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(wù)和要求1 任務(wù)將礦井涌水及時(shí)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(shè)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(guò)程 通過(guò)水泵和管路把水從涌水點(diǎn)排到盤區(qū)水倉(cāng) 再通過(guò)盤區(qū)水倉(cāng)的固定排水設(shè)備把水排到主水倉(cāng) 最后由主水倉(cāng)排水設(shè)備把水排到地面 1 礦水來(lái)源涌入礦井的水統(tǒng)稱為礦水 礦水主要來(lái)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(duì)涌水量 單位時(shí)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(shí)期涌水高峰時(shí)的涌水量正常涌水量 其它時(shí)期大致相同的涌水量相對(duì)涌水量 同時(shí)期內(nèi)相對(duì)于單位煤炭產(chǎn)量的涌水量 3 礦水性質(zhì)1 溫度隨井深增高 2 密度比清水大 1015 1025kg m33 化學(xué)性質(zhì)礦水略帶酸性 當(dāng)PH 5時(shí) 應(yīng)采取措施 一是在排水前用石灰等堿性物質(zhì)將水進(jìn)行中和 一是采用耐酸泵排水 對(duì)管路進(jìn)行耐酸防護(hù)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(shí)開采的排水系統(tǒng) 獨(dú)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(cāng)中 并用排水設(shè)備直接排至地面 排水管可沿井筒敷設(shè)或敷設(shè)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(cāng) c 只開中間泵房 不開水倉(cāng) 優(yōu)點(diǎn)是上 下設(shè)備互不影響 可靠性高 但開拓工程量大 不開拓中間水倉(cāng) 但因要求上 下任意兩臺(tái)水泵都能串聯(lián)工作 而使管路布置十分復(fù)雜 并且下部的排水設(shè)備可能受到全井深的水頭壓力 優(yōu)先采用 二 多水平同時(shí)開采的排水系統(tǒng) 1 獨(dú)立排水系統(tǒng) 當(dāng)各水平涌水量都較大時(shí) 在各水平分別設(shè)置水倉(cāng) 泵房和排水設(shè)備 以便將各自水平的水直接排至地面 優(yōu)點(diǎn)是上 下水平互不干擾 缺點(diǎn)是設(shè)備多 管路多 投資大 二 多水平同時(shí)開采的排水系統(tǒng) 2 集中排水系統(tǒng) 當(dāng)上水平的涌水量較小 沒有必要單獨(dú)設(shè)置排水設(shè)備時(shí) 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(diǎn)是只需一套排水設(shè)備 缺點(diǎn)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(shí)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(shè)備排至上水平的水倉(cāng)中 然后集中排至地面 缺點(diǎn)一旦上水平的排水設(shè)備發(fā)生故障 兩水平都有被淹沒的危險(xiǎn) 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(dòng)式和自流式 1 固定式排水方式 水泵位置長(zhǎng)期固定的排水方式 固定式排水方式的排水設(shè)備根據(jù)其服務(wù)范圍又分為主排水設(shè)備 區(qū)域排水設(shè)備和輔助排水設(shè)備 排水設(shè)備一般使用離心泵排水 固定式排水設(shè)備的要求1 主水泵房設(shè)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(yīng)在20h內(nèi)排出24h的正常用水量 備用水泵的能力應(yīng)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(yīng)在20h內(nèi)排出24h的最大用水量 檢修水泵的能力應(yīng)不小于工作水泵的25 3 排水管路應(yīng)當(dāng)有工作和備用水管 工作排水管路的能力 應(yīng)當(dāng)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(yīng)當(dāng)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(yīng)能擔(dān)負(fù)全部負(fù)荷的供電 5 