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抽沙泵选型

时间:2013-11-09 14:13 作者:抽沙泵选型 点击:

抽沙泵选型
一、+535抽沙泵选型基本参数
正常涌水量:Qz=200m3/h     正常涌水期Rz=320天
最大涌水量:Qmax=400m3/h   最大涌水期Rman=45天
排水高度:  从+535水平至+610水平总计75米
二、抽沙泵选型
1、抽沙泵选型依据:
《煤矿安全规程》第二百七十八条规定,主要排水设备应符合下列要求:
抽沙泵:必须有工作、备用和检修抽沙泵。工作抽沙泵的能力,应能在20h内排水矿井24h的正常涌水量,(包括充填水及其他用水)。备用抽沙泵的能力应不小于工作抽沙泵能力的70%,工作和备用抽沙泵的总能力,应能在20h内排出矿井24h的最大涌水量。检修抽沙泵的能力应不小于工作抽沙泵能力的25%。
配电设备:应同工作、备用以及检修抽沙泵相适应,并能同时开动工作和备用抽沙泵。
2、抽沙泵的选型计算
①、正常涌水期,抽沙泵必须的排水能力
QB≥Qz=1.2×200=240 m3/h
②、最大涌水期,抽沙泵必须的排水能力
Qmax≥Qmax=1.2×400=480 m3/h
③、抽沙泵必须的扬程
      HB=(75+5) ×(1.25~1.35)=100~108m
④、初选抽沙泵
根据涌水量QB和排水高度HB,查泵产品目录选取MD280-43×3型号泵,其额定流量Qe=280 m3/h,额定扬程He=129m.额定效率为0.77
工作泵台数:n1≥==0.85,          取n1=1台
备用泵台数:n2=0.7 n1=0.7            取n2=1台
检修泵台数:n3=0.25n1=0.25           取n3=1台
共计3台泵
三、确定管路系统、计算管径
1、管路趟数确定:
《煤矿安全规程》第二百七十八条规定:
水管:必须有工作和备用的水管。工作水管的能力应能配合工作抽沙泵在20h内排出矿井24h的正常涌水量。工作和备用水管的总能力,应能配合工作和备用抽沙泵在 20h内排出矿井24h的最大涌水量。
正常涌水时期一台泵工作,最大涌水时期两台泵工作,另外一台抽沙泵作为备用检修抽沙泵。根据各涌水期投入工作的抽沙泵台数,选用两趟排水管路,正常涌水期时可任意使用一趟排水管工作,另一趟备用,最大涌水期时,两管同时排水,单泵单管工作。
2、管路材料和管径的选择
由于排水高度远小于200m,从建设经济型角度考虑,选用焊接钢管
初选管径:选择排水管径是针对一定的流量寻找运转费用和初期投资费用两者之和最低的管径。由于管路的初期投资费用与管径成正比,而运转费所需的电耗与管径成反比。所以,通常用关内流速的方法求得,经济流速Vp=1.5~2.2m/s。
排水管内径:
从《五金手册》中,选取近似的标准管径,初选管内径径为Φ200mm,外径为Φ219mm,壁厚δ=9.5mm。
吸水管内径的选择,为了提高吸水性能,防止气蚀发生,吸水管直径一般比排水管直径大一级,流速在0.8~1.5m/s范围内,因此吸水管内径为
dx=dp+25=Φ225mm,本次选取dx=Φ250mm
验算流速:
四、计算管路特性
1、估算管路长度:本站排水从+535抽沙泵房送至+610中央抽沙泵房,其中垂直提升高度为75米,管路铺设为沿2#暗副井铺设至+610水平大巷,长度为400米,坡度为11°,沿+610水平大巷送至中央水仓,长度约为1600米,总计排水官场为2000米,吸水管长度可估算为7米。
2、计算沿程阻力系数,对于吸、排水管路分别为:
 
 
3、计算局部阻力损失系数
①、吸水管局部阻力系数:90°弯头一个,渐缩管一个,阻力损失系数查手册列出下表:
序号 吸水管:名称 数量 阻力损失系数(ξx)
1 90°弯头 1 0.206
2 渐缩管 1 0.1
 
②、排水管局部阻力系数:电动闸阀两个,逆止阀一个,90°弯头两个,直流三通两个,30°弯头四个,阻力损失系数查手册列出下表:
序号 排水管:名称 数量 阻力损失系数(ξp)
1 电动闸阀 2 0.5×2
2 90°弯头 2 0.206×2
3 止回阀 1 3.2
4 直流三通 2 1.5×2
5 30°弯头 4 0.294×4/3
 
③、管路特性方程可写成
 
式中:Hc-排水高度  175.5m
   Rt-管路阻力损失系数 s2/m5
   Q-通过管路的流量    m3/s
   K-管内径变化而引起阻力损失变化的系数,对于新管K=1,对于管内挂污管径缩小10%的旧管K=1.7
 
 
 
所以管路特性方程:
新管: 
    旧管:
参照抽沙泵的流量范围,选取流量值,列表如下:
Q(m3/h) 0 100 150 200 250 280 300 350
H1(m) 80 93.9 111.3 135.6 166.9 188.9 205 250.3
H2(m) 80 103.6 133.3 174.5 227.7 265.3 292.7 369.5
利用上表绘制出管路特性曲线,新旧管特性曲线和扬程特性曲线的交点分别为M1和M2,即新旧管工况点。

由图可知,新管工况点参数为QM1=208 m3/h,Hm1=140m,Hsm1=3m,ηm1=0.76,旧管工况点参数QM2=176 m3/h,Hm2=145m,Hsm2=2.8m,ηm2=0.67。泵的最大工作效率ηmax=0.85,其经济效率范围η=0.85ηmax=0.7225。而旧管时,泵在工况点的效率值小于0.7225,所以,初选MD280-43×3型号抽沙泵不能满足工作要求。改选MD280-43×4型号抽沙泵。其工况点参数为,新管工况点参数为QM1=272m3/h,Hm1=180m,Hsm1=4.2m,ηm1=0.83,旧管工况点参数为QM2=250 m3/h,Hm2=195m,Hsm2=4m,ηm2=0.80,泵的效率值均大于0.7225,允许席上真空度为4m,负荷要求。
4、校验计算
①由旧管工况点验算排水时间,正常涌水时,采用单泵单管排水,排水时间             
最大涌水时,采用两泵两管工作,排水时间
 
②经济型校核
ηm1=0.83>0.85ηmax=0.85×0.85=0.7225
ηm2=0.80>0.7225
③稳定性校核
Hc=80<0.9iH0=0.9×172=155m
所以,所选MD280-43×4型号抽沙泵合适,查设备表配用电机型号Y315L2-4,功率为200KW。
 

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