中央泵房水泵计算

中央泵房水泵计算资料

设计选用3台MD155-30×8型主水泵，配YB2-315L2-4型防爆电动机，功率185kW，电压1140V，转速1480r/min。

正常及最大涌水时，均为1台工作，1台备用，1台检修。选用二趟φ194×5型无缝钢管作为主排水管路，正常及最大涌水时，均为1趟管路工作，1趟管路备用。

主排水设备选型计算

（一）计算依据

1．设计生产能力An=0.90Mt/a；

2．正常涌水量Q

H =67m3/h，持续天数n

H

=300d；

最大涌水量Qm=110m3/h，持续天数n

m

=65d。

3．排水井筒斜长：Lj=690m，倾角23°，管子道长56m，地面管路长50m，水泵房底板标高+805m，副斜井井口标高+991.688，排水垂高Hp=186.7m。排水管路总长827m。

4．矿水的PH=7。

（二）水泵的选择

1．正常涌水量时期，水泵必须的排水能力QB

QB =1.2Q

H

=80.4m3/h

2．最大涌水量时期，水泵必须的排水能力QB′

QB′=1.2Q

m

=132.0m3/h

3．水泵的扬程H

H=K(Hp+Hx)=1.15×(180+4)=219.3m

式中：

K——阻力损失系数，取K=1.15

Hx——吸水高度，取Hx=4m。

根据以上计算，选用3台MD155-30×8型水泵做为采区的主排水设备，正常及最大涌水时，均为1台工作，1台备用，1台检修。该水泵的额定流量Qe=155m 3/h ，额定扬程He=240m ，额定效率ηe=75%。

（三）管路的选择

1．排水管直径

dp

0.166d m = 式中：Vp ——排水管经济流速；Vp=1.5～2.2m/s ，取Vp=2.0m/s ；

壁厚：0.51) 4.38n f d a mm d =+= 式中：

δ——管子壁厚,mm

dn ——管子内径,mm

σx ——管道许用应力,无缝钢管为100MPa;

Pd ——管道最低点的压力, MPa;

af ——考虑到管道腐蚀及管道制造误差的附加厚度，取2-3mm;

排水管选用φ194×5型无缝钢管，沿副斜井敷设两趟至地面沉淀池。排水管直径175mm ，管子壁厚δ=5mm 。正常及最大涌水时，均为1趟管路工作，1趟管路备用。

2．吸水管直径dx

dx = dp+25 =200mm

为减少吸水管路阻力损失，吸水管加大一级，选用φ245×5型无缝钢管。吸水管直径225mm ，管子壁厚δ=5mm 。

3．排水管流速计算 ()2 1.79/ 1.5 2.2/900n p p

Q V m s m s d p ==

4．吸水管流速的计算

()2 1.08/0.8 1.5/900n x x

Q V m s m s d p == （四）管路流动阻力损失计算

1．排水管流动阻力损失为

225.042p p p p p L V h m d g

l x 骣÷?÷?=+=÷?÷?桫? 2．吸水管流动阻力损失为

20.3972x x x x x L V h m d g

l x 骣÷?÷=+=?÷?÷桫? 3．输水管流动总阻力损失

后期 2 1.743.522p w p x V h h h m g 骣÷?÷?=++?÷?÷?桫

前期 2 1.025.602p w p x V h h h m g 骣÷?÷?=++?÷?÷?桫

（五）水泵工况点的确定

后期 2

0.00181w h R Q == 前期 20.00107w h R Q == 主水泵特性曲线见图3-5-7，管路特性曲线方程如下：

后期H=H SY +RQ 2 =190.7+0.00181Q 2

前期H=H SY +RQ 2 =190.7+0.00107Q 2

将该二曲线方程置于所选泵的性能曲线上可得前、后期水泵工况点如下： 后期M 1：流量Q A =161.19m 3/h ，扬程H A =237.8m ，效率ηA =75.87%；

前期M 2：流量Q B =181.82m 3/h ，扬程H B =225.9m ，效率ηB =75.87%；

将该管路特性曲线方程置于所选用泵的性能曲线上可得水泵工况点:(见图3-5-8)

（六）校验计算

1．排水时间校验

正常涌水时水泵工作小时数(1台水泵1趟管路工作)：

后期 249.9820H H H H Q T h h Z Q ==< 前期 248.8420H H H H

Q T h h Z Q ==< 最大涌水时水泵工作小时数(1台水泵1趟管路工作)： 后期max max 2416.3820m m Q T h h Z Q ==< 前期max max 2414.5220m m

Q T h h Z Q ==< Z H ——水泵台数。

2.排水管流速验算 后期()2

1.86/ 1.5

2.2/900n p p Q V m s m s d p == 前期()2 2.10/ 1.5 2.2/900n p p Q V m s m s d p =

= 吸水管流速的验算 后期()2

1.13/0.8 1.5/900n x x Q V m s m s d p == 前期()2 1.27/0.8 1.5/900n x x Q V m s m s d p =

= 3.吸水高度校验(按前期计算）

Hz ≤H sMAX

max [] 4.25a v s p p H h hs m g

ⅱ-=-D -D =

式中：

Hz ——水泵轴中心线至水仓底板安装高度，m

H sMAX ——水泵允许最大吸水高度，m

Pa ′——水泵安装地点的大气压力，Pa

Pv ′——水泵安装地点的实际水温饱和蒸汽压力，Pa

γ——矿井水重度，N/m 3

[△h] ——水泵样本必须汽蚀余量，m

△hs ——吸水管阻力损失，m

故吸水高度采用4.0m 合适。

井下主排水泵房排水系统见图3-5-9。

（七）电动机容量计算 前期174.121023600M M M c

Q H N kW g h h ==′ 后期162.491023600M M M c Q H N kW g h h ==′

选用YB2-315L2-4型防爆电动机，功率185kW ，电压1140V ，转速1480r/min 。

（八）耗电量计算

1.电耗量计算 后期()max 679528.46/1023600w

A A H H H m m A c d Q H W Z n T Z n T kWh a h g h h h =+=′ 前期()max 645548.99/1023600w

B B H H H m m B c d Q H W Z n T Z n T kWh a h g h h h =

+=′ 2.吨煤排水电耗 后期0.76/dm n W W kW h t A == 前期0.72/dm n

W W kW h t A == 3.吨水百米电耗 后期210.4150.50/3.672T hm B c d w

W kWh thmH O h h h h ·==< 前期210.4150.50/3.672T hm B c d w W kWh thmH O h h h h ·=

=<