工作的水泵機(jī)組必須工作可靠 6 主排水房應(yīng)有預(yù)防涌水突然增加致使設(shè)備被淹的措施 7 水泵工況應(yīng)在高效工作區(qū) 測(cè)試報(bào)告上應(yīng)予以體現(xiàn) 否則應(yīng)進(jìn)行更換 8 礦井防治水規(guī)定 第66條規(guī)定 水文地質(zhì)類型復(fù)雜的礦井應(yīng)在井底車場(chǎng)周圍設(shè)置防水閘門 或者在正常排水系統(tǒng)基礎(chǔ)上另外安設(shè)具有獨(dú)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(qiáng)排水系統(tǒng) 在水倉(cāng)被淹沒后 水泵任然能夠正常工作 9 配電設(shè)備的能力應(yīng)當(dāng)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(shí)運(yùn)轉(zhuǎn) 2 移動(dòng)式排水方式水泵隨工作面的移動(dòng)或水位的變化而移動(dòng)的排水方式 為礦井的局部服務(wù) 如掘進(jìn)工作面 局部淹井等 一般使用潛水泵 風(fēng)泵進(jìn)行排水 移動(dòng)式排水設(shè)備的要求a 水泵應(yīng)適應(yīng)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(yīng)較小 以適應(yīng)在橫斷面較小的巷道中工作 c 應(yīng)能移動(dòng)方便 迅速 3 自流式排水方式涌水點(diǎn)標(biāo)高高于主排水口位置時(shí)采取的排水方式 如巷道上山時(shí)利用水溝排水 排水設(shè)施 礦井排水設(shè)施主要包括 排水設(shè)備 水泵 供電設(shè)備 管路及其附件等 水倉(cāng) 水泵房 管子道等 水倉(cāng) 水倉(cāng)分主水泵房水倉(cāng) 盤區(qū)水倉(cāng)和臨時(shí)水倉(cāng) 作用 一是儲(chǔ)存集中礦水 二是沉淀礦水 主水倉(cāng)要求至少有一個(gè)主一個(gè)副水倉(cāng) 以便清理時(shí)輪換使用 正常涌水量在1000m3 h以下時(shí) 主水倉(cāng)容量應(yīng)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(cāng)容量按下式計(jì)算 V 2 Q 3000 式中 V 主要水倉(cāng)有效容量 Q 礦井每小時(shí)正常涌水量 盤區(qū)水倉(cāng)有效容量應(yīng)當(dāng)能容納4h的盤區(qū)正常涌水量 臨時(shí)水倉(cāng)作用是沉淀和儲(chǔ)存集中臨時(shí)出水點(diǎn)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(shè)在同水平標(biāo)高較低的位置 主泵房一般都設(shè)置在副井井底車場(chǎng)的附近 原因如下 1 運(yùn)輸巷道的坡度都向井底車場(chǎng)傾斜 便于流向水倉(cāng)2 運(yùn)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(shè)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(tái)階和運(yùn)輸軌道 礦井排水設(shè)備的組成及要求1 組成水泵 電機(jī)及電控設(shè)備 管路及附件 監(jiān)測(cè)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(fēng)泵等 離心式水泵的結(jié)構(gòu) 以D型泵為例 D型泵的構(gòu)造 型泵是單吸 多級(jí)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(yáng)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(jié)構(gòu)形式基本相同 只是尺寸大小不同 1 D型泵的構(gòu)造 1 葉輪 將電動(dòng)機(jī)輸入的機(jī)械能傳遞給水 使水的壓力能和動(dòng)能得到提高 鑄成一個(gè)整體 轉(zhuǎn)動(dòng)部分 1 D型泵的構(gòu)造 轉(zhuǎn)動(dòng)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(zhuǎn)數(shù)6 8片中比轉(zhuǎn)數(shù)6片高比轉(zhuǎn)數(shù)5 6片 1 D型泵的構(gòu)造 轉(zhuǎn)動(dòng)部分 2 泵軸 材料 傳遞扭矩和支承套裝在它上面的其它轉(zhuǎn)動(dòng)部件 45號(hào)鋼鍛造加工 作用 軸套 防止泵軸銹蝕 1 D型泵的構(gòu)造 轉(zhuǎn)動(dòng)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(dòng)量發(fā)生變化 3 