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水泵設計說明書_畢業(yè)設計說明書-wenkub

2022-09-08 10:21:45 本頁面
 

【正文】 借鑒以往設計經(jīng)驗,結合煤炭行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀,確定以嚴格遵守《礦井安全規(guī)程》和《煤礦工業(yè)設計規(guī)范》所規(guī)定的有關條款為依據(jù),以安全可靠為根本,以投入少、運行費用低為原則的設計指導思想。最后對水泵的入水室,出水室形狀對水泵性能產(chǎn)生的影響進行專題論述。特別是防 止突然涌水的襲擊,對保證礦井安全生產(chǎn)有重要意義。因此,排水設備是煤礦建設和生產(chǎn)中不可缺少的,它對保證礦井正常生產(chǎn)起著非常重要的作用。地下水包括含水層水、斷層水和老空水。涌水量的大小與該礦區(qū)的地理位置、地形、水文地質及氣候等條件有關;同一礦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 ,其他季節(jié)則變化不大,因此前者稱最大涌水量,而后者稱為正常涌水量。 排水系統(tǒng)是煤礦生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié),排水泵屬煤礦大型固定設備,獨立性 強 ,備用系數(shù)大。 在世界能源日益緊張的今天,我國部分地區(qū)也出現(xiàn)了“電荒”、“油荒”的現(xiàn)象,節(jié)能省電在排水系統(tǒng)選型中變得尤為重要。其中工作水泵的能力,應能在 20 小時內(nèi)排出礦井 24 小時的正常涌水量(包括填充水和其他用水)。工作和備用水管的總能力,應配合工作和備用水泵在 20 小時內(nèi)排出礦井 24 小時的最大涌水量。泵房和水倉的連接通道,應設置可靠的控制閘門,在閘門關閉時,泵房還必須留有形成獨立的通風巷道。 但主要水倉的有效容量不得小于 4 小時的礦井正常涌水量 。對水砂充填、水力采煤和其它涌水中帶有大量雜質的礦井,還應設置沉淀池。備用水泵的臺數(shù)應不小于工作水泵臺數(shù)的 70%,并且工作水泵和備用水泵的總能力應能在 20 小時內(nèi)排出礦井 24 小時的最大涌水量 。 第 2— 138 條 主排水管至少敷設兩條,其中一條出現(xiàn)故障時,其余管路能在20 小時的正常涌水量,全部管路的總能力應能在 20 小時內(nèi)排出礦井 24 小時的最大涌水量。 第 2— 142 條 每臺水泵排水量小于 100 hm3 ,兩臺水泵的吸 水管可共用一口吸水井,但其濾水器邊緣間的距離不得小于吸水管直徑的兩倍。 設計任務 ⑴ 確定合理的排水系統(tǒng)。 ⑸ 論述水泵入水室,出水室形狀對水泵性能產(chǎn)生的影響。圖( a)、( b)、( c)、( d)的開拓方式均是豎井開拓。在后者情況下必須調整好兩臺水泵的工況。缺點是當一套排水設備發(fā)生故障是,會影響整個礦井的排水,而且設備數(shù)量較多,井筒中的管路復雜,不利于安裝和維護 。 水泵必須的排水量 依據(jù)《礦井安全規(guī)程》,水泵必須的排水量應為: hmqQ / 3? (41) 由于該礦井 3380 /zq m h? , 3max 480 /q m h? ,所以該煤礦所選工作水泵組的工作能力應為: 3 380 456 m /hBzBQqQ?? ? ?即 : 工作水泵組和備用水泵組的總 工作能力: m ax m ax3m ax1 .21 .2 4 8 0 5 7 6 m / hBBQqQ?? ? ?即 : 備用水泵的工作能力: 取二者較大值: 39。/。( 353 ) =411 ;; 預選水泵 根據(jù)以上參數(shù),參照《泵產(chǎn)品樣本》可初步確定該礦井所需水泵的型號為: D28065, D50057其詳細資料如下: 表 水泵參數(shù)表 中北大學成人教育學院畢業(yè)設計說明書 10 參照《泵產(chǎn)品樣本》可知 D28065 7,D50057 8的參數(shù)如表 所示。 選擇水管 根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》的要求和水泵臺數(shù)小于 4 臺,設置兩趟管道,一趟工作,一趟備用,水泵臺數(shù)為 4 臺或 4 臺以上的設置三趟管路,正常涌水期開啟兩趟,一趟備用,最大涌水期三趟管路全部開啟! 