【正文】 水管長(zhǎng)度 xL 5 8 m? ； 其它管件的等效長(zhǎng)為： dL? =30m 管路總水管長(zhǎng)為 L=482+30+5=517m 水泵裝置的工況 求管路特性方程式并繪制管 路特性曲線 由上文計(jì)算可知排水管和吸水管的長(zhǎng)度，不計(jì)管徑差異，近似地按排水管徑計(jì)算其特性，則：總管長(zhǎng)為 517，其中前面取的其它等效管長(zhǎng) dL? =30 是根據(jù)下面的管件局部阻力系數(shù)計(jì)算得出， 排水管道管件局部阻力系數(shù)如表 所示 表 管件局部阻力系數(shù) 名 稱 簡(jiǎn) 圖 局 部 阻 力 系 數(shù) ξ 閘板閥 x/d 1/8， 1/4， 3/8， 1/2， 5/8， 3/4， 7/8， 1 ξ ， 17， ， ， ， ， ， 止回閥 ?? 70， 60， 55， 50， 45， 40 ξ ， ， ， ， ， 14 底閥 （帶濾網(wǎng)） Ds mm 75， 100， 150， 200， 250， 300， 350， 400 ξ ， ， 6， ， ， ， ， 中北大學(xué)成人教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 19 漸縮管 擴(kuò)大管 α ???????? 55~4530~2020~107 　，　　，　　，　 ξ ， ， ~ ， ~ ?90 彎頭 Rr/ ，　，　，　，　，　，　，　，　 ξ 4 0 9 7 6 4 9 0 5 3 3 ， ?? 彎頭 彎頭阻力系數(shù)— ???????90909090???? 三通 3＝轉(zhuǎn)彎　?。椒至鳌　。絽R流　?。街绷鳌　???? 由于管道的沿程阻力系數(shù)λ值，由管徑和管壁粗糙度決定，其值見表 中北大學(xué)成人教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 20 表 管道沿程阻力系數(shù)值 管子直徑 )(mmd 200 225 250 275 300 沿程阻力系數(shù)λ 管子直徑 )(mmd 325 350 400 450 500 沿程阻力系數(shù)λ 根據(jù)管路系統(tǒng)圖，查表 得ξ值如表 所示： 表 名稱 數(shù)量 局部阻力系數(shù) 方案一 方案二 方案三 方案四 吸水管件 帶過濾網(wǎng)的底閥 1 彎頭?90 1 收縮管 1 排水管件 閘板閥（ 43?dx ） 1 逆止閥 1 轉(zhuǎn)彎流三通 1 閘板閥（ 1?dx ） 1 彎頭?90 4 直流三通 2 30186。 式中對(duì)于 D28065 7 型號(hào)水泵，其正常涌水期所需的水泵 臺(tái)數(shù)為：（臺(tái)） ??n ；最大涌水期所需水泵臺(tái)數(shù)為 （臺(tái)） 48024 ?????n ；即最大涌水期所需備用水泵臺(tái)數(shù)為 1 臺(tái)，所以 D28065 7 型號(hào)水泵工作泵 2 臺(tái)，備用 1臺(tái)，檢修 1臺(tái)，一共是 4 臺(tái)。 圖（ d）采用分段排水，在井筒中部設(shè)置一套排水系統(tǒng)， 可有效降低主排水設(shè)備的揚(yáng)程，從而降低主排水設(shè)備的規(guī)模。 中北大學(xué)成人教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 5 第 2 章 設(shè)計(jì)必備的原始資料和設(shè)計(jì)任務(wù) ⑴ 豎井開拓，井口標(biāo)高 +58m，水平標(biāo)高 353m； ⑵ 正常涌水量 380 m3/h，最大涌水量 ； ⑶ 正常涌水期按 300 天，最大涌水期 65 天； ⑷ 礦水中性，礦水密度 1020 kg/m3 ； ⑸ 服務(wù)年限 40 年； ⑹ 礦年產(chǎn)量 100 萬(wàn)噸； ⑺ 礦井電壓 6KV 。 水倉(cāng)進(jìn)口處應(yīng)設(shè)置篦子。 《規(guī)程》對(duì)井下排水有如下的規(guī)定 第 242條 主要排水設(shè)備（包括水泵，水管和配電設(shè)備）應(yīng)符合下列要求： （一）水泵：必須有工作，備用和檢修的水泵。 礦水來源 礦井水的來源分為地面水和地下水，地面水是江、河、湖、溪、池塘的存水及雨水、融雪和山洪等，如果有巨大裂縫與井下溝通時(shí)，就會(huì)造成水災(zāi)。中北大學(xué)成人教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 水泵設(shè)計(jì)說明書 摘 要 認(rèn)真分析題目要求，根據(jù)礦井安全生產(chǎn)的政策，法規(guī)和規(guī)程的規(guī)定，借鑒以往設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合煤炭行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，確定以嚴(yán)格遵守《礦井安全規(guī)程》和《煤礦工業(yè)設(shè)計(jì)規(guī)范》所規(guī)定的有關(guān)條款為依據(jù)，以安全可靠為根本，以投入少、運(yùn)行費(fèi)用低為原則的設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想。