由于大小口環(huán)磨損嚴(yán)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(gòu)造 轉(zhuǎn)動(dòng)部分 3 平衡盤 危害 由于軸向推力的存在會(huì)使高速旋轉(zhuǎn)的葉輪與泵殼接觸 造成破壞性的磨損 過(guò)量的軸向竄動(dòng) 會(huì)使軸承發(fā)熱 增大電動(dòng)機(jī)的負(fù)荷 會(huì)使互相對(duì)正的葉輪出水口與導(dǎo)水圈的導(dǎo)葉進(jìn)口發(fā)生偏移 產(chǎn)生沖擊和渦流 降低水泵的效率 嚴(yán)重時(shí)會(huì)使水泵無(wú)法工作 固定部分 進(jìn)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(gòu)造 固定部分 1 D型泵的構(gòu)造 中間段 固定部分 1 D型泵的構(gòu)造 出水段 軸承部分 1 D型泵的構(gòu)造 單列向心滾柱軸承 為了防止水進(jìn)入軸承 泵軸兩側(cè)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(gòu)造 水泵各段之間的靜止結(jié)合面采用紙墊密封 轉(zhuǎn)動(dòng)部分與固定部分之間的間隙是靠密封環(huán)及填料來(lái)密封的 1 密封環(huán) 2 填料裝置 2 水泵的型號(hào)意義 部分離心泵型號(hào)中某些漢語(yǔ)拼音字母通常所代表的意義 1 D型水泵的流量和揚(yáng)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(guó)設(shè)計(jì)制造的多級(jí)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(jī)械效率 同時(shí) 此軸承還可以滿足運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)泵軸的軸向竄動(dòng) 4 通向吸水側(cè)填料箱的水封管在進(jìn)水段內(nèi)部 不裸露在外邊 3 D型水泵的特點(diǎn)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(dòng)機(jī) 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(jī)械能轉(zhuǎn)變成液體的動(dòng)能和壓力能 底閥 裝于吸水管底部 由單向閥和過(guò)濾器組成 單向閥防止吸水管水倒流漏出 過(guò)濾器防止雜質(zhì)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(cè)定吸水管入口壓力 壓力表 測(cè)定排水管出口壓力 漏斗 水泵啟動(dòng)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(yáng)程和起動(dòng)時(shí)關(guān)閉以降低起動(dòng)電流 放水閥 檢修時(shí)放掉排水管中的水 旁通管 在水泵二次起動(dòng)時(shí)將排水管中的水引入泵內(nèi) 其次可以防止停止運(yùn)轉(zhuǎn)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(dòng)前 先用水注滿泵腔和吸水管 電機(jī)啟動(dòng)后 通過(guò)軸帶動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn) 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(guò)排水管排至地面 離心式水泵工作原理 注意 離心泵絕對(duì)不能在泵腔內(nèi)未灌滿水就啟動(dòng) 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(dòng)前引水 1 真空泵啟動(dòng)原理水泵啟動(dòng)前 開動(dòng)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(lái)越稀薄 形成負(fù)壓 吸水池的水在大氣壓作用下進(jìn)入吸水管和泵體內(nèi) 直至灌滿泵體 此時(shí)關(guān)閉真空泵 開動(dòng)水泵即可正常工作 2 射流泵啟動(dòng)原理射流泵由吸水管 噴嘴 混合室組成 當(dāng)排水管引來(lái)的高壓水由噴嘴高速射出時(shí) 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(fù)壓 吸水池的水在大氣壓作用下進(jìn)入吸水管和泵體內(nèi) 直至灌滿泵體 此時(shí)關(guān)閉射流泵 開動(dòng)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(shí)間內(nèi)所排出水的體積 稱為水泵的流量 用符號(hào)Q表示 單位m3 s m3 h 2 揚(yáng)程單位重量的水通過(guò)水泵后所獲得的能量 