水泵设计说明书说明书

1、中北大学成人教育学院毕业设计说明书水泵设计说明书摘要认真分析题目要求，根据矿井安全生产的政策，法规和规程的规定，借鉴以往设计 经验，结合煤炭行业发展现状，确定以严格遵守矿井安全规程和煤矿工业设计规 范所规定的有关条款为依据，以安全可靠为根本，以投入少、运行费用低为原则的设 计指导思想。根据设计任务书所提供资料，拟估矿井条件，确定矿井对排水系统的具体 要求：通过多种渠道掌握给排水行业最新信息，初步选择排水方案并对设备选型进行相 关计算，初选几套方案，然后确定初选方案的设备工况，做出水泵工况曲线，校验水泵 的稳定工作条件、经济运行条件，排除不合理方案。对所剩方案进行经济核算，以吨水 百米费用和初期

2、基建投入为指标筛选出最终方案。根据确定的方案选择系统配套附件， 根据各设备外形尺寸及安装要求，并考虑其运行条件，最终确定泵房及管路的布置图。 最后对水泵的入水室，出水室形状对水泵性能产生的影响进行专题论述。矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。关 键词：矿井涌水，工况点，设备布置，入水室，出水室中北大学成人教育学院毕业设计说明书1.2.1 矿水来源11.2.2 涌水量1摘 要第1章绪 论1.1 对排水系统的要求1.2 矿水1.3 设计的指导思想1.4有关的方针政策第2章设计必备的原始资料和设计任务 2.1设计的原始资料2.2设计任务第3章初步考虑排水系统第4章设备选型4.1定水泵参数、选择水泵型号和台数 4.

3、1.1 水泵必须的排水量 84.1.2 估算水泵必须的扬程 94.1.3 预选水泵94.1.4 稳定性效验114.1.5 确定泵的台数124.2选择水管4.3 绘制管道系统图4.4估算管道长度4.5水泵装置的工况4.5.1 求管路特性方程式并绘制管路特性曲线 184.5.2 确定工况点254.6筛选方案、校验计算4.6.1 验算吸水高度254.6.2 验算排水时间274.6.3经济流速的校核 28i聞創沟燴鐺險爱氇谴净。 1残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。1酽锕极額閉镇桧猪訣锥。1彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。厦礴恳蹒骈時盡继價骚。 2茕桢广鳓鯡选块网羈泪。 2鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。 5籟

4、丛妈羥为贍债蛏练淨。 5預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。 5渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。 6铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。 7擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。 8贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷。坛搏乡囂忏蒌鍥铃氈淚。蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘。買鯛鴯譖昙膚遙闫撷凄。綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴。驅踬髏彦浃绥譎饴憂锦。 13猫虿驢绘燈鮒诛髅貺庑。 17锹籁饗迳琐筆襖鸥娅薔。 18構氽頑黉碩饨荠龈话骛。 18輒峄陽檉簖疖網儂號泶。尧侧閆繭絳闕绚勵蜆贅。 识饒鎂錕缢灩筧嚌俨淒。25凍鈹鋨劳臘错痫婦胫籴。恥諤銪灭萦欢煬鞏鹜錦。鯊腎鑰诎褳鉀沩懼統庫。硕癘鄴颃诌攆檸攜驤蔹。阌擻輳嬪諫迁择植秘騖。4.6.4 选择电动机294.6.5计算水泵的装置效率 30氬嚕躑竄

5、贸恳彈濾颔澩。4.6.6选择配电设备30釷鹆資贏車贖孙滅獅赘。第5章 确定泵房、水仓和管子道尺寸并绘制泵房布置图32怂阐譜鯪迳導嘯畫長凉。5.1估算泵房尺寸32谚辞調担鈧谄动禪泻類。5.1.1泵房的长度33嘰觐詿缧铴嗫偽純铪锩。5.1.2泵房宽度 33熒绐譏钲鏌觶鷹緇機库。5.1.3泵房高度（Hb）34鶼渍螻偉阅劍鲰腎邏蘞。5.2经济计算34纣忧蔣氳頑莶驅藥悯骛。5.2.1劳动定质及工资34颖刍莖峽饽亿顿裊赔泷。5.2.2电费计算37濫驂膽閉驟羥闈詔寢賻。5.2.3折旧费.38銚銻縵哜鳗鸿锓謎諏涼。5.2.4维修费.42挤貼綬电麥结鈺贖哓类。5.2.5其他支出.43赔荊紳谘侖驟辽輩袜錈。5.2