地下水包括含水層水、斷層水和老空水。其中工作水泵的能力，應(yīng)能在 20 小時(shí)內(nèi)排出礦井 24 小時(shí)的正常涌水量（包括填充水和其他用水）。對(duì)水砂充填、水力采煤和其它涌水中帶有大量雜質(zhì)的礦井，還應(yīng)設(shè)置沉淀池。 設(shè)計(jì)任務(wù) ⑴ 確定合理的排水系統(tǒng)。缺點(diǎn)是當(dāng)一套排水設(shè)備發(fā)生故障是，會(huì)影響整個(gè)礦井的排水，而且設(shè)備數(shù)量較多，井筒中的管路復(fù)雜，不利于安裝和維護(hù) 。 選擇水管 根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》的要求和水泵臺(tái)數(shù)小于 4 臺(tái)，設(shè)置兩趟管道，一趟工作，一趟備用，水泵臺(tái)數(shù)為 4 臺(tái)或 4 臺(tái)以上的設(shè)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(jì)算： （ 1）根據(jù)《礦井安全規(guī)程》相關(guān)規(guī)定，計(jì)算排水管管徑時(shí)， 經(jīng)濟(jì)流速 m /s ~ p ? ；則排水管管徑根據(jù)公式 mVQdpmp ? 計(jì)算可得： 表 排水管徑范圍 型 號(hào) D28065 7 D500－ 57 8 額定流量 mQ (m3/h) 280 500 )( mVQdpmp ? ~ ~ 式中： pd —— 排水管計(jì)算內(nèi)徑， m。度彎頭 2 中北大學(xué)成人教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 21 通過查表法進(jìn)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(zhǎng)的管路中查其對(duì)應(yīng)的管路損失。 計(jì)算水泵的裝置效率 方案二 ：電機(jī)效率為 ? ? ，傳動(dòng)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(jī)效率為 ? ? ，傳動(dòng)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(shè)備 配電設(shè)備包括控制設(shè)備和啟動(dòng)設(shè)備。 經(jīng)濟(jì)計(jì) 算如下： 勞動(dòng)定質(zhì)及工資 （ 1） 司機(jī)定員：按水泵運(yùn)轉(zhuǎn)臺(tái)數(shù)，每天三班作業(yè)配備。此外，輔助車間服務(wù)費(fèi)，按照井筒中管路安裝費(fèi)的 280%計(jì)算。 （ 2） 維修工人數(shù)：按下表確定，工資等級(jí)按井上。起動(dòng)水泵時(shí)在變電所操作，泵房?jī)?nèi)設(shè)停止按鈕。 表 泵的工況點(diǎn) 型號(hào) 揚(yáng)程Ｈ（ m） 功率Ｐ（ KW） 效率η（ %） sH （ m） 流量 MQ （ 3m/h ） 方案一 427 380 方案二 434 78 370 方三 436 79 530 方案四 424 78 545 篩選方案、校驗(yàn)計(jì)算 驗(yàn)算吸水高度 確定水泵的吸水高度，應(yīng)以管路沒有發(fā)生污垢時(shí)的工況為計(jì)算依據(jù)，即以新管為依據(jù)。對(duì)于 D28065 7型泵當(dāng)內(nèi)徑取 250 時(shí)，對(duì)應(yīng)的壁厚為： 中北大學(xué)成人教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 15 ( 5 ?25 * 25 0. 22 * 80 51. 01 11 .5pzpdapRpc m mm? ? ? ??????根 據(jù) 井 深 為 417 ， 選 擇 壓 力 ）取 (43) 可以滿足達(dá)到最小壁厚的要求，排水管采用φ 273 13， 此為 方案一 。若有兩種或兩種以上符合 要求時(shí)，應(yīng)選其中尺寸小，效率高的水泵，而且水泵的臺(tái)數(shù)應(yīng)盡可能少。 ⑶ 經(jīng)濟(jì)指標(biāo)概算。 水倉(cāng)、沉淀池和水溝的淤泥應(yīng)由礦長(zhǎng)組織力量每年至少清理兩次，在雨季前必須清理一次。 水文地質(zhì)條件復(fù)雜或有突 水危險(xiǎn)的礦井，可以根據(jù)具體情況，在主泵房?jī)?nèi)預(yù)中北大學(xué)成人教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 3 留安裝一定數(shù)量水泵的位置，或另外增加排水能力。 