稱為水泵的揚(yáng)程 用符號(hào)H表示 單位為m 1 吸水揚(yáng)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(yáng)程 用符號(hào)HX表示 單位為m 2 排水揚(yáng)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(yáng)程 3 實(shí)際揚(yáng)程 測(cè)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(shí)際揚(yáng)程 4 總揚(yáng)程總揚(yáng)程H為實(shí)際揚(yáng)程 損失揚(yáng)程和在水在管路中以速度v流動(dòng)時(shí)所需的 速度水頭 揚(yáng)程之和 稱為水泵的總揚(yáng)程 2 揚(yáng)程 電動(dòng)機(jī)傳給水泵軸的功率 即水泵的軸功率 輸入功率 水泵實(shí)際傳遞給水的功率 即水泵的有效功率 輸出功率 用符號(hào) 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(shí)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(hào) 表示 5 轉(zhuǎn)速水泵軸每分鐘的轉(zhuǎn)速 叫做水泵的轉(zhuǎn)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(hào)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(yùn)轉(zhuǎn)中 若其過(guò)流部分的局部區(qū)域 通常是葉輪葉片進(jìn)口稍后的某處 因?yàn)槟撤N原因 抽送液體的絕對(duì)壓力降低到當(dāng)時(shí)溫度下的液體汽化壓力時(shí) 液體便在該處開始汽化 產(chǎn)生大量蒸汽 形成氣泡 當(dāng)含有大量氣泡的液體向前經(jīng)葉輪內(nèi)的高壓區(qū)時(shí) 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(jié)破裂的同時(shí) 液體質(zhì)點(diǎn)以很高的速度填充空穴 在此瞬間產(chǎn)生很強(qiáng)烈的水擊作用 并以很高的沖擊頻率打擊金屬表面 沖擊應(yīng)力可達(dá)幾百至幾千個(gè)大氣壓 沖擊頻率可達(dá)每秒幾萬(wàn)次 嚴(yán)重時(shí)會(huì)將壁厚擊穿 在水泵中產(chǎn)生氣泡和氣泡破裂使過(guò)流部件遭受到破壞的過(guò)程就是水泵中的汽蝕過(guò)程 水泵產(chǎn)生汽蝕后除了對(duì)過(guò)流部件會(huì)產(chǎn)生破壞作用以外 還會(huì)產(chǎn)生噪聲和振動(dòng) 并導(dǎo)致泵的性能下降 嚴(yán)重時(shí)會(huì)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(yáng)程曲線 橫軸為流量Q軸 縱軸分別為揚(yáng)程H 效率 功率N時(shí)的三個(gè)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(shí)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(yùn)轉(zhuǎn)工況點(diǎn) 即水泵的流量 揚(yáng)程曲線與后述的管路性能曲線的交點(diǎn) 根據(jù)運(yùn)轉(zhuǎn)工況點(diǎn) 可以檢查水泵的流量 揚(yáng)程 功率和效率的大小 判斷水泵的經(jīng)濟(jì)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(dòng)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(guò)該管路的流量與所需揚(yáng)程之間的關(guān)系曲線 當(dāng)管路阻力改變時(shí) 流量和揚(yáng)程之間的關(guān)系將隨之改變 所以說(shuō)管路性能曲線直接影響水泵的工作性能 同一臺(tái)水泵所連接的管路阻力不同 則水泵所產(chǎn)生的流量和揚(yáng)程也不同 管路損失揚(yáng)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(gè)曲線網(wǎng)上 則水泵的流量 揚(yáng)程曲線和管路的性能曲線的交點(diǎn)M即為離心式水泵的工況點(diǎn) 簡(jiǎn)稱工況 由工況點(diǎn)便可給出該水泵在該管路中工作時(shí)的工作性能參數(shù) 流量QM功率NM揚(yáng)程HM效率 M 流量 功率曲線Q N 流量 效率曲線Q 流量 揚(yáng)程曲線Q H 流量 管路性能曲線R 交叉點(diǎn)M為工況點(diǎn)流量QM功率NM揚(yáng)程HM效率 M為水泵在該管路中工作時(shí)的工作性能參數(shù) 