礦井排水系統(tǒng).ppt

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礦井排水系統(tǒng) 礦井排水的任務和要求1 任務將礦井涌水及時地排送至地面 為井下創(chuàng)造良好的工作環(huán)境 確保安全生產(chǎn) 2 要求1 可靠性要求高2 排水設備要求有較高的耐磨性和耐腐蝕性3 防爆 節(jié)能 礦井排水過程 通過水泵和管路把水從涌水點排到盤區(qū)水倉 再通過盤區(qū)水倉的固定排水設備把水排到主水倉 最后由主水倉排水設備把水排到地面 1 礦水來源涌入礦井的水統(tǒng)稱為礦水 礦水主要來源于地面水和地下水 開采工程涌水 地面水有江河湖泊水 大氣降水 融雪等 地下水有含水層 斷水層 老空水等 開采工程涌水有水力采煤 水砂充填等工藝產(chǎn)生的廢水 2 涌水量絕對涌水量 單位時間內(nèi)涌入礦井的水的體積量 q 單位是m3 h 最大涌水量 某一時期涌水高峰時的涌水量正常涌水量 其它時期大致相同的涌水量相對涌水量 同時期內(nèi)相對于單位煤炭產(chǎn)量的涌水量 3 礦水性質1 溫度隨井深增高 2 密度比清水大 1015 1025kg m33 化學性質礦水略帶酸性 當PH 5時 應采取措施 一是在排水前用石灰等堿性物質將水進行中和 一是采用耐酸泵排水 對管路進行耐酸防護處理 礦井排水系統(tǒng)類型 單水平開采的排水系統(tǒng) 直接排水系統(tǒng) 分段排水系統(tǒng) 多水平同時開采的排水系統(tǒng) 獨立排水系統(tǒng) 集中排水系統(tǒng) 分段排水系統(tǒng) 一 單水平開采的排水系統(tǒng) 直接排水系統(tǒng) a 豎井單水平開采 d 斜井單水平開采 全部礦水聚集于水倉中 并用排水設備直接排至地面 排水管可沿井筒敷設或敷設在專用鉆孔中 一 單水平開采的排水系統(tǒng) 分段排水系統(tǒng) b 井筒中部開拓泵房和水倉 c 只開中間泵房 不開水倉 優(yōu)點是上 下設備互不影響 可靠性高 但開拓工程量大 不開拓中間水倉 但因要求上 下任意兩臺水泵都能串聯(lián)工作 而使管路布置十分復雜 并且下部的排水設備可能受到全井深的水頭壓力 優(yōu)先采用 二 多水平同時開采的排水系統(tǒng) 1 獨立排水系統(tǒng) 當各水平涌水量都較大時 在各水平分別設置水倉 泵房和排水設備 以便將各自水平的水直接排至地面 優(yōu)點是上 下水平互不干擾 缺點是設備多 管路多 投資大 二 多水平同時開采的排水系統(tǒng) 2 集中排水系統(tǒng) 當上水平的涌水量較小 沒有必要單獨設置排水設備時 可將上水平的水下放到下水平 而后由下水平的水泵排至地面 優(yōu)點是只需一套排水設備 缺點是上水平的水下放后再上排 損失了水的位能 增加了電耗 二 多水平同時開采的排水系統(tǒng) 3 分段排水系統(tǒng) 將下水平的水用輔助排水設備排至上水平的水倉中 然后集中排至地面 缺點一旦上水平的排水設備發(fā)生故障 兩水平都有被淹沒的危險 常用于具有下山的緩傾斜煤層礦井 且涌水量較小的情況 礦井排水方式礦井排水方式分為固定式 移動式和自流式 1 固定式排水方式 水泵位置長期固定的排水方式 固定式排水方式的排水設備根據(jù)其服務范圍又分為主排水設備 區(qū)域排水設備和輔助排水設備 排水設備一般使用離心泵排水 固定式排水設備的要求1 主水泵房設置有工作水泵 備用水泵 檢修水泵 2 工作水泵的排水能力應在20h內(nèi)排出24h的正常用水量 備用水泵的能力應不小于工作水泵能力的70 并且工作水泵和備用水泵的總排水能力應在20h內(nèi)排出24h的最大用水量 檢修水泵的能力應不小于工作水泵的25 