6、.6排水费用指标43塤礙籟馐决穩賽釙冊庫。5.3确定泵房、水仓和管子道尺寸 46裊樣祕廬廂颤谚鍘芈蔺。5.3.1基础尺寸46仓嫗盤紲嘱珑詁鍬齊驚。5.3.2泵房尺寸47绽萬璉轆娛閬蛏鬮绾瀧。5.3.3水仓、水沟和吸水井的尺寸 .49骁顾燁鶚巯瀆蕪領鲡赙。5.3.4泵房内水管敷设51瑣钋濺暧惲锟缟馭篩凉。5.3.5起重梁.52鎦诗涇艳损楼紲鯗餳類。5.3.6管子道和管子间52栉缏歐锄棗鈕种鵑瑶锬。5.3.7水泵的充水装置52辔烨棟剛殓攬瑤丽阄应。5.3.8水泵的排水量测量装置（水堰法）53峴扬爛滾澗辐滠兴渙藺。表5.16排水设备技术特征表 56詩叁撻訥烬忧毀厉鋨骜。第6章 水泵的入水室，出水室形

7、状对水泵性能产生的影响,.57则鯤愜韋瘓賈晖园栋泷。6.1离心式水泵的主要结构 57胀鏝彈奥秘孫戶孪钇賻。6.1.1叶轮.57鳃躋峽祷紉诵帮废掃減。6.1.2泵轴.57稟虛嬪赈维哜妝扩踴粜。6.1.3（吸入室）进水室57陽簍埡鮭罷規呜旧岿錟。-3 -6.1.4 导叶57沩氣嘮戇苌鑿鑿槠谔應。6.1.5压出室58钡風縣緱虜荣产涛團蔺。6.2入水室和出水室的分析 58懨俠劑鈍触乐鹇烬觶騮。6.2.1压水室的类型和作用原理 58謾饱兗争詣繚鮐癞别濾。6.3环形压水室的设计 61呙铉們欤谦鸪饺竞荡赚。6.4吸水室的设计和计算61莹谐龌蕲賞组靄绉嚴减。6.4.1 直锥形吸水室（图6.4） 62麸肃鹏镟轿

8、騍镣缚縟糶。6.4.2 环形吸水室（图6.4） 636.4.3 半螺旋形吸水室（图6.5） 636.5 提高泵效率的措施6.6 水泵性能测试原理 6.6.1 测定原理 66納畴鳗吶鄖禎敛卩腻鰲锬。風撵鲔貓铁频钙蓟纠庙。65灭暧骇諗鋅猎輛觏馊藹。66铹鸝饷飾镡閌赀诨癱骝。攙閿频嵘陣澇諗谴隴泸。总结69趕輾雏纨颗锊讨跃满賺。参考文献70夹覡闾辁駁档驀迁锬減。致谢71视絀镘鸸鲚鐘脑钧欖粝。中北大学成人教育学院毕业设计说明书第1章绪论1.1对排水系统的要求在矿井建设和生产过程中，随时都有各种来源的水涌入矿井。只有极少数例 外的矿井是干燥。将涌入矿井的水排出，只是和矿水斗争的一方面，另一方面是 采取有效

9、措施，减少涌入矿井的水量。特别是防止突然涌水的袭击，对保证矿井 安全生产有重要意义。偽澀锟攢鴛擋緬铹鈞錠。矿井排水设备不仅要排除各时期涌入矿井的矿水，而且在遭到突然涌水的袭 击有可能淹没矿井的情况下，还要抢险排水。在恢复被淹没的矿井时，首要的工 作就是排水。排水设备始终伴随着矿井建设和生产而工作，直至矿井寿命截止才 完成它的使命。因此，排水设备是煤矿建设和生产中不可缺少的，它对保证矿井 正常生产起着非常重要的作用。 緦徑铫膾龋轿级镗挢廟。为了使排水设备能在安全、可靠和经济的状况下工作，必须做好确定排水方 案，选择排水设备，进行布置设计，施工试运转，直到正常运行各环节的工作。騅憑钶銘侥张礫阵轸蔼