水泵在斜線工況點(diǎn)附近區(qū)域工作時(shí) 最經(jīng)濟(jì)合理 所以要合理選擇工況點(diǎn) 水泵最高效率點(diǎn) 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(shí)際操作就是更換水泵 水泵在工況點(diǎn)附近斜線區(qū)域工作時(shí) 最經(jīng)濟(jì)合理 所以要合理選擇工況點(diǎn) 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(dòng)阻力 如閥門開度 管路特性曲線將發(fā)生相應(yīng)的變化 關(guān)小閥門 管路阻力增加 管路特性曲線由1移至1 工作點(diǎn)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(diǎn)是操作簡(jiǎn)單 但管路上阻力損失大且可能使泵的工作點(diǎn)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(chǎng)合下使用 實(shí)際使用較多 通過(guò)調(diào)節(jié)管路閥門開度使排水系統(tǒng)在工況點(diǎn)附近運(yùn)行 改變泵的H Q特性曲線 如葉輪轉(zhuǎn)速由n調(diào)節(jié)到n 或n 泵的H Q曲線會(huì)有相應(yīng)的改變 轉(zhuǎn)速增加或減少 H Q特性曲線上移或下移 工作點(diǎn)相應(yīng)移動(dòng)到a 或a 流量與壓頭發(fā)生相應(yīng)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(jī)變頻調(diào)速技術(shù)的推廣 在大功率流體輸送系統(tǒng)中應(yīng)用越來(lái)越多 設(shè)計(jì)和理論上使用 實(shí)際上更換水泵可能性小 潛水泵是礦井排水的重要設(shè)備 使用時(shí)整個(gè)機(jī)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(yáng)程28m15 電機(jī)功率15KW 潛水泵 潛水泵工作原理 就使用介質(zhì)來(lái)說(shuō) 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(shí)嚴(yán)禁空轉(zhuǎn) 吸水口必須進(jìn)入液體中 開泵后 葉輪高速旋轉(zhuǎn) 其中的液體隨著葉片一起旋轉(zhuǎn) 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(kuò)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(shí) 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(lái)又連續(xù)不斷地從排出管流出 潛水泵的構(gòu)造 潛水泵的主要部件及作用如下 信號(hào)線1 連接水泵與信號(hào)開關(guān) 電機(jī)定子8 采用B級(jí)或F級(jí)絕緣 漏水探頭11 該元件裝在油室內(nèi) 當(dāng)機(jī)械密封損壞后 水進(jìn)入油室 探頭可發(fā)出信號(hào)由控制系統(tǒng)對(duì)泵實(shí)施保護(hù) 機(jī)械密封13 采用雙道串聯(lián)密封 材料多采用硬質(zhì)耐腐碳化鎢材質(zhì) 具有密封可靠 耐磨 壽命長(zhǎng)等特點(diǎn) 潛水泵的構(gòu)造 葉輪17 葉輪采用單流道或雙流道結(jié)構(gòu) 具有很強(qiáng)的通過(guò)能力 能夠通過(guò)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(dāng)葉輪因運(yùn)轉(zhuǎn)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(yùn)行 潛水泵的構(gòu)造 一般用于煤礦淹井 局部淹井或涌水過(guò)大時(shí)應(yīng)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(zhuǎn)子組成 驅(qū)動(dòng)裝置通過(guò)傳動(dòng)軸及萬(wàn)向接頭帶動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)并作行星回轉(zhuǎn) 以定子孔腔與轉(zhuǎn)子螺旋嚙合后形成的密閉腔的移動(dòng)來(lái)輸送介質(zhì) 當(dāng)密閉腔內(nèi)的工作液體從吸入口向排出口正向輸送時(shí) 由于出口截流 排出口輸液增壓 泥漿泵工作原理 2 主要結(jié)構(gòu)組成 1 單桿螺桿泵 2 傳動(dòng)箱 3 聯(lián)軸器 4 減速器 5 聯(lián)軸器 6 防爆電機(jī) 7 底座 泥漿泵的構(gòu)造 型號(hào) FQW30 50F 動(dòng)力源為風(fēng)動(dòng)Q 