3 排水管路應當有工作和備用水管 工作排水管路的能力 應當能配合工作水泵在20h內(nèi)排出礦井24h的正常涌水量 工作和備用排水管路的總能力 應當配合工作和備用水泵在20h內(nèi)排出礦井24h的最大涌水量 4 主排水泵房的供電線路不得少于兩條回路 每一回路都應能擔負全部負荷的供電 5 工作的水泵機組必須工作可靠 6 主排水房應有預防涌水突然增加致使設備被淹的措施 7 水泵工況應在高效工作區(qū) 測試報告上應予以體現(xiàn) 否則應進行更換 8 礦井防治水規(guī)定 第66條規(guī)定 水文地質類型復雜的礦井應在井底車場周圍設置防水閘門 或者在正常排水系統(tǒng)基礎上另外安設具有獨立供電系統(tǒng)且排水能力不小于最大涌水量的潛水泵 即強排水系統(tǒng) 在水倉被淹沒后 水泵任然能夠正常工作 9 配電設備的能力應當與工作 備用和檢修水泵的能力相匹配 能夠保證全部水泵同時運轉 2 移動式排水方式水泵隨工作面的移動或水位的變化而移動的排水方式 為礦井的局部服務 如掘進工作面 局部淹井等 一般使用潛水泵 風泵進行排水 移動式排水設備的要求a 水泵應適應流量變化不大的需要 有較好的吸水性能 以保證把水排干 b 在垂直泵軸平面上的外形尺寸應較小 以適應在橫斷面較小的巷道中工作 c 應能移動方便 迅速 3 自流式排水方式涌水點標高高于主排水口位置時采取的排水方式 如巷道上山時利用水溝排水 排水設施 礦井排水設施主要包括 排水設備 水泵 供電設備 管路及其附件等 水倉 水泵房 管子道等 水倉 水倉分主水泵房水倉 盤區(qū)水倉和臨時水倉 作用 一是儲存集中礦水 二是沉淀礦水 主水倉要求至少有一個主一個副水倉 以便清理時輪換使用 正常涌水量在1000m3 h以下時 主水倉容量應能容納8h的正常涌水量 正常涌水量大于1000m3 h的礦井 主水倉容量按下式計算 V 2 Q 3000 式中 V 主要水倉有效容量 Q 礦井每小時正常涌水量 盤區(qū)水倉有效容量應當能容納4h的盤區(qū)正常涌水量 臨時水倉作用是沉淀和儲存集中臨時出水點的礦水 水泵房 水泵房分主水泵房和盤區(qū)水泵房 水泵房要求設在同水平標高較低的位置 主泵房一般都設置在副井井底車場的附近 原因如下 1 運輸巷道的坡度都向井底車場傾斜 便于流向水倉2 運輸方便3 節(jié)約材料 參加了排水工作可靠性4 改善工作環(huán)境5 減少電耗 水泵房 水泵房位置圖 管子道 管子道 專門用于安裝排水管路的通道 通常指由主排水泵硐室至副井井筒敷設排水管的一段通道 管子道 傾斜25 30 鋪管道 管墩 管卡固定 有人行臺階和運輸軌道 礦井排水設備的組成及要求1 組成水泵 電機及電控設備 管路及附件 監(jiān)測儀表等 2 水泵煤礦常用水泵有離心泵 潛水泵 泥漿泵 耐酸泵 風泵等 離心式水泵的結構 以D型泵為例 D型泵的構造 型泵是單吸 多級離心泵 它可輸送水溫低于 0 的清水或物理性能類似于水的液體 其流量范圍和揚程范圍大 目前礦井主排水泵多采用D型泵 D型水泵經(jīng)多年的發(fā)展已形成系列 其結構形式基本相同 只是尺寸大小不同 1 D型泵的構造 1 葉輪 將電動機輸入的機械能傳遞給水 使水的壓力能和動能得到提高 鑄成一個整體 轉動部分 1 D型泵的構造 轉動部分 1 葉輪 葉片 后彎葉片出口安裝角15 40 常選用20 30 葉片數(shù)目一般5 12低比轉數(shù)6 8片中比轉數(shù)6片高比轉數(shù)5 6片 1 D型泵的構造 轉動部分 2 泵軸 材料 傳遞扭矩和支承套裝在它上面的其它轉動部件 45號鋼鍛造加工 作用 軸套 防止泵軸銹蝕 1 D型泵的構造 轉動部分 3 平衡盤 平衡水泵的軸向推力 產(chǎn)生軸向推力的原因 1 由于作用在葉輪前 