10、。1.2矿水在矿井建设和生产过程中，涌入矿井的水流称为矿水1.2.1矿水来源矿井水的来源分为地面水和地下水，地面水是江、河、湖、溪、池塘的存水 及雨水、融雪和山洪等，如果有巨大裂缝与井下沟通时，就会造成水灾。地下水 包括含水层水、断层水和老空水。地下水在开采过程中不断涌出。疠骐錾农剎貯狱颢幗騮。1.2.2涌水量矿水可以用单位时间涌入矿井内的体积来度量，称为绝对涌水量。一般用“q”表示，其单位为m3/h。涌水量的大小与该矿区的地理位置、地形、水文地质及气 候等条件有关；同一矿井在一年四季中涌水量也是不同的，如春季融雪或雨季里 涌水量大些，其他季节则变化不大，因此前者称最大涌水量，而后者称为正常涌

11、 水量。镞锊过润启婭澗骆讕濾。为了对比不同矿井涌水量的大小，通常还采用同一时期内，相对于单位煤炭 产量（以吨计）的涌水量作为比较参数，称它为相对涌水量，或称为含水系数。 若以K表示相对涌水量，贝U: K=24q/T （ mVt）榿贰轲誊壟该槛鲻垲赛。式中：q 绝对涌水量，mi/h ;T同期内煤炭日产量，t o1.3设计的指导思想排水系统的选择、设备的选型，以选出的整个系统在整个矿井服务期限内均 能按有关规定的要求排除矿井涌水为原则，尽可能做到安全可靠，投资少，运行 费用低，自动化程度高，维护方便。 邁茑赚陉宾呗擷鹪讼凑。排水系统是煤矿生产的重要环节，排水泵属煤矿大型固定设备，独立性强， 备用系

12、数大。它的稳定运行与否将直接影响到矿井的安全。嵝硖贪塒廩袞悯倉華糲。煤矿排水的电耗占原煤生产电耗的10%30%涌水量大的矿井可达60% （改造 指南）。全国国有重点煤矿吨煤排水电耗 6.77.5kw.h。该栎谖碼戆沖巋鳧薩锭。在世界能源日益紧张的今天，我国部分地区也出现了“电荒”、“油荒”的现象，节能省电在排水系统选型中变得尤为重要。劇妆诨貰攖苹埘呂仑庙。为了改善煤矿生产条件，提高设备运行的安全性、稳定性，设计过程中还要 注重科技发展新成果的合理应用。1.4有关的方针政策在设计中必须遵守矿井安全规程（以下简称规程）和煤矿工业设计规范 （以下简称规范）所规定的条款。规程对井下排水有如下的规定第2

13、42条主要排水设备（包括水泵，水管和配电设备）应符合下列要求：（一）水泵：必须有工作，备用和检修的水泵。其中工作水泵的能力，应能在20小时内排出矿井24小时的正常涌水量（包括填充水和其他用水）。备用水泵 的能力应不小于工作水泵能力的 70%并且工作和备用水泵的总能力应在 20小时 内排出矿井24小时内的最大涌水量；检修水泵的能力应不小于工作水泵能力的25%臠龍讹驄桠业變墊罗蘄。水文地质条件复杂或有突水危险的矿井，可以根据具体情况，在主泵房内预 留安装一定数量水泵的位置，或另外增加排水能力。鰻順褛悦漚縫輾屜鸭骞。（二）水管：必须有工作和备用的水管，其中工作水管的能力应能配合工作 水泵在20小时内

14、排出矿井24小时的正常涌水量。工作和备用水管的总能力，应 配合工作和备用水泵在20小时内排出矿井24小时的最大涌水量。穡釓虚绺滟鳗絲懷紆泺。涌水量小于300m/h的矿井，排水管也不得少于两趟。（三）配电设备：应与工作，备用和检修水泵相适应，并能够同时开动工作 和备用的水泵。第243条 主要泵房至少设置两个出口，一个出口通过斜巷于井筒相通，称为 安全出口，这个出口应当高出泵房地面7米以上；另一个出口通到井底车场，为人员及设备出口，在这个出口的通道内，应设置容易关闭的既能放火又能防水的 密闭门。泵房和水仓的连接通道，应设置可靠的控制闸门，在闸门关闭时，泵房 还必须留有形成独立的通风巷道。隶誆荧鉴獫