工作方式為潛水W 輸送介質(zhì)代號(hào)為污水30 額定流量50 額定揚(yáng)程適用于甲烷煤塵爆炸危險(xiǎn)的煤礦井下掘進(jìn)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(zhì)的污水 工作壓力不小于0 7MPa 本型號(hào)風(fēng)泵 礦用風(fēng)泵 礦山排水設(shè)備選型設(shè)計(jì) 一 設(shè)計(jì)的原始資料和任務(wù) 1 設(shè)計(jì)的原始資料 1 井型 礦山年產(chǎn)量 服務(wù)年限 井口地面標(biāo)高 2 開拓方式 可采水平數(shù) 各水平服務(wù)年限及標(biāo)高 3 同時(shí)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(zhì) 重度 水溫 化學(xué)性質(zhì) PH值 結(jié)垢性 5 水文地質(zhì)情況及井下排出水的去向 6 井筒及井底車場(chǎng)布置圖 2 設(shè)計(jì)任務(wù) 1 確定合理的排水系統(tǒng) 2 選擇排水設(shè)備 水泵 電動(dòng)機(jī) 管路 水倉(cāng) 泵房布置等 3 經(jīng)濟(jì)指標(biāo)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(xiàng) 主泵房的排水設(shè)備 必須有工作 備用和檢修水泵 其中任一臺(tái)工作水泵的排水能力 應(yīng)能在20h內(nèi)排出24h的正常涌水量 兩臺(tái)水泵同時(shí)工作的總能力 應(yīng)能在20h內(nèi)排出礦井24h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 1 確定合理的排水系統(tǒng)2 初選水泵 二 選型設(shè)計(jì)的步驟和方法 2 水泵必需排水能力計(jì)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(yáng)程Hq 排水高度 取水倉(cāng)底板至排水管出口中心的高度 K 揚(yáng)程損失系數(shù) 對(duì)于豎井K 1 08 1 1 對(duì)于斜井K 1 1 1 25 傾角大時(shí)取小值 傾角小時(shí)取大值 二 選型設(shè)計(jì)的步驟和方法 4 初選水泵型號(hào) 根據(jù)計(jì)算的排水能力QB 揚(yáng)程HB和水質(zhì)情況選擇 在滿足揚(yáng)程的前提下 應(yīng)盡可能選擇高效率 大流量的水泵 節(jié)約能源 減少水泵臺(tái)數(shù) 增加排水可靠性 應(yīng)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(cāng)和泵房在配置上的需要 5 確定水泵臺(tái)數(shù)工作水泵n1 備用水泵n2 0 7n1 n1 n2 1 2qmax Q Q為一臺(tái)水泵的流量 檢修水泵n3 0 25n1 n n1 n2 n3 二 選型設(shè)計(jì)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(shè)備必須有工作和備用的水管 其中工作水管的能力 應(yīng)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(yīng)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(wù)年限較短的小礦井 排水管路立井應(yīng)設(shè)兩條 斜井可設(shè)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(shí) 其余管路應(yīng)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(shè)計(jì)的步驟和方法 3 排水管內(nèi)徑 Q 流量Vp 經(jīng)濟(jì)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(shí)取大值 反之取小值 電價(jià)高時(shí)取小值 反之取大值 二 選型設(shè)計(jì)的步驟和方法 4 排水管厚度 標(biāo)準(zhǔn)管內(nèi)徑 cm 許用應(yīng)力 取管材抗拉強(qiáng)度的40 即 管內(nèi)液體壓強(qiáng) 作為估算取 附加厚度 鑄鐵管取 二 選型設(shè)計(jì)的步驟和方法 4 總揚(yáng)程計(jì)算 1 揚(yáng)程損失計(jì)算 式中 h 總揚(yáng)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(zhǎng) d 管內(nèi)徑 沿程阻力系數(shù) 局部阻力系數(shù) 二 選型設(shè)計(jì)的步驟和方法 2 總揚(yáng)程計(jì)算 式中 Hz 水泵所需總揚(yáng)程 Hp 