水泵选型设计

1、前 言煤矿在建设和生产中，不断有地下水涌入矿井，为保证入井人员正常工作和安全生产。必须考虑排水问题，在建设与生产中要不间断的排水工作。在我国的煤炭企业中，煤矿的机电设备中，排水设备用量很多，消耗的电量很大。正确选择与使用水泵，合理配制主排水系统，提高系统运行的经济性，对于煤矿企业节能提效有着十分重要的意义 。本设计对矿井排水系统做出详细设计，如其中出现错误，望老师给予改正。一、确定排水系统规程第二百七十八条对主排水设备的水泵的要求是：必须有工作备用和检修的水泵。工作水泵的能力应在20h内排出矿井24h内的正常涌水量（包括充填水和其他用水）。备用泵的能力不小于工作水泵能力的70%，工作和备用水泵

2、的总能力应能在20h排出矿井24h的最大涌水量，检修水泵的能力不应小于工作水泵能力的25%，水文地质条件复杂的矿井，可在主要泵房内预留安装一定数量水泵位置。规程还对小涌水量矿井的水泵做了规定：对于正常涌水量为50m3/h及以下，且最大涌水量为100m3/h及以下的矿井，可选用两台水泵，其中一台工作，一台备用。一、作水泵必须的排水能力：根据规定，要求投入工作的水泵的排水能力为能在20h内排完24h的正常涌水量，即：QB=1.2×45=54又工作水泵与备用水泵的总能力能在20h内排完24h的最大涌水量，即： QBmax=（Q为Qmax）2×70=80式中：Q正常涌水量；Qmax

3、最大涌水量；QB工作水泵必须的排水能力QBmax工作与备用水泵必须的排水总能力二、水泵必须的扬程：作为估算，可以认为水泵必须产生的扬程为：HB=（756-609+4）/0.9=168m式中：管路效率。立井： =0.860.92三、水泵选型根据以上计算的数据，选择QB和HB的水泵选D450-60-3四、水泵稳定性校验：为保证水泵工作稳定性，应满足下式：0.9H0Hg0.9×3×60151式中H0水泵零流量时的扬程五、确定泵台数水泵台数：根据煤矿安全规程规定，“必须有工作、备用和检修的水泵”。“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，应能在20小

4、时内排出矿井24小时的最大涌水量。检修水泵的能力应不小于工作水泵能力的25%”。即正常涌水时工作水泵台数=54/168=0.32 取一台 式中 为所选水泵额定流量（）;备用水泵台数 =70% =70% ×1=0.7 取一台 检修水泵台数=25% =25%×1=0.25 取一台 以上计算如有尾数，均取偏上整数；水泵总台数Z=+=3（台） 校验在最大涌水量时工作水泵台数=<2（台）式中 为矿井最大涌水量（）。当<( + , 说明工作和备用水泵的总能力，能在20小时内排出矿井24小时的最大涌水量，最后决定水泵总台数为3台。二、确定管路和泵房内管路布置煤矿安全规程规定，

5、井下排水“工作水管的能量应能配合工作水泵在20小时内排出矿井24小时的正常涌水量。工作和备用水管的总能力，应能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。当排送量一定时，管径取大些，扬程损失会小，长期运行的电能相应减少。但其一次基建投资费用要高些。反之，如果管径取得偏小，则相反。因此，必须在两者之间求出管道最有利的经济直径。运用经济速度求排水管的内径，即：dp = （m） 式中为水泵的额定流量（）；为最有利的经济流速，一般VP =1.52.2（m/s），因此排水管内径dp = = 0.297m 式中=1.52.2(m/s），现在取 = 2(m/s）。对于吸水管径dx,为了减少吸

6、水管阻力损失及不产生气蚀现象，吸水管径一般可比排水管径大一些。取：dx=dp+0.025(m 所以dx=dp+0.025=0.297+0.025=0.322(m式中dx 吸水管内径 吸水管外径选323.9mm，壁厚为6mmdp 排水管内径 排水管外径选351mm，壁厚为7mm管路布置三、计算管路特征 一、管路特征方程为H=Hc+KRTQ2式中Hc-测地高度，mQ -通过管路的流量，m3/sRT-管路阻力损失系数K -管内径变化而引起阻力损失变化系数，新管K=1，管内挂污的旧管K=1.7 二、利用阻力损失系数公式计算计算阻力损失的公式为：四、确定工况点演算排水时间 一、确定工况点：在上一节绘出的

7、管路特性曲线得Q=380 m3/s H=178m N=67kw y=70% Hs=3.7m 二、演算排水时间：正常涌水期的排水时间T=24×45/380=2.820h 最大涌水期的排水时间=（24×84）/（3×380）=1.820h 通过验算可知正常与最大涌水期的排水时间，都小于20小时，说明所选水泵型号及台数均合适。经济性：工况点效应率满足稳定性校验：经济性流速校核吸排水管中水的流速都在经济流速之内，满足要求，吸水管高度校核则允许吸水高度实际吸水高度吸水高度满足要求 三、电动机功率计算N=1.1=1.2 ×（9000×380×178）/（1000×3600×0.7） =263kw求水泵功率为360kw大于计算法，所以满足要求。 四、电耗计算：（1）全年排水耗电吨水百米电耗校验：结束语经过一个星期紧张的设计，在陈虎老师的悉心指导和帮助下，选型设计终于圆满结束。在此，首先向陈虎老师致以衷心的感谢，是他自始至终的指导、帮助，使我避免走很多弯路，最终顺利地完成了本次设计任务。对于本次的毕业设计，我给予高度的重视，多方查找资料，翻阅大量资料，多方面丰富和完善自己的设计，使设计做到方法正确，考虑全面，经济合理。在设计过程中，还锻炼了自己独立工作的能力。尽管如此，由于初次设计，而且理论水平和实