15、纲鴣攣駘賽。第244条主要水仓必须有主仓和副仓，其中一个仓工作，另一个水仓清扫或 备用。新建、改建的井或生产矿井的新水平，正常涌水量在1000 m3/h及其以下时, 主要水仓（含副仓和主仓）的有效容量应能容纳 8小时的正常涌水量。浹繢腻叢着駕骠 構砀湊。正常涌水量大于1000 nVh的矿井，主要水仓有效容量可按下式计算：3V=2©+300） m式中：v主要水仓的有效容量，m；qz矿井正常涌水量，nVh。但主要水仓的有效容量不得小于4小时的矿井正常涌水量；采区水仓的有效容量应能容纳 4小时的采区正常涌水量。矿井最大涌水量同正常涌水量相差特大的矿井对水仓容量应编制专门设计， 报矿务局总工

16、程师批准。水仓进口处应设置篦子。对水砂充填、水力采煤和其它涌水中带有大量杂质 的矿井，还应设置沉淀池 -3 -中北大学成人教育学院毕业设计说明书第245条水泵、水管、闸阀和排水用的配电设备等必须经常检查和维护，在每年雨季以前，必须全面检查一次所有零件都应补充齐全，并对全部工作水泵和 设备用水泵进行一次同时运行试验。鈀燭罚櫝箋礱颼畢韫粝。水仓、沉淀池和水沟的淤泥应由矿长组织力量每年至少清理两次，在雨季前 必须清理一次。规范规定：第2136条 主排水泵的选择，必须能使工作水泵总能力在 20小时内排出矿 井24小时的正常涌水量。备用水泵的台数应不小于工作水泵台数的70%并且工作水泵和备用水泵的总能力

17、应能在 20小时内排出矿井24小时的最大涌水量。检 修水泵的台数按工作水泵台数的 25%设置（以上计算有尾数时，均取偏上整数）。惬 執缉蘿绅颀阳灣愴鍵。对于正常涌水量为50 m/h及以下，且最大涌水量为ioo m/h及以下的矿井 可选用两台水泵，其中一台工作，一台备用。水文地质条件复杂的矿井，可根据 情况增设水泵或在主排水泵房内预留安装水泵的位置。贞廈给鏌綞牵鎮獵鎦龐。第2138条 主排水管至少敷设两条，其中一条出现故障时，其余管路能在20小时的正常涌水量，全部管路的总能力应能在20小时内排出矿井24小时的最大涌水量。嚌鳍级厨胀鑲铟礦毁蕲。正常涌水量在50 m3 h及以下的斜井一般敷设一条管路

18、，其能力应在20小时 内排出矿井矿井24小时的最大涌水量。第2139条 确定水泵扬程时，应考虑排水管淤积而增加的阻力，将计算的 管路损失乘以1.7系数。第2140条 矿井水PH值小于5时，排水设备应采取防酸措施。第2142条 每台水泵排水量小于100 m3 h，两台水泵的吸水管可共用一口吸水井，但其滤水器边缘间的距离不得小于吸水管直径的两倍。100 m3 h及以上则应有独立的吸水井。薊镔竖牍熒浹醬籬铃騫。水泵的电动机容量大于100kw.时，主排水泵房应设起重梁，敷设轨道与车场相 通，在进口位置应有转车空间。 齡践砚语蜗铸转絹攤濼。第2章设计必备的原始资料和设计任务2.1设计的原始资料竖井开拓，

19、井口标高+58m,水平标高-353m ；正常涌水量380 m3/h，最大涌水量480.00m7h ； 正常涌水期按300天，最大涌水期65天； 矿水中性，矿水密度1020 kg/m 3 ；服务年限40年；矿年产量100万吨；矿井电压6KV。2.2设计任务确定合理的排水系统。选择排水设备。经济指标概算。绘制水泵房布置图。论述水泵入水室，出水室形状对水泵性能产生的影响。-63 -第3章初步考虑排水系统设计原始资料：某矿井，年产量100万吨，竖井开拓，井口标高+58m水平标高-353m,正常 涌水量380.00m3/h，最大涌水量480.00H7h，矿水中性，矿水密度 1020kg/m3，最 大涌水

20、期按65天计算，服务年限为40年。 绅薮疮颧訝标販繯轅赛。由设计原始资料可知，该矿井的排水系统应采用单水平开采的系统。单水平 开采系统有以下几种，如图3.1所示： 饪箩狞屬诺釙诬苧径凛。(fl)(b)图3.1单一水平开采的排水系统a-直接排水b-直接串联c-间隔串联d-分段排水e-通过钻孔直接排水图3.1所示的（e）为斜井开拓的排水系统，由于设计是竖井开拓，故排除此 方案。图（a）、（b）、（c）、（d）的开拓方式均是竖井开拓。由此，可供选择的排 水系统有以四种：烴毙潜籬賢擔視蠶贲粵。图（a）采用直接排水方式在开采水平设水泵房，将矿井涌水集中到水仓排至地面，这种排水系统的水平和泵房数量少，系统