后輪盤上的壓力不平衡 2 由于葉輪內(nèi)水流動量發(fā)生變化 3 由于大小口環(huán)磨損嚴重 泄漏量增加 使葉輪前后輪盤上的壓力分布規(guī)律發(fā)生變化 1 D型泵的構造 轉動部分 3 平衡盤 危害 由于軸向推力的存在會使高速旋轉的葉輪與泵殼接觸 造成破壞性的磨損 過量的軸向竄動 會使軸承發(fā)熱 增大電動機的負荷 會使互相對正的葉輪出水口與導水圈的導葉進口發(fā)生偏移 產(chǎn)生沖擊和渦流 降低水泵的效率 嚴重時會使水泵無法工作 固定部分 進水段出水段中間段 吸水口 水平 出水口 垂直向上 1 D型泵的構造 固定部分 1 D型泵的構造 中間段 固定部分 1 D型泵的構造 出水段 軸承部分 1 D型泵的構造 單列向心滾柱軸承 為了防止水進入軸承 泵軸兩側采用 型耐油橡膠密封圈和擋水圈 水泵的密封 1 D型泵的構造 水泵各段之間的靜止結合面采用紙墊密封 轉動部分與固定部分之間的間隙是靠密封環(huán)及填料來密封的 1 密封環(huán) 2 填料裝置 2 水泵的型號意義 部分離心泵型號中某些漢語拼音字母通常所代表的意義 1 D型水泵的流量和揚程范圍較大 適合于礦山排水 并有清水泵 耐磨泵和耐酸泵 2 效率高 是我國設計制造的多級離心式水泵中 效率最高的一種水泵 3 采用單列向心滾柱軸承 減少了水泵的靜阻力矩 提高了機械效率 同時 此軸承還可以滿足運轉時泵軸的軸向竄動 4 通向吸水側填料箱的水封管在進水段內(nèi)部 不裸露在外邊 3 D型水泵的特點及性能 離心泵組件及各部分作用 1 離心泵組件主要由電動機 離心泵 吸水管 排水管 各類閥 儀表等組成 2 各部分作用 離心泵 將機械能轉變成液體的動能和壓力能 底閥 裝于吸水管底部 由單向閥和過濾器組成 單向閥防止吸水管水倒流漏出 過濾器防止雜質被吸入泵中 逆止閥 防止水倒灌入泵內(nèi) 造成沖擊 真空表 測定吸水管入口壓力 壓力表 測定排水管出口壓力 漏斗 水泵啟動前灌滿水 調(diào)節(jié)閥 位于逆止閥下面 排水管路上 作用是調(diào)節(jié)水泵的流量和揚程和起動時關閉以降低起動電流 放水閥 檢修時放掉排水管中的水 旁通管 在水泵二次起動時將排水管中的水引入泵內(nèi) 其次可以防止停止運轉后排水管中的壓力水沖向泵內(nèi) 起緩沖作用 放氣栓 位于泵體上方 以排出泵內(nèi)空氣 離心泵組件及各部分作用 水泵啟動前 先用水注滿泵腔和吸水管 電機啟動后 通過軸帶動葉輪旋轉 位于葉輪中的水在離心力的作用下被甩向葉輪周圍壓向泵殼 通過排水管排至地面 離心式水泵工作原理 注意 離心泵絕對不能在泵腔內(nèi)未灌滿水就啟動 灌水方法 由漏斗處人工灌水由旁通管引水用射流泵引水用真空泵引水 離心式水泵啟動前引水 1 真空泵啟動原理水泵啟動前 開動真空泵抽出水泵內(nèi)的空氣 由于泵體上下口均已被水封住 致使泵內(nèi)空氣越來越稀薄 形成負壓 吸水池的水在大氣壓作用下進入吸水管和泵體內(nèi) 直至灌滿泵體 此時關閉真空泵 開動水泵即可正常工作 2 射流泵啟動原理射流泵由吸水管 噴嘴 混合室組成 當排水管引來的高壓水由噴嘴高速射出時 不斷噴流的水帶走了吸水室的空氣及與吸水室相連通的泵體內(nèi)的空氣 泵體內(nèi)產(chǎn)生負壓 吸水池的水在大氣壓作用下進入吸水管和泵體內(nèi) 直至灌滿泵體 此時關閉射流泵 開動水泵即可正常工作 離心式水泵的工作參數(shù) 1 流量水泵在單位時間內(nèi)所排出水的體積 稱為水泵的流量 用符號Q表示 單位m3 s m3 h 2 揚程單位重量的水通過水泵后所獲得的能量 稱為水泵的揚程 用符號H表示 單位為m 1 吸水揚程 吸水高度 泵軸線到吸水井水面之間的垂直高度 稱為吸水揚程 用符號HX表示 單位為m 