1、排水設備的選型與設計1 .原始參數(shù)正常涌水量：100mA3/h,最大涌水量：250mA3/h,排水高度：150m,排水管敷設傾角：8°,年正常涌水天數(shù)：300天，年最大涌水天數(shù)：60天，PH值：7,礦水容重：10000N/mA3,流量為零時的揚程：0,礦井年產量：200萬噸。2 .初選水泵2.1. 水泵最小排水能力的確定正常涌水時，工作水泵的最小排水能力應為：Qb=1.2Q式中：Qr由本水泵房擔負的礦井正常涌水量m3/h最大涌水時，工作水泵的最小排水能力應為：QBm=1.2Qrm3 .其中：Qrm由本水泵房擔負的礦井正常涌水量m/h正常涌水時：Q=1.2X100=120mA3/h最大

2、涌水時250=300mA3/h2.2. 水泵的揚程的計算,Hp也水泵的揚程：Hbp,mg式中：Hp排水高度，mHs吸水高度，初選Hs=5-5.5米ng管道效率，與排水管敷設傾角a角有關，當a=90"g=0.890.9;90>a>30,ng=0.800.83;30>a>200g=0.770.80;a<20g=0.740.77;水泵的揚程H=(150+5)/0.76=204m。2.3. 水泵型號及臺數(shù)的確定根據(jù)Qb及Hb選擇額定值接近所需值的高效水泵，并確定工作臺數(shù)及級數(shù)。QB,取偏大整數(shù)Qhi1HB,取偏大整數(shù)Hk一Qb一、一，1 =0.7,取偏大整數(shù)Qh

3、Qb一一一n3=0.25,取偏大整數(shù)Qhn4=QBm,取偏大整數(shù)QhH式中：Qh所選水泵額定流量，帚八；Hk所選水泵單級額定揚程，m；n1正常涌水時。工作水泵臺數(shù)；i1初選水泵級數(shù)；n2備用水泵臺數(shù)；n3檢修水泵臺數(shù)；口最大涌水時，工作水泵臺數(shù)；水泵總臺數(shù)n=R|+n2+%；根據(jù)正常涌水時排水能力和水泵的揚程，初選水泵，水泵的型號為200D43X6額定容量：288mA3/h,單級額定揚程：43m允許吸程：5.7m,最高效率：0.8正常涌水時水泵工作臺數(shù)：n1=120/288=1水泵級數(shù)：i=204/43=5級備用水泵臺數(shù)：n2=0.7X120/288=1臺最大涌水時工作臺數(shù)：n4=300/28

4、8=2臺檢修臺數(shù)：n3=0.25X120/288=1臺水泵總臺數(shù)：n=n1+n2+n3=1+1+1=3臺3.管路的確定3.1. 管路趟數(shù)及泵房內管路布置的確定煤礦安全規(guī)程規(guī)定，必須有工作和備用的水管，其中工作水管的能力應配合工作水泵在20h內排出礦井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內排出礦井24h的最大涌水量。根據(jù)規(guī)定，如果一臺水泵聯(lián)結一趟管路工作，則管路總趟數(shù)應和最大涌水時工作水泵的臺數(shù)相等，即共有2趟管路，正常涌水時有n1趟工作，其余備用，最大涌水時全部投入工作。3.2. 管徑的計算排水管直徑：dp=-4QH=0.0188色，m3600二Vp-Vp

5、式中：Vp排水管內經(jīng)濟流速，一般取1.52.2m/s，在這里取1.85m/s吸水管直徑：dx=dp+0.025,m根據(jù)dp、dx及管材，按產品規(guī)格表選擇標準管道。當排水高度小于400米時，可選用管壁厚度最薄的一種。排水管直徑=0.235m查表選管壁最薄的螺旋焊縫鋼管，外徑245mm,壁厚0mm,內徑0mm吸水管直徑=0.235+0.025=0.26m選擇螺旋焊縫鋼管外徑273mm,壁厚0mm,內徑0mm。3.3. 管壁厚度驗算當排水高度大于400米時，應對壁厚進行驗算，若傾斜敷設排水管，其壁厚按下式計算：11.8pdp、=c,mm23二-10p苦垂直敷設排水管，其壁厚按下式計算：11.8pdp