21、简单可靠，基建投资和运行费用 少，维护工作量要减少一半以上，需用的人员也少。鋝岂涛軌跃轮莳講嫗键。图（b）设置在同一水泵房内的两台水泵直接串联时，若其正常工作的转向是 相反的，而且有功率足够大的两端出轴的电动机同时拖动两台串联工作的水泵。 否则，只能采用两套独立的水泵机组串联工作。在后者情况下必须调整好两台水 泵的工况。无论哪一种情况都必须增加在高压下工作水泵的外壳强度和填函密封 的能力。 撷伪氢鱧轍幕聹諛詼庞。图（c ）设置中间水泵房，但不设置中间水仓，上下水泵间隔串联工作，该方 案操作程序复杂，而且处于下部的水泵仍有受到全部水柱压力的可能，唯一的优 点就是不需要中间设仓。踪飯梦掺钓貞绫賁发

22、蘄。图（d）采用分段排水，在井筒中部设置一套排水系统，可有效降低主排水设 备的扬程，从而降低主排水设备的规模。缺点是当一套排水设备发生故障是，会 影响整个矿井的排水，而且设备数量较多，井筒中的管路复杂，不利于安装和维 护。婭鑠机职銦夾簣軒蚀骞。根据原始资料并依据矿井安全规程和煤矿工业设计规范 ，本着尽量减 少水泵数量的原则，并且考虑基建、维护、运行成本的简易程度，选用图（ a）的 方案作为本设计的排水方法.譽諶掺铒锭试监鄺儕泻。第4章设备选型4.1定水泵参数、选择水泵型号和台数选择水泵的型式和台数应符合矿井安全规程和煤矿工业设计规范的 规定。若有两种或两种以上符合要求时，应选其中尺寸小，效率高

23、的水泵，而且 水泵的台数应尽可能少。只有在不得已的情况下，才采用两台水泵并联排水。俦聹执償閏号燴鈿膽賾。4.1.1水泵必须的排水量依据矿井安全规程，水泵必须的排水量应为：Q_1.2q m3/h(4-1)由于该矿井qz =380m3/h，qma 480m3 / h，所以该煤矿所选工作水泵组的工作能力应为：Qb -1.2qz3即：QB -1.2 380 = 456m /h工作水泵组和备用水泵组的总工作能力:Bmax-1.2qmax3即：QBmax -1.2 480 = 576m /hQB - 0.7 1兀=0.7 1.2 380 = 319.2m3/h备用水泵的工作能力：QB - QB max -

24、 QBQB - 576 - 456 = 120m3/h取二者较大值：QB =319.2 m3/h检修泵组的工作能力:"3Qb =0.25 QB =0.25 456=114m /h式中:qz 正常涌水量，m3/h ;qmax 最大涌水量， m3 /h ；Qb工作水泵的排水能力，m3/h ；QBmax工作水泵组和备用水泵 组的总工作能力，m3/h；Qb工作水泵和备用水泵的 排水能力，m3/h;Qb检修水泵的排水能力， m3 / h4.1.2估算水泵必须的扬程式中:(4-2)Hg川川排水高度。 Hg= Hp+Hx+I (m)；HP|I川|泵排水高度暂取井筒高度(m)；HxHU|吸水高度，取

25、 HX = 5.5( m)；l 管子高出井筒的深度，取1=1 (m);a >0.77 ；g 管路效率，对于竖井取g= 0.90.95 ；对于斜井，当倾角30，取 g =0.83 0.8 ；当：=20 30，取 g = 08 当:<20时，取0.770.74 (一般取较大 者为宜)。HP =58 - (-353 ) =411(m)；Hg _ Hp Hx I n - ngg417.50.92=458(m)；4.1.3 预选水泵根据以上参数，参照泵产品样本可初步确定该矿井所需水泵的型号为:D280-65, D500-57其详细资料如下：缜電怅淺靓蠐浅錒鵬凜。表4. 1水泵参数表型号流量Q