2 排水揚程 排水高度 泵軸線到排水管出口處之間的垂直高度 稱為排水揚程 3 實際揚程 測地高度 從吸水井水面到排水管出口中心線間的垂直高度 稱為實際揚程 4 總揚程總揚程H為實際揚程 損失揚程和在水在管路中以速度v流動時所需的 速度水頭 揚程之和 稱為水泵的總揚程 2 揚程 電動機傳給水泵軸的功率 即水泵的軸功率 輸入功率 水泵實際傳遞給水的功率 即水泵的有效功率 輸出功率 用符號 表示 3 功率 2 水泵的有效功率 1 水泵的軸功率 水泵在單位時間內(nèi)所做的功的大小叫做水泵的功率 4 效率 水泵的有效功率與軸功率之比 叫做水泵的效率 用符號 表示 5 轉速水泵軸每分鐘的轉速 叫做水泵的轉速 離心式水泵的工作參數(shù) 6 允許吸上真空度或汽蝕余量在保證水泵不發(fā)生汽蝕的情況下 水泵吸水口處所允許的真空度 叫做水泵的允許吸上真空度 用符號Hs表示 水泵吸水口處單位重量的水超出水的汽化壓力的富余能量 叫做水泵的汽蝕余量 離心式水泵的工作參數(shù) 泵在運轉中 若其過流部分的局部區(qū)域 通常是葉輪葉片進口稍后的某處 因為某種原因 抽送液體的絕對壓力降低到當時溫度下的液體汽化壓力時 液體便在該處開始汽化 產(chǎn)生大量蒸汽 形成氣泡 當含有大量氣泡的液體向前經(jīng)葉輪內(nèi)的高壓區(qū)時 氣泡周圍的高壓液體致使氣泡急劇地縮小以至破裂 在氣泡凝結破裂的同時 液體質點以很高的速度填充空穴 在此瞬間產(chǎn)生很強烈的水擊作用 并以很高的沖擊頻率打擊金屬表面 沖擊應力可達幾百至幾千個大氣壓 沖擊頻率可達每秒幾萬次 嚴重時會將壁厚擊穿 在水泵中產(chǎn)生氣泡和氣泡破裂使過流部件遭受到破壞的過程就是水泵中的汽蝕過程 水泵產(chǎn)生汽蝕后除了對過流部件會產(chǎn)生破壞作用以外 還會產(chǎn)生噪聲和振動 并導致泵的性能下降 嚴重時會使泵中液體中斷 不能正常工作 水泵氣蝕現(xiàn)象和汽蝕余量 水泵氣蝕現(xiàn)象 離心式水泵在管路中的工作一 水泵的性能曲線 流量 功率曲線 流量 效率曲線 流量 揚程曲線 橫軸為流量Q軸 縱軸分別為揚程H 效率 功率N時的三個曲線 二 水泵的性能曲線的作用 a 根據(jù)水泵的性能曲線 可以知道水泵各性能的變化規(guī)律 根據(jù)實際用途 可以選用最合適的水泵 b 根據(jù)水泵的性能曲線 可以確定水泵運轉工況點 即水泵的流量 揚程曲線與后述的管路性能曲線的交點 根據(jù)運轉工況點 可以檢查水泵的流量 揚程 功率和效率的大小 判斷水泵的經(jīng)濟性和穩(wěn)定性的好壞 配用功率的大小是否合適 c 根據(jù)流量 功率曲線的變化規(guī)律 正確地選擇水泵的起動方式 三 管路性能曲線 管路性能曲線是表示在一定的管路阻力下 流過該管路的流量與所需揚程之間的關系曲線 當管路阻力改變時 流量和揚程之間的關系將隨之改變 所以說管路性能曲線直接影響水泵的工作性能 同一臺水泵所連接的管路阻力不同 則水泵所產(chǎn)生的流量和揚程也不同 管路損失揚程 局部阻力造成 管路阻力造成 濾水器 底閥 閘閥 彎頭管路 Hz Hp KRQ2 四 離心式工況分析及調(diào)節(jié) 把水泵的性能曲線和管路的性能曲線 用同樣的比例繪制在一個曲線網(wǎng)上 則水泵的流量 揚程曲線和管路的性能曲線的交點M即為離心式水泵的工況點 簡稱工況 由工況點便可給出該水泵在該管路中工作時的工作性能參數(shù) 流量QM功率NM揚程HM效率 M 流量 功率曲線Q N 流量 效率曲線Q 流量 揚程曲線Q H 流量 管路性能曲線R 交叉點M為工況點流量QM功率NM揚程HM效率 M為水泵在該管路中工作時的工作性能參數(shù) 水泵在斜線工況點附近區(qū)域工作時 最經(jīng)濟合理 