵房管道長度m25合計5856．確定水泵行動參數(shù)1）建立管網(wǎng)阻力特性方程式根據(jù)排水系統(tǒng)運行理論，管網(wǎng)阻力特性方程式如下：H二H+RQ2s式中：H---排水泵所需揚程，m；Hs 水泵吸水管吸水面與排水管出水口咼差，m；Hs=182+5=187m；R 排水系統(tǒng)管道阻力系數(shù)；Q 水泵額定流量，m3/h,Q=85m3/h；（1）管路淤積時排水系統(tǒng)管道阻力系數(shù)按下式計算；1.7X1.7X23.9852=0.0073式中：符號意義同前管網(wǎng)阻力特性方程式為：H=187+0.0073Q2（2）管路不淤積時排水系統(tǒng)管道阻力系數(shù)：R二 二0.0043852管網(wǎng)阻力特性方程式為：H=187+0.0043Q22）作管網(wǎng)阻力特性曲線根據(jù)及方程式，在D85-45x6型水泵的性能曲線上按同一比例畫作Q-H圖得管網(wǎng)阻力特性曲線，見圖4-3-1。管路淤積時其工況點參數(shù)見表4-3-2。管路不淤積時其工況點參數(shù)見表4-3-3。圖4-3-1管網(wǎng)特性曲線圖型號流量(m3/h)總揚程(m)轉(zhuǎn)速(r/min)電機功率(kW)電機電壓(kV)效率%必須汽蝕余量(m)D85-45X680.7274.8295084.60.6671.74.3表4-3-2D85-45X6型多級水泵管路淤積時工況點運行參數(shù)表4-3-3 D85-45X6型多級水泵管路不淤積時工況點運行參數(shù)型號流量(m3/h)總揚程(m)轉(zhuǎn)速(r/min)電機功率(kW)電機電壓(KV)效率%必須汽蝕余量(m)D85-45X688.4259.2295088.20.6671.64.57．水泵工況點運行參數(shù)校核(1)經(jīng)濟性校驗：水泵的工作點位于工業(yè)利用區(qū)內(nèi)，符合經(jīng)濟要求。(2)穩(wěn)定性校驗：由特性曲線可知水泵在零流量時的壓頭值H二270m，排水系統(tǒng)測地高度H0S二187m,Hs<0.9H，而0.9H二0.9儀70二243m>H二187m穩(wěn)定工作。00S(3)吸上真空度校核由廠家提供的資料D85-45X6型水泵必須汽蝕余量為4.9,泵工況點汽蝕余量為4.5上真空度符合要求。4)排水時間驗算①正常涌水時實際排水時間24xQ

24xQ

Qe24x37.980.7=11.3h<20h,符合要求式中：Q---設(shè)計礦井正常涌水量，37.9m3/h；Q—水泵的工況點流量，80.7m3/h。e②最大涌水時實際排水時間24xQ2Qe二24冊=13-0h<20h,符合要求式中：Q---設(shè)計礦井最大涌水量，87.12ma/h；Q—水泵工況點流量，80.7m3/h；en---最大涌水量時水泵運行臺數(shù)，n=28．電動機容量的驗算（1）管路淤積時=96.4kW<110kWYQH … 1020x80.7x274.8=96.4kW<110kWN=k mm 二1.1xd 3600x102nn 3600x102x0.717x0.98mc電機功率符合要求。式中：Y---礦井水的比重，kg/ma，取1020kg/ma；Q—水泵工況點的流量，80-7ma/h；mH---水泵工況點揚程，m,274.8mmn---水泵工況點的效率,71.7%mn---傳動效率，聯(lián)軸節(jié)傳動取n=0.98；ccK---電機備用系數(shù)，取K=1.1。（2）管路不淤積時：YQHmm 3600x102nnmc二1.1x1020x88.4x259.23600x102x0.716x0.98=99.8kW<110kW電機功率符合要求式中：Y---礦井水的比重，kg/ma,取1020kg/ma；Q—水泵工況點的流量，88-4ma/h；mH---水泵工況點揚程，m,259.2m；mn---水泵工況點的效率,71.6%；mn---傳動效率，聯(lián)軸節(jié)傳動取n=0.98；ccK---電機備用系數(shù)，取K=1.1。根據(jù)校核采用廠家配套防爆電動機，其額定功率110kW，滿足要求）噸水百米電耗（）年電耗QxHx365xtxy80.7x274.8x365x16x1020E二工 工 —二3600x102xqxqx打3600x102x0.717x0.92x0.95工dx式中：水泵運行工況點流量,水泵運行工況點揚程,Y---礦井水的比重，kg/m3,取1020kg/m3；水泵平均每天運行小時數(shù)，水泵運行工況點效率,電網(wǎng)效率，取電動機效率，對于大型電機?。﹪嵜弘姾膹S E 574076E=—=—1 A 150000）噸水百米電耗廠 100E 100x574076E= =2365Qx24xH 365x80.7x24x274.8s滿足節(jié)能要求

礦井已經(jīng)在副斜井底部+842m布置主，副水倉并設(shè)置了水泵房，已經(jīng)安裝

了三臺D85-45x6型離心式水泵，其中一臺工作，一臺備用，一臺檢修。水泵配套電動機功率為110kW(0.66kV),水泵額定流量為85m3/h,額定揚程為270m。并已經(jīng)敷設(shè)了一趟Ql59x4.5mm無縫鋼管作為工作管路，同時敷設(shè)了一趟?159x4.5mm無縫鋼管作為備用管路，壁厚為4mm。排水管從水泵房經(jīng)管子道沿副斜井鋪設(shè)至地面。水泵起動采用QJR型防爆軟啟動器起動。根據(jù)以上計算，該礦井在一采區(qū)已經(jīng)安裝的泵房，完全能夠滿足二采區(qū)生產(chǎn)時排水系統(tǒng)的要求。?水倉主水倉長：70m，斷面:3.97m2，容量為:277.9m3；副水倉長:60m，斷面：3.97m2容量為：238.2m3