26、3(m /h)扬程H(m)单级扬程Hi (m)单级零扬程Hio (m)H级数i = BHiD280-6528045565727D500-5750045657708参照泵产品样本可知 D280-65X 7Q500-57 X 8的参数如表4.2所示。表4.2所选泵参数表型号流量Q3 (m /h)扬 程H(m)转速n(r/mi n)轴功 率Pa(kW)配带电 动机 电机功 率(kW)效 率n(%)必需汽 蚀余量(m)叶轮名义直径(mm)泵重(kg)D280-65 X 72804551480475.3680733.74301734D500-57 X 85004561480767105081543033

27、00以上两种泵的性能曲线如图4.1所示：n"Ty7、7*-ti、'!>*、上/(lbpsi A厂1用/Z,1一j Iri-LQ亿Q,- 一6 IqT"200 .300 4M 4326040 亠 ，一宀F記 -mHJxsdN-和4-1a . D280-65型泵的性能曲线图4-1b. D500-57 型水泵曲线图4.1.4稳定性效验为保证水泵稳定工作：O.9HoHC,其中HomHio表4.3水泵扬程参数表型号HCHo0.9Ho稳定性D280-65 X 7417.5504453稳定D500-57 X 8417.5560504稳定4.1.5确定泵的台数由于该矿qz =

28、 380m3/h .50m3/h，所以需要设置三组水泵，各水泵的排水量如表4.4所示：表4.4 水泵的排水量工作水泵Qb备用水泵FQb检修水泵Qb排水量(m3/h)456319.2114由表4.5可知，所需水泵的台数为：表4.5各种水泵的台数D280-65 X 7D500-57 X 8Qb n =Qm21F*Q Bn =Qm21rrMQBn =Qm11水泵的总台数=n + n，+ n“53式中：n、n和n分别为工作、备用和检修水泵的台数。Qm 水泵的额定流量（m3/h）。式中对于D280-65X 7型号水泵，其正常涌水期所需的水泵台数为：45624： 480n = = 1.6（台）；最大涌水期

29、所需水泵台数为n = =2.06（台）；即最大28020 280涌水期所需备用水泵台数为1台，所以D280-65X 7型号水泵工作泵2台，备用1 台，检修1台，一共是4台。骥擯帜褸饜兗椏長绛粤。4.2选择水管根据煤矿安全规程的要求和水泵台数小于4台，设置两趟管道，一趟工作，一趟备用，水泵台数为4台或4台以上的设置三趟管路，正常涌水期开启两 趟，一趟备用，最大涌水期三趟管路全部开启！癱噴导閽骋艳捣靨骢鍵。排水管选择计算：（1）根据矿井安全规程相关规定，计算排水管管径时，经济流速Vp=1.52.2 m/s ;则排水管管径根据公式 dp =0.0188 Qm m计算可得：V vp表4.6排水管径范围

30、型号D280-65 X 7D500- 57 X 83额定流量 Qm (m /h)280500d0.0188(m)p Vp0.2570.2120.3530.283式中:dp排水管计算内径，m（2）管壁厚度的计算及验算根据表4.7取各水管内径（取标准管径）如下表所示；每一种型号的水泵对应取两种管径得到四套方案：表4.7所选四种管径型号D280-65 X 7D500- 57X 8内径（mm250 或 225350 或 300排水管壁厚的验算表4.8热轧无缝钢管（YB231-70）（ mr）外径323842455054576063.5687073壁厚2.5-2.5-82.5-12.5-12.5-13-

31、13-13-13-13-13-13-198000134466外径76838995102108114121127133140146壁厚3.5-23.5-23.5-23.5-24-24-24-34-34-34-34.5-33-1944888822226外径152159168180194203219245273299325351壁厚4.5-4.5-35-455-455-456-56-57-57-58-78-78-75366000055外径377402426459465480500530550560600630壁厚9-79-79-79-79-79-79-759-759-759-759-759-7555

32、5555壁厚系列2.53.03.54.04.55.05.5677.588.599.5101112131415161718192022242526282930343536384042454850566063657075自标准GB/T 17395-1998查得内径为250mr的无缝钢管管壁厚度中最小为 8mm对于D280-65X 7型泵当内径取250时，对应的壁厚为：鑣鸽夺圆鯢齙慫餞離龐。Pda（根据井深为417,选择压力p=5）?2Rz - P5* 252*80 -50.2(4-3)=1.01 cm 取 11.5mm可以满足达到最小壁厚的要求，排水管采用© 273X 13,此为方案一对