排水管選擇計算: ( 1)根據(jù)《礦井安全規(guī)程》相關規(guī)定,計算排水管管徑時, 經(jīng)濟流速 m /s ~ p ? ;則排水管管徑根據(jù)公式 mVQdpmp ? 計算可得: 表 排水管徑范圍 型 號 D28065 7 D500- 57 8 額定流量 mQ (m3/h) 280 500 )( mVQdpmp ? ~ ~ 式中: pd —— 排水管計算內(nèi)徑, m。取壁厚δ= 10mm。 對于 D500- 57 8型泵 當排水管內(nèi)徑取標準管徑 350mm 時,其對應的管壁厚度為: ( 5 ?25 * 35 0. 22 * 80 51. 33 14pzpdapRpc m mm? ? ? ??????根 據(jù) 井 深 為 417 , 選 擇 壓 力 )取 ( 46) 自標準 GB/T 173951998 查得內(nèi)徑為 350mm 的無縫鋼管管壁厚度中有 中北大學成人教育學院畢業(yè)設計說明書 16 1 1 1 18mm 等等。 鑄 鐵 管   ; 焊 接 鋼 管          ; 無 縫 鋼 管   。度彎頭 2 中北大學成人教育學院畢業(yè)設計說明書 21 通過查表法進行工況曲線的確定其管路曲線方程,故管路特性方程式 : ? ?2100100gTLH H R Q? ? ? ( 47) 是在百米長的管路中查其對應的管路損失。 式中: 中北大學成人教育學院畢業(yè)設計說明書 26 沿程阻力系數(shù): xd? ?。根據(jù)公式( 7)可得各方案的吸水高度,如表 所示 : 表 泵允許吸水的高度 方案 方案一 方案二 方案三 方案四 允許吸水的高度 中北大學成人教育學院畢業(yè)設計說明書 27 由表 可知,上面四個方案的吸水高度都大于經(jīng)驗數(shù)值 ,不容易發(fā)生汽蝕現(xiàn)象,因此泵工作可靠,都能滿足要求。 綜合上面的幾個校核參數(shù),綜合考慮流速,工況點效率,排水時間,允許吸水高度,選用電機功率等因素,篩選兩個方案為: 方案二,方案四 ! 選擇電動機 下圖時對應的電機的圖 : 圖 電動機尺寸圖 對于井下,由 于要考慮到會有可燃氣體的出現(xiàn),所以選用異步防爆電機,具體情況如下: 對于 方案二 (即 D28065 7型泵方案)根據(jù)求得的所需功率 dN =,水泵轉速為 1480 轉,選擇電機 YB 560L4: 功率 P=710Kw,效率 ? ? , cos ?? , , 6st stTI??, 2mT? ; 安裝尺寸: A=900,B=1120,C=280,D=110,E=210,F=28,G=100,H=560,K=42。 計算水泵的裝置效率 方案二 :電機效率為 ? ? ,傳動效率 ?c? ,工況效率為 3 ? ? ,管路效率為3 3 4 1 7 .5 0 .9 7 8427Cg MHH? ? ? ? 則裝置效率為: 3 3 3 0 . 7 7 5 0 . 9 4 5 0 . 9 7 8 0 . 9 8 0 . 7 0 2 0 . 6Z M d g c? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 方案四 : 電機效率為 ? ? ,傳動效率 ?c? ,工況效率為 ?M? ,管路效率為4 4 4 1 7 .5 0 .9 8 5424Cg MHH? ? ? ? 則裝置效率為: 4 4 4 0 . 7 8 0 . 9 8 5 0 . 9 5 0 . 9 8 0 . 7 1 5 3 0 . 6Z M d g c? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 選擇配電設備 配電設備包括控制設備和啟動設備。對于降壓起動設備或饒線型電動機的轉子控制的選擇根據(jù)相關文獻規(guī)定,通常電壓在 600V 以下,電機容量在 150KW 以下時,采用 QC— 83 防爆啟動器 QJs 型自降壓起動器,容量在 150~300KW 時,可采用 XTO 系列自減壓起動器或 GTTX61型系列綜合起 動器;若為 6KW 高壓鼠籠型電動機,可采用 GKFH1起動柜和 QKSJ 系列電抗器;或采用 QZQ6A 型、 KRG6A 型高壓綜合起動器。 