所以要合理選擇工況點 水泵最高效率點 1 節(jié)流 閥門開度 調(diào)節(jié) 改變管路特性曲線R 2 水泵特性曲線調(diào)節(jié) 實際操作就是更換水泵 水泵在工況點附近斜線區(qū)域工作時 最經(jīng)濟合理 所以要合理選擇工況點 主要調(diào)節(jié)方法有 五 工況調(diào)節(jié) 改變管路特性曲線 改變管路流動阻力 如閥門開度 管路特性曲線將發(fā)生相應的變化 關小閥門 管路阻力增加 管路特性曲線由1移至1 工作點由a上移至a 流量由Q減少為Q 該調(diào)節(jié)方法的主要優(yōu)點是操作簡單 但管路上阻力損失大且可能使泵的工作點位于低效率區(qū) 因此多在調(diào)節(jié)幅度不大但需經(jīng)常調(diào)節(jié)的場合下使用 實際使用較多 通過調(diào)節(jié)管路閥門開度使排水系統(tǒng)在工況點附近運行 改變泵的H Q特性曲線 如葉輪轉速由n調(diào)節(jié)到n 或n 泵的H Q曲線會有相應的改變 轉速增加或減少 H Q特性曲線上移或下移 工作點相應移動到a 或a 流量與壓頭發(fā)生相應改變而并不額外增加管路阻力損失 離心泵仍在高效區(qū)工作 該調(diào)節(jié)方法能量利用率更高 隨著電機變頻調(diào)速技術的推廣 在大功率流體輸送系統(tǒng)中應用越來越多 設計和理論上使用 實際上更換水泵可能性小 潛水泵是礦井排水的重要設備 使用時整個機組潛入水中工作 例 QW系列潛水排污泵100QW85 28 15QW 潛水排污泵100 排出口名義直徑100mm85 流量85m3 h28 揚程28m15 電機功率15KW 潛水泵 潛水泵工作原理 就使用介質來說 潛水泵大體上可以分為清水潛水泵 污水潛水泵 耐腐蝕潛水泵三類 潛水泵工作時嚴禁空轉 吸水口必須進入液體中 開泵后 葉輪高速旋轉 其中的液體隨著葉片一起旋轉 在離心力的作用下 飛離葉輪向外射出 射出的液體在泵殼擴散室內(nèi)速度逐漸變慢 壓力逐漸增加 然后從泵出口 排出管流出 此時 在葉片中心處由于液體被甩向周圍而形成既沒有空氣又沒有液體的真空低壓區(qū) 液池中的液體在池面大氣壓的作用下 經(jīng)吸入管流入泵內(nèi) 液體就是這樣連續(xù)不斷地從液池中被抽吸上來又連續(xù)不斷地從排出管流出 潛水泵的構造 潛水泵的主要部件及作用如下 信號線1 連接水泵與信號開關 電機定子8 采用B級或F級絕緣 漏水探頭11 該元件裝在油室內(nèi) 當機械密封損壞后 水進入油室 探頭可發(fā)出信號由控制系統(tǒng)對泵實施保護 機械密封13 采用雙道串聯(lián)密封 材料多采用硬質耐腐碳化鎢材質 具有密封可靠 耐磨 壽命長等特點 潛水泵的構造 葉輪17 葉輪采用單流道或雙流道結構 具有很強的通過能力 能夠通過大的物料及纖維垃圾 減少堵塞 纏繞的故障 泵體15 與葉輪配用 使得泵具有高的效率 密封環(huán)18 裝在泵體口環(huán)處 當葉輪因運轉而使口環(huán)處磨損 可更換密封環(huán) 以保證泵以最佳效率運行 潛水泵的構造 一般用于煤礦淹井 局部淹井或涌水過大時應急使用 煤礦用泥漿泵 1 輸送原理 NB15 15 1 2 LG 型煤礦用泥漿泵是一種內(nèi)嚙合密閉式容積泵 其工作部分由雙頭螺旋孔的定子和在定子內(nèi)與其嚙合的偏心螺旋轉子組成 驅動裝置通過傳動軸及萬向接頭帶動轉子旋轉并作行星回轉 以定子孔腔與轉子螺旋嚙合后形成的密閉腔的移動來輸送介質 當密閉腔內(nèi)的工作液體從吸入口向排出口正向輸送時 由于出口截流 排出口輸液增壓 泥漿泵工作原理 2 主要結構組成 1 單桿螺桿泵 2 傳動箱 3 聯(lián)軸器 4 