水倉(cāng)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(shè)計(jì)的步驟和方法 Hz Hp KRQ2 5 確定工況 根據(jù)第一個(gè)公式 帶入不同的流量Q 得到一組總揚(yáng)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(diǎn) 二 選型設(shè)計(jì)的步驟和方法 6 水泵吸上高度的驗(yàn)算 Hx 水泵在具體安裝地點(diǎn)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(diǎn)的大氣壓頭Hq 飽和蒸汽壓頭10 3 標(biāo)準(zhǔn)大氣壓頭0 24 水溫在20 時(shí)飽和蒸汽壓頭 或 二 選型設(shè)計(jì)的步驟和方法 離心式水泵的運(yùn)行 檢修和性能測(cè)定 一 啟動(dòng)前的準(zhǔn)備工作1 全面檢查2 向泵內(nèi)灌注引水注意 水泵絕對(duì)不能在泵腔內(nèi)未灌滿水就啟動(dòng) 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(dòng)灌水 關(guān)閉排水閘閥 啟動(dòng)電機(jī) 打開排水閘閥三 停泵關(guān)閉排水閘閥 關(guān)閉真空表旋塞 停止電機(jī) 關(guān)閉壓力表旋塞 檢查及整理清潔注意 停止時(shí)絕對(duì)禁止沒有關(guān)閉出水閘閥就切斷電源 離心式水泵的運(yùn)行 檢修和性能測(cè)定 離心式水泵的性能測(cè)定 煤礦安全規(guī)程 規(guī)定 每年雨季前 必須對(duì)排水設(shè)備進(jìn)行聯(lián)合試運(yùn)轉(zhuǎn) 試運(yùn)轉(zhuǎn)結(jié)束應(yīng)出具試運(yùn)轉(zhuǎn)報(bào)告 一 測(cè)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(diǎn)也隨著改變 工況點(diǎn)移動(dòng)的軌跡即泵的楊程曲線功率 效率曲線可由各測(cè)定的工況點(diǎn)參數(shù)計(jì)算得到二 水泵性能測(cè)定1 測(cè)定步驟第一步 測(cè)定泵的流量Q 流量計(jì)測(cè)定或堰流測(cè)定第二步 計(jì)算泵的揚(yáng)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(zhuǎn)速表 測(cè)功表 記錄相應(yīng)的轉(zhuǎn)速n和軸功率P 離心式水泵的性能測(cè)定 第四步 計(jì)算效率 第五步 調(diào)整閘閥開度 重新測(cè)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(zhuǎn)數(shù)ne時(shí)的性能曲線根據(jù)比例定律進(jìn)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(cè)定 2 測(cè)定裝置和儀表金屬壓力表 真空表 文德里流量計(jì)或噴嘴或水堰或渦輪流量計(jì)或電磁流量計(jì) 測(cè)功器 轉(zhuǎn)速儀等 3 測(cè)定注意事項(xiàng)1 同時(shí)記錄各項(xiàng)參數(shù) 以避開由于各種因素造成的指數(shù)波動(dòng) 2 工況點(diǎn)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(cè)定 4 隨時(shí)記錄 即時(shí)整理 發(fā)現(xiàn)問(wèn)題應(yīng)立即補(bǔ)測(cè) 5 使用新泵時(shí) 再安裝后必須做性能測(cè)定并繪制成曲線 以備使用中對(duì)照檢查 離心式水泵的性能測(cè)定 離心式水泵的常見故障分析與處理 1 起動(dòng)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(dòng)后一段時(shí)間 排出壓力表的指針仍基本不動(dòng) 泵殼或排出管上的試水考克放不出水 這說(shuō)明液體根本沒有進(jìn)入泵內(nèi) 有正吸高的離心泵 通常配各種自吸裝置 在起動(dòng)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(wú)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(wú)法吸入液體 原因有 1 吸高過(guò)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(guò)大 2 吸入管流阻過(guò)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(guò)高 以致 允許吸上真空度 過(guò)小 另一類情況是液體已進(jìn)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(yán)重?fù)p壞 轉(zhuǎn)速太低或轉(zhuǎn)向弄反 