圖 水泵安裝尺寸圖 表 D28065 7型泵安裝尺寸 D28065 7 L (mm) 1L (mm) 2L (mm) 3L (mm) 4L (mm) 5L (mm) 6L (mm) 2158 995 1210 970 830 190 627 7L (mm) 8L (mm) H (mm) 1H (mm) 2H (mm) 1B (mm) 2B (mm) 3B (mm) ?1n 1? ?2n 2? 15 85 1030 150 380 600 790 500 4? 24 4? 35 中北大學成人教育學院畢業(yè)設計說明書 33 表 D50057 8型泵安裝尺寸 D50057 8 L (mm) 1L (mm) 2L (mm) 3L (mm) 4L (mm) 5L (mm) 6L (mm) 2405 1330 1429 1259 1150 540 7L (mm) 8L (mm) H (mm) 1H (mm) 2H (mm) 1B (mm) 2B (mm) 3B (mm) ?1n 1? ?2n2? 51 105.5 1094.5 160 430 660 890 530 4? 35 4?35 通常泵房都是采用一條軸線布置法。 對 方案二 :泵房長 L=( m);泵房的寬度 bB =( m) ;由于 D28065 7的葉輪直徑 D=430mm≥ 350mm,所以取泵房高度 bH = 。 經(jīng)濟計 算如下: 勞動定質及工資 ( 1) 司機定員:按水泵運轉臺數(shù),每天三班作業(yè)配備。 ( 3)工資 :包括基本工資 ,輔助工資和附加工資 ①.基本工資:煤礦工人的基本工資按以下標準確定: 表 煤礦工人(五類地區(qū)) 工資等級 月工資 3 20 4 20 5 20 中北大學成人教育學院畢業(yè)設計說明書 36 ②.輔助工資:輔助工資包括津貼、獎金、病傷假工資及其他,按照基本工資的百分數(shù)計算,井下工人按 70%,地面工人按 42%計算。根據(jù)時間價差乘以一個比率20則: M= 20=16171(元) 對于 方案四 :水泵臺數(shù)為 3 臺,每日三班,每日出勤人數(shù) 3 人,每日在冊人數(shù) 4人,技術等級 5 級; 維修人工數(shù):按工人平均等級 級計算,井深為 400 500,正常涌水量300 400,水泵臺數(shù) 5臺,維修人工數(shù)為 1 人; 工資:包括基本工資,輔助工資和附加工資: 基本工資: J=4 +=(元); 輔助工資: F= 70%=(元); 附加工資: 39。 對 方案二 :機電設備包括四臺水泵,每臺 6萬,電機每臺 20 萬, FB6型氣壓負荷開關 9萬, GKW1型配電箱 12 萬,真空泵一臺 5 萬;一共的機電設備價格為 M=( 6+20) 4( 100%+6%+8%) +( 9+12+5)( 100%+6%+8%) =(萬) 對 方案四 :機電設備包括三臺水泵,每臺 8萬,電機每臺 24 萬, FB6型氣壓負荷開關 9萬, GKW1型配電箱 12 萬,真空泵一臺 5 萬;一共的機電設備價格為 M=( 8+24) 3( 100%+6%+8%) +( 9+12+5)( 100%+6%+8%) =(萬) c. 安裝工程價格:按照設備總值的百分率計算,不同類型的設備,其百分率有所不同。此外,輔助車間服務費,按照井筒中管路安裝費的 280%計算。配電設備安裝費:對于高壓鼠籠型電動機所配屬的安裝費率為%,其中工資占安裝費的 18%;對于低壓鼠 籠型電動機所配屬的安裝費率為%,其中工資占 1%,對于低壓饒線型電動機所配屬的配電設備安裝費率為 66%,其中工資占 9%,外加工資調整和施工管理費(計算方法同前)。根據(jù)時間價差乘以一個比率20則: M= 20=(元) 電費計算 由于正常涌水期和最大涌水期各泵的工況參數(shù)相同則年電耗 量為: 1 2 m a x m a x1 . 0 5 ( )1 0 0 0 3 6 0 0 zzc d w mQHE n r t n r t? ? ? ? ?? ? ?? ( 54) 中北大學成人教育學院畢業(yè)設計說明書 37 式中: 1n 和 2n 分別為正常和最大涌水時期同時工作的水泵臺數(shù), ,zzrt和 max max,rt分別為正常和最大涌水時期的排水天數(shù)和每天開泵的小時數(shù), c? 傳動效率,取 , d? 電機效率,按電機樣本取, w? 電網(wǎng)效率,取 ; ea— 當?shù)毓I(yè)電費單價元 /度 對于方案二(即 D28065 7型泵方案): 1n =
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