減速器 5 聯(lián)軸器 6 防爆電機 7 底座 泥漿泵的構造 型號 FQW30 50F 動力源為風動Q 工作方式為潛水W 輸送介質代號為污水30 額定流量50 額定揚程適用于甲烷煤塵爆炸危險的煤礦井下掘進工作面 巷道 井低水窩及積水坑井等處排水作業(yè) 用于輸送清水或含有固體顆粒雜質的污水 工作壓力不小于0 7MPa 本型號風泵 礦用風泵 礦山排水設備選型設計 一 設計的原始資料和任務 1 設計的原始資料 1 井型 礦山年產(chǎn)量 服務年限 井口地面標高 2 開拓方式 可采水平數(shù) 各水平服務年限及標高 3 同時開采水平數(shù) 各水平的正常和最大涌水量及發(fā)生的期限 4 礦井水的性質 重度 水溫 化學性質 PH值 結垢性 5 水文地質情況及井下排出水的去向 6 井筒及井底車場布置圖 2 設計任務 1 確定合理的排水系統(tǒng) 2 選擇排水設備 水泵 電動機 管路 水倉 泵房布置等 3 經(jīng)濟指標概算 4 繪制水泵房 管子道和管子間的布置圖 1 水泵選擇的注意事項 主泵房的排水設備 必須有工作 備用和檢修水泵 其中任一臺工作水泵的排水能力 應能在20h內(nèi)排出24h的正常涌水量 兩臺水泵同時工作的總能力 應能在20h內(nèi)排出礦井24h的最大涌水量 檢修水泵的能力應不小于工作水泵能力的25 1 確定合理的排水系統(tǒng)2 初選水泵 二 選型設計的步驟和方法 2 水泵必需排水能力計算正常涌水期 QB 1 2qx最大涌水期 QB 1 2qmaxqx 礦井正常涌水量 qmax 礦井最大涌水量 系數(shù)1 2是根據(jù) 煤礦安全規(guī)程 規(guī)定的排水能力 3 估算水泵所需的揚程Hq 排水高度 取水倉底板至排水管出口中心的高度 K 揚程損失系數(shù) 對于豎井K 1 08 1 1 對于斜井K 1 1 1 25 傾角大時取小值 傾角小時取大值 二 選型設計的步驟和方法 4 初選水泵型號 根據(jù)計算的排水能力QB 揚程HB和水質情況選擇 在滿足揚程的前提下 應盡可能選擇高效率 大流量的水泵 節(jié)約能源 減少水泵臺數(shù) 增加排水可靠性 應注意所選水泵的 允許吸上真空高度 或 汽蝕余量 使之能滿足水倉和泵房在配置上的需要 5 確定水泵臺數(shù)工作水泵n1 備用水泵n2 0 7n1 n1 n2 1 2qmax Q Q為一臺水泵的流量 檢修水泵n3 0 25n1 n n1 n2 n3 二 選型設計的步驟和方法 3 管路系統(tǒng) 1 管路趟數(shù)選擇一般排水量較大 大于300 的礦井 主要排水設備必須有工作和備用的水管 其中工作水管的能力 應能配合工作水泵在20h內(nèi)排出礦井24h的正常涌水量 工作和備用水管的總能力 應能配合工作和備用水泵在20h內(nèi) 排出礦井24h的最大涌水量 涌水量小于300且服務年限較短的小礦井 排水管路立井應設兩條 斜井可設一條 露天礦排水管路的總條數(shù) 一般不得少于兩條 其中一條檢修時 其余管路應能滿足正常排水的需要 2 管路布置方式 三泵兩管 四泵三管 五泵三管 二 選型設計的步驟和方法 3 排水管內(nèi)徑 Q 流量Vp 經(jīng)濟流速 取1 5 2 2之間 管徑小 流速大 阻力損失大 電耗大 投資少 管徑大 流速小 阻力損失小 電耗小 投資多 管材貴時取大值 反之取小值 電價高時取小值 反之取大值 二 選型設計的步驟和方法 4 排水管厚度 標準管內(nèi)徑 cm 許用應力 取管材抗拉強度的40 即 管內(nèi)液體壓強 作為估算取 附加厚度 鑄鐵管取 二 選型設計的步驟和方法 4 總揚程計算 1 揚程損失計算 式中 h 總揚程損失 hy 沿程阻力損失 hfu 局部阻力損失 V 水流速度 