6、C=,+c,mm30223-1-2-10pV仃式中：p管內壓力，MPap=0.011HP；dp標準管內徑，mm仃管材許用壓力，MPa一般無縫鋼管取80100MPa焊接管取60Mpac附加厚度，取c=0.5mmo以上計算的壁厚要小于或等于所選出管子的壁厚，否則，應根據(jù)計算的壁厚重新選擇管道吸水管的壁厚一般與排水管相同。若礦井的PH值小于5,管道應采取防酸措施，苦用管內加酸襯處理時，以上計算的管徑應是加防酸襯后的管徑。4.管道特性曲線及工況的確定4.1. 允許吸水高度的計算吸水管內水流速：QhHvx=2，m/s900二dx式中：dx所選標準吸水管內徑，吸水管內流速=288/(900X3.14X0X

7、0)=1m/s。吸水管阻力損失：2lxvxhwx(-x乙r),mdx2g式中：吸水管沿程阻力系數(shù)；lx吸水管長，一般取810mzq吸水管上各局部裝置的局部阻力系數(shù)之和;hwx=1m允許吸水高度：2vxHx=也-hwx，m2g式中：Hs水泵工業(yè)利用區(qū)內最大流量時對應的允許吸上真空度,VxhwxHx=3.45m吸水管內水流速吸水管阻力損失4.2,排水管阻力損失的計算12lp_.VphwpK'php)丁，mdp2g排水管沿程阻力系數(shù);從泵房內最遠一臺水泵算起的排水總長度,lp=ll+l2+l3+l4li泵房內排水管長一般取2030m,或根據(jù)泵房尺寸而定;l2斜管道中排水管長，取40m；l3井

8、筒內管長，m;l4地面上的排水管長，取40m；VP排水管內水的流速VpQh,H一7,m/s900二dp2pdp所選標準排水管內徑,排水管上各局部裝置的局部阻力系數(shù)之和;hwp=1m4.3, 水泵所需總揚程及管道阻力系數(shù)的確定水泵所需總揚程H應為:2VpH=(HpHx)1,7(hwxhwp廣)2gvp、=Hg+1.7(hwx+p+丁)，m2gH=156.9m管道阻力系數(shù)R為:H-HgqhHR=0.000042m4.4, 確定管道特性方程，確定工況管道特性方程為：H=Hg+RQ2,mH驗算水泵級數(shù)：I=,取偏大整數(shù)Hg求得工況點的參數(shù)值：管道特性方程：H=156.9+0.000042QA2驗算水泵

9、級數(shù)：4級工況點參數(shù)值：其工況揚程=153m,流量=0m3/h,效率=0.225.檢驗計算5.1. 檢驗經(jīng)濟性、穩(wěn)定性經(jīng)濟性：m-0.9max式中：“max水泵最高效率工況效率：0.22,水泵最大效率：0.8,0.9X0.8=0.72故不滿足經(jīng)濟性要求穩(wěn)定fIe：HgM(0.90.95)IH0式中：Ho流量為零時的揚程I水泵級數(shù)Hg=153.45,H0=0,0.9IH0=0.9X5X0=0故Hg>0.9IH0,不滿足穩(wěn)定性要求5.2. 檢驗排水時間及排水管中實際流速正常涌水時，若有ni臺水泵同時工作，其晝夜排水時間:24QrniQM<20h式中：Qr正常涌水量Qm工況點流量Tn=0

10、<20h最大涌水時，苦有山臺水泵同時工作，其晝夜排水時間:Tm24Qlm_20hn4QM式中：Qrm最大涌水量Qm工況點流量Tm=0<20h排水管內實際流速：Vp=QM-2=1.52.2m/s900：dpp式中：dp所選標準排水管內徑，mvp=-1m/s在最有利經(jīng)濟范圍內，滿足要求5.3. 檢驗電動機功率若工況點流量超出工業(yè)利用區(qū)最大流量，則應校驗電機功率，必須的功率是:NVkQmHM10003600m式中：k富裕系數(shù)，當Qm<300m3/h時，取1.15,當QM>300m3/h時，取1.1%傳動效率，一般取0.950.98。飛一般取9996N=185kW查看200D43X6性能規(guī)格表，所配電動機功率300kW,故滿足要求6.計算經(jīng)濟指標6.1.全年排水電耗,QMHME二.ccc(nITnZn'n4Tmzm)，(KW'h)/a10003600Mgd0.820.9;式中：nd電機效率，大容量電機取0.90.94，小容量電機取Zn礦井正常涌水天數(shù)Zm礦井最大涌水天數(shù)Tn正常涌水時，其晝夜排水時間Tm最大