33、于D280-65X 7型泵当内径取225时，对应的壁厚为：a（根据井深为417，选择压力p =5）?2RZ - p5* 22.52*80 -50.2(4-4)=0.93 cm = 10 mm自标准GB/T 17395-1998查得外径为245mn!勺无缝钢管管壁厚度最小为 8mm取壁厚10mm可以满足最小管壁要求，排水管采用 © 245X 10,此为方案二。 榄阈团皱鹏緦寿驏頦蕴。对于D500- 57X 8型泵 当排水管内径取标准管径300mm时，其对应的管壁厚度为：pda（根据井深为417，选择压力p=5）?2Rz - p5*3002*80 -50.2(4-5)= 1.17 cm

34、取 12 mm自标准GB/T 17395-1998查得内径为300mnt勺无缝钢管管壁厚度中有 8、10、12、14、16、18mm等等。取壁厚S = 12mm 可以满足壁厚要求，此时 dp =300 -2 12 =324 mm （外径），排水管采用© 324X 12,此为方案三。逊输吴贝 义鲽國鳩犹騙。对于D500- 57X 8型泵 当排水管内径取标准管径350mm时，其对应的管壁厚 度为：pd a(根据井深为417,选择压力p =5)?2Rz - p僭 0.2(4-6)2*80 -5= 1.33 cm取14 mm自标准GB/T 17395-1998查得内径为350mnt勺无缝钢管

35、管壁厚度中有 8、10、12、14、16、18mm等等。取壁厚 S=14mrp满足要求，此时 dp =3502x14 = 378 mm（外径）。可以满足壁厚的要求，排水管采用 © 378X14，此为方案四。幘觇匮骇儺红卤齡镰瀉。式中：dp管径，cmp水管工作压力，p=0.11Hg, kgf/cm2（或根据井深大致确定，一般为100米1兆帕）；R许用应力，kgf/cm2。铸铁管Rz=200 kg f /cm2;焊接钢管Rz = 600 kg f / cm2 ;无缝钢管 Rz = 8001000 kgf/cm2。C 附加厚度，对于铸铁管C=0.70.9 cm;焊接管C=0.2 cm无缝钢

36、管 C=0.10.2 cm综上可得，各水泵的排水管规格如表 4.9所示：表4.9型号D280-65 X 5D300- 65 X 5万案一万案一万案二方案四排水管规格外径（mm© 273X 13© 245X 10© 324X 12© 378X 14吸水管直径确定根据矿井安全规程第2 138条,吸水管径常按经济流速dx = dp+25 （mrj）计算，则根据排水管径，对应的四套方案计算可得：誦终决懷区馱倆侧澩赜。表 4.10型号D280-65 X 5D300- 65 X 5万案一万案一万案三方案四排水管规格外径（mr）i0 273X130 245X 100

37、324X120 378X 14吸水管径内径（mr）idx = dp+25250+25=275225+25=250300+25=325350+25=375式中dx吸水管内径（计算）,mm.4.3绘制管道系统图管道系统图如图4.2所示。4.2 1-底阀;2-水泵；3，6-闸阀；4-逆止阀;7 10， 11， 12， 13,14-弯头；5，8，9-三通；15-排水管4.4估算管道长度排水管道长度可估算为：Lp = H p（ 50 L 70） =41270 =482（m），取 Lp = 482m ；吸水管长度Lx =5L 8 m ；其它管件的等效长为：Ld =30m管路总水管长为L=482+30+5=

38、517m4.5水泵装置的工况4.5.1求管路特性方程式并绘制管路特性曲线由上文计算可知排水管和吸水管的长度，不计管径差异，近似地按排水管径计算其特性，贝U：总管长为517,其中前面取的其它等效管长x Ld =30是根据下面的管件局部阻力系数计算得出，医涤侣綃噲睞齒办銩凛。排水管道管件局部阻力系数如表4.11所示表4.11管件局部阻力系数名称简图局部阻力系数E闸板阀P.L*1Cx/d1/8，1/4，3/8，1/2，5/8，3/4，7/8，1E97.8，17，5.52，2.06，0.81， 0.26，0.07，0.01止回阀Sa °70， 60， 55， 50， 45， 40E1.7，3