g 重力加速度 L 管長 d 管內(nèi)徑 沿程阻力系數(shù) 局部阻力系數(shù) 二 選型設計的步驟和方法 2 總揚程計算 式中 Hz 水泵所需總揚程 Hp 水倉底至排出口中心的高度 K 排水管內(nèi)壁淤積而使阻力增加的系數(shù) 較渾濁的水取K 1 7 清水取K 1 二 選型設計的步驟和方法 Hz Hp KRQ2 5 確定工況 根據(jù)第一個公式 帶入不同的流量Q 得到一組總揚程Hz的值 將此管路特性曲線繪制在初選水泵的特性曲線上 確定工況點 二 選型設計的步驟和方法 6 水泵吸上高度的驗算 Hx 水泵在具體安裝地點的吸上高度 Hs 最大允許吸上高度NPSH 必需的氣蝕余量Hd 是泵安裝地點的大氣壓頭Hq 飽和蒸汽壓頭10 3 標準大氣壓頭0 24 水溫在20 時飽和蒸汽壓頭 或 二 選型設計的步驟和方法 離心式水泵的運行 檢修和性能測定 一 啟動前的準備工作1 全面檢查2 向泵內(nèi)灌注引水注意 水泵絕對不能在泵腔內(nèi)未灌滿水就啟動 灌水方法 由漏斗處人工灌水由旁通管引水用射流泵引水用真空泵引水 二 啟動灌水 關閉排水閘閥 啟動電機 打開排水閘閥三 停泵關閉排水閘閥 關閉真空表旋塞 停止電機 關閉壓力表旋塞 檢查及整理清潔注意 停止時絕對禁止沒有關閉出水閘閥就切斷電源 離心式水泵的運行 檢修和性能測定 離心式水泵的性能測定 煤礦安全規(guī)程 規(guī)定 每年雨季前 必須對排水設備進行聯(lián)合試運轉 試運轉結束應出具試運轉報告 一 測定原理逐漸改變閘閥開度 以改變管路阻力 使管路特性曲線逐漸改變 工況點也隨著改變 工況點移動的軌跡即泵的楊程曲線功率 效率曲線可由各測定的工況點參數(shù)計算得到二 水泵性能測定1 測定步驟第一步 測定泵的流量Q 流量計測定或堰流測定第二步 計算泵的揚程H 式中 PB 壓力表讀數(shù)PZ 真空表讀數(shù) z 兩表盤中心高差dx dp 泵入口 出口內(nèi)徑第三步 根據(jù)轉速表 測功表 記錄相應的轉速n和軸功率P 離心式水泵的性能測定 第四步 計算效率 第五步 調(diào)整閘閥開度 重新測定一系列工況數(shù)據(jù)Q H P n 繪制性能曲線 第七步 繪制額定轉數(shù)ne時的性能曲線根據(jù)比例定律進行換算 得一系列He1 Qe1 Pe1 e1 He2 Qe2 Pe2 e2等 離心式水泵的性能測定 2 測定裝置和儀表金屬壓力表 真空表 文德里流量計或噴嘴或水堰或渦輪流量計或電磁流量計 測功器 轉速儀等 3 測定注意事項1 同時記錄各項參數(shù) 以避開由于各種因素造成的指數(shù)波動 2 工況點要有足夠的數(shù)量 以繪出全部曲線 3 每改變一次工況 大約停留2 3分鐘 待水流穩(wěn)定后再測定 4 隨時記錄 即時整理 發(fā)現(xiàn)問題應立即補測 5 使用新泵時 再安裝后必須做性能測定并繪制成曲線 以備使用中對照檢查 離心式水泵的性能測定 離心式水泵的常見故障分析與處理 1 起動后不能供液離心泵不能供液的情況可分兩類 一類情況是起動后一段時間 排出壓力表的指針仍基本不動 泵殼或排出管上的試水考克放不出水 這說明液體根本沒有進入泵內(nèi) 有正吸高的離心泵 通常配各種自吸裝置 在起動期間在泵吸入口形成真空而 引水 如果這些裝置不能產(chǎn)生足夠的真空度 則引水失敗 無法供液 屬于這方面的原因可能是 1 引水 裝置失靈 例如初次使用的自吸離心泵未向泵內(nèi)灌水等 2 吸入管或軸封漏氣 3 吸入管露出液面 如果發(fā)現(xiàn)泵排出壓力表讀數(shù)雖不升高 但吸入壓力表指示較大的真空度 則可能是吸入真空度已大于 允許吸上真空度 液體在泵的吸口汽化 以致泵無法吸入液體 原因有 1 吸高過大 