水泵研究項目申報書(已修改)
2025-06-07 03:04 本頁面
【正文】 一、項目背景 我國是煤炭的生產(chǎn)和消費大國， 目前， 全國國有大中型煤礦企業(yè)，主要的有 45 家，是國家戰(zhàn)略規(guī)劃重點。十二五期間，我國將形成 6～ 8 個億噸級和8～ 10 個 5000 萬噸級大型煤炭企業(yè)集團，煤礦企業(yè)的數(shù)量控制在 4000 家以內(nèi)。我國煤炭工業(yè)將實施大集團興煤戰(zhàn)略，神華、山西、兩淮、山東及平頂山等 11家國有特大煤炭集團承擔(dān)全國煤炭的增量生產(chǎn)任務(wù)。規(guī)劃新建礦井 182 處，其中年產(chǎn)千萬噸級的高效礦井 20 處以上。煤礦的安全生產(chǎn)已引起有關(guān)部門的高度重視，煤礦排水泵是保障正常采煤和人身生命安全的重要設(shè)備。隨著采煤深度和采煤量的增加，需要相應(yīng)發(fā)展高揚程、大流量、高效率的大型排水泵設(shè)備。 近年來對煤礦排水泵的需求量逐年增加，全國有幾十個泵廠生產(chǎn)，但多為中小型泵廠。泵的品種有所增加，但泵的質(zhì)量不高，有些產(chǎn)品效率較低，故障多，易磨損，壽命不長。礦井主排水裝置是煤礦“四大件”主要設(shè)備之一，其耗電能居主要耗能設(shè)備之首。據(jù)國家統(tǒng)計，主排水泵用電量占煤礦全部生產(chǎn)用電量 %。目前，機泵的應(yīng) 用日益廣泛，據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計，我國工業(yè)用泵共有 87 個系統(tǒng)， 1300 多個品種。據(jù)有關(guān)資料介紹，工業(yè)泵的用電量占全國用電量的 15％，進口優(yōu)質(zhì)泵的效率為 70％ ~ 80％，電機的效率一般在 90％以上，而一般國產(chǎn)泵的設(shè)計效率僅為 65％ ~ 75％， 據(jù)初步估算泵組的運行效率大約只有55％ ~65％。由此可見如何提高泵的運行效率，已成為節(jié)能技術(shù)的一個重要課題?？傊旱V排水泵的產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)水平還不能滿足煤炭生產(chǎn)和發(fā)展的需求。 （一）影響礦井主排水泵效率的原因 機械、容積、水力因素： （ 1）機械損失 它是軸承、填料以及平衡盤等另件在旋轉(zhuǎn)中產(chǎn)生的摩擦損失。其中軸承、填料的摩擦損失占的比例較小。只要保持軸承的良好潤滑和油封的適當(dāng)壓力 ,損失即可減少。而平衡盤在水中旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的摩擦損失隨圓盤尺寸、轉(zhuǎn)速以及比轉(zhuǎn)速變化。對于一定型號的水泵 ,其值大小與水泵運轉(zhuǎn)時間、關(guān)系不大。另外，部分泵首級葉輪進水口處發(fā)生氣蝕現(xiàn)象，葉輪與大口環(huán)的材質(zhì)為灰鑄鐵，耐氣蝕性能差，發(fā)生氣蝕使水泵的流量度、揚程和效率下降明顯。 （ 2）容積損失 由于結(jié)構(gòu)上的原因，葉輪運轉(zhuǎn)時排出的水有一小部分在泵殼內(nèi)從高壓區(qū)流到低壓區(qū)形成循環(huán)，造成容積攀失。它主要包括密封縫隙環(huán)流損失及通過填料和平衡盤的泄漏損失。其中密封縫隙的大小對水泵效率影響較大。據(jù)試驗，當(dāng)大口環(huán) ( 即葉輪與中段之間的密封環(huán) )密封縫隙由 ，其效率降低 4 ~ % 。而小口環(huán) (即葉輪與導(dǎo)葉之間的密封環(huán) ) 的密封縫隙由 增加到 ，效 率降低 5%。由此可見，容積損失和水泵的磨損量關(guān)系極大。 （ 3）水力損失 由于水與壁面之間的磨擦，水的內(nèi)部的摩擦以 及渦流和沖擊而造成水力損失，它主要發(fā)生在葉輪和各通流部件中；當(dāng)葉輪葉片入 口邊緣磨損后，由于入 口角的改變，將產(chǎn)生不正常的入 口沖擊，從而加大了水力損失。 “ 老、舊、雜 ” 設(shè)備較多。目前仍有部分老型號低效水泵和高能耗電機。其綜合效率一般在 60%~65%左右，甚至更低。如果選用新型高效水泵將效率提高到 70%~75%，則節(jié)約電能是相當(dāng)可觀的。 吸、排水管路效率偏低。 （ 1）排水管設(shè)計不合理。由于部分主排水管直徑偏小，與水泵不配套，再加上管路積垢未清，且管路路徑設(shè)計不合理，彎管多、突變徑、急轉(zhuǎn)彎、彎頭多、吸水高度過大，未安裝無底閥及汲水龍頭，過水面積小等，使整個排水系統(tǒng)的運行效率降低。另外，部分管道彎道較多，造成管道阻力過大，從而降低了水泵排水量，增加了電耗。 （ 2）排水管流速大于經(jīng)濟流速。許多煤礦雖然都采用了立管排水，但排水管網(wǎng)年久失修，管路內(nèi)結(jié)垢較厚，斷面縮小，致使流速成倍增大，管網(wǎng)阻力增加，壓力損失增大，降低了效率。 管理水平不高。根據(jù)調(diào)查，生產(chǎn)現(xiàn)場對排水設(shè)備的管理上，往往只限于水泵的能否運轉(zhuǎn)，對其性能測定，維護檢修，提高效率等方面則重視不夠。 （ 1）水泵檢修不及時就會導(dǎo)致其性能降低。如某煤礦排 水水泵殼與軸套之間的密封環(huán)磨損，間隙過大而產(chǎn)生環(huán)流，從而造成水泵的容積損；水泵的填料不及時更換、調(diào)整，串水套間隙和平衡盤間隙增大，乏水槽多，一方面降低了水泵的容積效率，令一方面是平衡盤的背壓增加，加快了平衡盤的磨損；水龍頭被雜物堵塞，流水不暢，吸水側(cè)密封不良，閘閥關(guān)閉不嚴(yán)產(chǎn)生漏水、串水現(xiàn)象，從而使水泵效率降低。 （ 2）因原配電機損壞，就隨意配上另一臺電動機帶動，結(jié)果造成了流
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