若封閉排出壓力正常 也可能是下列情況使泵無(wú)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(shí)另一臺(tái)泵揚(yáng)程過(guò)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(shí)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(dòng)后封閉排壓不足 有可能是灌入的舷外水含氣泡過(guò)多 以致起動(dòng)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(lái)分析 若不是泵的揚(yáng)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(diǎn)向小流量方向移動(dòng) 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(zhuǎn)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(dòng)機(jī)過(guò)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(guò)設(shè)計(jì)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(huì)使泵過(guò)載 5 必要時(shí)可脫開泵和電動(dòng)機(jī)的連接 讓電動(dòng)機(jī)單獨(dú)運(yùn)轉(zhuǎn) 4 運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)振動(dòng)過(guò)大和產(chǎn)生異常聲響造成離心泵異常振動(dòng)和噪聲的原因可分為兩個(gè)方面 機(jī)械方面 l 轉(zhuǎn)動(dòng)部件不平衡 2 動(dòng) 靜部件擦碰 3 泵基座不好 4 聯(lián)軸節(jié)對(duì)中不良或管路安裝不妥導(dǎo)致泵軸失中 5 原動(dòng)機(jī)本身振動(dòng) 可脫開聯(lián)軸節(jié)進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)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(dòng)和噪聲通常是在流量較大時(shí)產(chǎn)生 可查看吸入真空度是否過(guò)大以幫助判斷 通常可用減小流量 如關(guān)小排出閥或降低轉(zhuǎn)速 降低液溫或增大流體高度等辦法來(lái)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(biāo)準(zhǔn) 一 運(yùn)轉(zhuǎn)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(dá)到銘牌能力的90 以上 2 潤(rùn)滑 冷卻系統(tǒng)暢通 油環(huán) 軸承箱 液面管等齊全好用 潤(rùn)滑油 脂 選用符合規(guī)定 軸承溫度符合規(guī)定 3 運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)無(wú)雜音 和振動(dòng)符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定 4 軸承無(wú)明顯泄露 5 填料密封泄露 輕質(zhì)油不超過(guò)20滴 min 重質(zhì)油不超過(guò)10滴 min 6 機(jī)械密封泄露 輕質(zhì)油不超過(guò)10滴 min 重質(zhì)油不超過(guò)5滴 min 離心式水泵的完好標(biāo)準(zhǔn) 二 內(nèi)部機(jī)件無(wú)損 質(zhì)量符合要求 主要機(jī)件材質(zhì)的選用 轉(zhuǎn)子徑向 軸向跳動(dòng)量和各部安裝配合 磨損極限 均應(yīng)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(yīng)定期校檢 齊全準(zhǔn)確 控制及自起動(dòng)聯(lián)鎖系統(tǒng)靈敏可靠 安全護(hù)罩 對(duì)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(chǔ) 泵座堅(jiān)固完整 地腳螺栓及各部連接螺栓應(yīng)滿扣 齊整 緊固 4 進(jìn)出口閥及潤(rùn)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(biāo)準(zhǔn) 6 附機(jī)達(dá)到完好 四 技術(shù)資料齊全準(zhǔn)確 應(yīng)具有 1 設(shè)備檔案 并符合總公司設(shè)備管理制度要求 2 定期狀態(tài)監(jiān)測(cè)記錄 主要設(shè)備 3 設(shè)備結(jié)構(gòu)圖及易損配件圖