從真空容器吸入的泵則可能是流注高度太小或吸入液面真空度過大 2 吸入管流阻過大 例如濾器堵塞 3 吸入管不通 例如吸入閥未開 底間銹死或吸入管堵塞等 4 吸入液體溫度過高 以致 允許吸上真空度 過小 另一類情況是液體已進入泵內(nèi) 排出壓力表讀數(shù)已上升 但產(chǎn)生的封閉排出壓力卻小于正常值 原因可能在泵的方面 如葉輪松脫 淤塞或嚴重損壞 轉速太低或轉向弄反 若封閉排出壓力正常 也可能是下列情況使泵無法排液 離心式水泵的常見故障分析與處理 如管路靜壓太大 并聯(lián)使用時另一臺泵揚程過高 排出閥未開 例如閘板閥與閥桿脫落 有流注吸高的泵引水時可先開泵殼上的放氣旋塞 然后開吸入閥向泵內(nèi)灌水 如起動后封閉排壓不足 有可能是灌入的舷外水含氣泡過多 以致起動后氣體分離而聚于葉根不易沖走 2 流量不足離心泵流量不足根據(jù)工況特性來分析 若不是泵的揚程特性曲線降低 就是管路的特性曲線變陡或上移 以致工況點向小流量方向移動 屬于管路方面的原因是 管路靜壓 排出高度或排出液面壓力 升高或排出管阻力變大 屬于泵的原因是 轉速不夠 阻漏環(huán)磨損 內(nèi)部漏泄增加 葉輪破損或有淤塞 吸入管或軸封漏氣 吸入管浸入液體中太淺以致吸入了氣體 泵工作中發(fā)生了汽蝕現(xiàn)象等 離心式水泵的常見故障分析與處理 3 電動機過載 1 檢查電源的電壓和頻率是否正常 2 盤車檢查泵的摩擦功率是否太大 3 檢查被輸送液體的粘度 密度是否超過設計要求 4 雙吸葉輪如果裝反 則后彎葉片變成了前彎葉片 也會使泵過載 5 必要時可脫開泵和電動機的連接 讓電動機單獨運轉 4 運轉時振動過大和產(chǎn)生異常聲響造成離心泵異常振動和噪聲的原因可分為兩個方面 機械方面 l 轉動部件不平衡 2 動 靜部件擦碰 3 泵基座不好 4 聯(lián)軸節(jié)對中不良或管路安裝不妥導致泵軸失中 5 原動機本身振動 可脫開聯(lián)軸節(jié)進行運轉檢查 離心式水泵的常見故障分析與處理 液體方面的原因 汽蝕現(xiàn)象 這種現(xiàn)象引起的振動和噪聲通常是在流量較大時產(chǎn)生 可查看吸入真空度是否過大以幫助判斷 通?？捎脺p小流量 如關小排出閥或降低轉速 降低液溫或增大流體高度等辦法來消除 離心式水泵的常見故障分析與處理 離心式水泵的完好標準 一 運轉正常 效能良好 1 壓力 流量平穩(wěn) 出力能滿足正常生產(chǎn)需要 或達到銘牌能力的90 以上 2 潤滑 冷卻系統(tǒng)暢通 油環(huán) 軸承箱 液面管等齊全好用 潤滑油 脂 選用符合規(guī)定 軸承溫度符合規(guī)定 3 運轉平穩(wěn)無雜音 和振動符合標準規(guī)定 4 軸承無明顯泄露 5 填料密封泄露 輕質油不超過20滴 min 重質油不超過10滴 min 6 機械密封泄露 輕質油不超過10滴 min 重質油不超過5滴 min 離心式水泵的完好標準 二 內(nèi)部機件無損 質量符合要求 主要機件材質的選用 轉子徑向 軸向跳動量和各部安裝配合 磨損極限 均應符合規(guī)程規(guī)定 三 主體整潔 零附件齊全好用 1 壓力表應定期校檢 齊全準確 控制及自起動聯(lián)鎖系統(tǒng)靈敏可靠 安全護罩 對輪螺絲 鎖片等齊全好用 2 主體完整 穩(wěn)釘 擋水盤等齊全好用 3 基礎 泵座堅固完整 地腳螺栓及各部連接螺栓應滿扣 齊整 緊固 4 進出口閥及潤滑 冷卻的管線 安裝合理 橫平豎直 不堵不漏 逆止閥靈活好用 5 泵體整潔 保濕 油漆完整美觀 離心式水泵的完好標準 6 附機達到完好 四 技術資料齊全準確 應具有 1 設備檔案 并符合總公司設備管理制度要求 2 定期狀態(tài)監(jiān)測記錄 主要設備 3 設備結構圖及易損配件圖