39、.2，4.6，6.6，9.5，14底阀（带滤Dsmm75， 100， 150， 200， 250， 300， 350， 400网）渐缩管0.1扩大管7<，1 0°15°，20°30。, 45。55°aE0.2 ,0.5,0.60.7,0.80.990弯头r/R 0.1 , 0.2 ,0.3,0.4 ,0.5 ,0.6 , 0.7 , 0.8 ,0.90.131,0.138,0.158,0.206,0.294,0.440,0.661,0.E 1.408a J9090 90弯头阻力系数直流= 0.7汇流=3分流=1.5转弯=1.58.5 , 7.6 ,

40、 6, 5.2 , 4.4 , 3.7 , 3.4 , 3.1由于管道的沿程阻力系数 入值，由管径和管壁粗糙度决定，其值见表4.12表4.12管道沿程阻力系数值管子直径d(mm)200225250275300沿程阻力系数入0.03040.02930.02840.02760.0270管子直径d(mm)325350400450500沿程阻力系数入0.02630.02580.0250.02410.0234根据管路系统图，查表4.11得E值如表4.13所示:表 4.13名称数量局部阻力系数万案一万案一万案三方案四吸 水 管 件带过滤网的底阀13.73.73.43.490。弯头10.2940.2940.

41、2940.294收缩管10.10.10.10.1排水 管 件闸板阀(= 3)d 410.260.260.260.26逆止阀11.71.71.71.7转弯流三通11.51.51.51.5x闸板阀(-=1)d10.010.010.010.0190。弯头40.2940.2940.2940.294直流三通20.70.70.70.730o度弯头20.0980.0980.0980.098通过查表法进行工况曲线的确定其管路曲线方程，故管路特性方程式(4-7)H = H g 100 Rtioo *q是在百米长的管路中查其对应的管路损失。根据下面图4.3所示:图4.3计算管路损失图解方案一：对于 D280-65

42、水泵在选取管© 273 X 13做为排水管 时有：5172H =417.5Rtioo *Q100&5v ktt 10SO1070200300Frill /, Hl表4.14管路特性参数Q, (m3/h)0100200250300350RT100 *Q00.220.81.31.72H, (m)417.5418.6421.6424.2426.3427.8H , (m)59.659.860.260.660.961.1图4.4方案一的工况曲线方案二：对于 D280-65水泵在选取管© 245 X 13做为排水管 时有：5172H =417.5Rtioo *Q100表4.15

43、管路特性参数3Q, (m /h)0100200250300350Rtioo *Q00.341.41.82.73.4H , (m)417.5419.3424.7426.8431.5435.1H /", (m)59.659.960.76161.662.2图4.5方案二的工况曲线方案三：对于 D500-57水泵在选取管© 324 X 12做为排水管 时有：H = 417-550r rtioo *q2图4.6方案三的工况曲线表4.16管路特性参数3Q, (m / h)0200250300350400450500550RT100 *Q00.280.420.60.750.951.41.

44、61.8H , (m)417.5418.9419.7420.6421.4422.4424.7425.8426.8H /(m)52.252.452.552.652.752.853.153.253.4方案四：对于D300-65水泵在选取管© 378X 14做为排水管时有:H 十 100RT100表4.17管路特性参数Q, (m3/h)02002503003504004505005502Rr100 *Q00.160.220.30.40.450.60.680.9H , (m)417.5418.3418.6419419.6419.8420.6421422.2H/H, (m)52.252.352

45、.3352.452.552.552.652.6352.8M Him"1D50Q-57,nH801nx/r/rnJr-AV/kW70d1.110二16050NAJ:710050* 40I:>£1打J 90r*"-、/*3CLArr5-5SO20i才¥*7010160131=-12 U50h_，)02«2503DO350400450500S50图4.7方案四的工况曲线4.5.2确定工况点由四个方案对应的图可知，四个方案都能满足需要，四个方案各自工况点对 应的工况参数如表4.18所示。表4.18 泵的工况点型号扬程H( m)功率P( KW)效率n (%H s (m流量 Qm ( m/h)、./-?r万案一427628.877.55.2380、./-?r-万案一434628.8785.4370方二436893.41795.1530方案四424904.86784.95454.6筛选方案、校验计算4.6.1 验算吸水高度确定水泵的吸水高度，应以管路没有发生污垢时的工况为计算依据，即以新管为依据。H=Hs-(10- Pa )- ( R-0.24) -(-七 + 产)Qm2