涌水量 礦水可以用單位時(shí)間涌入礦井內(nèi)的體積來度量，稱為絕對(duì)涌水量。對(duì)所剩方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)核算，以噸水百米費(fèi)用和初期基建投入為指標(biāo)篩選出最終方案。 為了使排水設(shè)備能在安全、可靠和經(jīng)濟(jì)的狀況下工作，必須做好確定排水方案，選擇排水設(shè)備，進(jìn)行布置設(shè)計(jì)，施工試運(yùn)轉(zhuǎn)，直到正常運(yùn)行各環(huán)節(jié)的工作。 為了改善煤礦生產(chǎn)條件，提高設(shè)備運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性，設(shè)計(jì)過程中還要注重科技發(fā)展新成果的合理應(yīng)用。 采區(qū)水倉(cāng)的有效容量應(yīng)能容納 4小時(shí)的采區(qū)正常涌水量。 100 hm3 及以上則應(yīng)有獨(dú)立的吸水井。無(wú)論哪一種情況都必須增加在高壓下工作水泵的外殼強(qiáng)度和填函密封的能力。 表 所選泵參數(shù)表 型號(hào) 流量 Q (m3/h) 揚(yáng)程 H (m) 轉(zhuǎn)速 n (r/min) 軸功率 Pa (kW) 配帶電動(dòng)機(jī) 電機(jī) 功率 (kW) 效率 η (%) 必需汽蝕余量 (m) 葉輪名義直徑 (mm) 泵重 (kg) D28065 7 280 455 1480 680 73 430 1734 D50057 8 500 456 1480 767 1050 81 5 430 3300 以上兩種泵的性能曲線如圖 所示： 型 號(hào) 流量 Q (m3/h) 揚(yáng)程 H(m) 單級(jí)揚(yáng)程 Hi (m） 單級(jí)零揚(yáng)程 Hio (m) 級(jí)數(shù)iBHHi? D28065 280 455 65 72 7 D50057 500 456 57 70 8 中北大學(xué)成人教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 11 41a． D28065型泵的性能曲線圖 41b. D50057 型水泵曲線圖 穩(wěn)定性效驗(yàn) 為保證水泵穩(wěn)定工作： ≥ HC，其中 Ho= ioHi? 中北大學(xué)成人教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 12 表 水泵揚(yáng)程參數(shù)表 型 號(hào) HC Ho 穩(wěn)定性 D28065 7 504 453 穩(wěn)定 D50057 8 560 504 穩(wěn)定 確定泵的臺(tái)數(shù) 由于該礦 hmhmq z /50/380 33 ?? ，所以需要設(shè)置三組水泵，各水泵的排水量如表 ： 表 水泵的排水量 由表 ，所需水泵的臺(tái)數(shù)為： 表 各種水泵的臺(tái)數(shù) D28065 7 D500－ 57 8 mBn? 2 1 mBn ??? 2 1 mBn ???? 1 1 nnn ??????水泵的總臺(tái)數(shù) 5 3 工作水泵 BQ 備用水泵 ?BQ 檢修水泵 ?BQ 排水量 )/( 3 hm 456 114 中北大學(xué)成人教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 13 式中： nnn ???和、 分別為工作、備用和檢修水泵的臺(tái)數(shù)?！?— 附 加 厚 度 ， 對(duì) 于 鑄 鐵 管 　 ； 焊 接 管 　 ； 無(wú) 縫　 　 　 鋼 管 　 。 外形尺寸： L=2450,AB=1130,AD=980,HD=1120 ,質(zhì)量 M=4200Kg。 對(duì) 方案四 ：泵房長(zhǎng) L=（ m）；泵房的寬度 bB =（ m） ；由于 D50057 8的葉輪直徑 D=430mm≥ 350mm，所以取泵房高度 bH = 。作為概算，設(shè)備安裝工程費(fèi)（包括水泵、電動(dòng)機(jī)、三閥及真空泵等）按設(shè)備價(jià)格總值的 %（其中，材料費(fèi)為 %，安裝費(fèi)為 %，工人工資占安裝費(fèi)中的 35%），外加工資調(diào)整 58%（按安裝工資計(jì)算），施工管理費(fèi)率為 %（工資總額）。 ③．附加工資：井下和地面工人的附加工資按占基本工資和輔助工資之和的13%計(jì)算。饒線型電動(dòng)機(jī)可采用 BP 系列頻敏變阻器和 BU1 型油浸起動(dòng)變阻器。 pd? ??？梢詽M足最小管壁要求，排水管采用φ 245 10， 此為 方案二 。 m /hBQ ? 檢修泵組的工作能力： 3B0 . 2 5 Q