给排水系统知识讲座

4. 真空泵注水 5. 升压泵注水
二、 排水设备的故障诊断和处理
➢排水设备包括：泵和管路 1.判断故障的基本方法 ➢ 观察泵工作时压力表和真空表的变化，听声音，观
察电流表的变化等。 出口压力表和进口真空表的值分别为
P (H p H p ) Pi (H x H x )
➢故障原因可归纳为四个方面：泵内有气，吸水管堵塞 ，排水管堵塞，排水管破裂。
H s / ＝H s 10
pa
pn
0.24
§5-3 泵的正常工作条件
➢泵的正常工作条件包括：稳定工作条件，经济工作条件和不 发生汽蚀的条件。 一、稳定工作条件 ➢水泵在运转中工况点是单值的， 不能出现无交点或多交点。 （1）不稳定的原因
①无工况点（H0<Hc） ②多工况点（ H0<Hc）
（2）稳定工作条件 （0.9~0.95）H0 ≥Hc
可知，所需H 取决于 HC，R和Q。对于具体的矿井，其HC是确定的，因而 当Q一定时，所需H将取决于R。 （R的大小与管长、管径、管内壁状况以及管路附件的种类和数量有关)
2. 管路特性曲线
➢泵的工况点及其确定方法
泵的特性曲线和管路的特性曲线，按相同比例画在同一坐 标上，其交点就是水泵的工况点。
§5-2 汽蚀与吸水高度的确定
给排水系统知识
水泵与特定的管路相连接，与相关的设备一起共同构 成特定的排水（或供水）系统。
介绍：水泵在管路上工作时的基本规律和调节方法；水 泵的选型方法。
§5-1 管路系统及其阻力特性
一、管路系统
（1）设备供水管路 管路的进、出口端通常都与其他设备相接，管路进、
出口压力取决于设备的工作压力。 （2）建筑供水管路
➢实际需要的叶轮个数
i
'
H' Hi
1
优点：（1）节约扬程，使管路效率大大提高； g
HC H
（2）允许吸上真空度增大，提高了运行的安全性和经
济性。
注意：不能拆除吸水侧的第一级，如条件允许最好把相应
的中段也去掉，把泵轴缩短。（因为这样才不会使效率下 降太多。）
4. 削短叶轮直径法
切割定律
H H'
➢是指泵内最低压力点的压力为饱和蒸汽压时，水泵进口处 的汽蚀余量。是水泵发生气蚀的临界条件。
hr
c12 2g
w12 2g
➢临界汽蚀余量是泵设计和使用的重要基本参数，目前还难 以准确地用计算方法确定，汽蚀试验是唯一可靠的方法。
3.允许汽蚀余量〔△h〕 ➢ 将临界汽蚀余量适当加大，以保证水泵正常工作不发生汽
二、矿井排水设备的组成
1.组成 水泵、电动机、启动设备、 管路及附件、仪表等。 2.各部分功用 滤水器 闸板阀 逆止阀 旁通管 放水管 灌引水漏斗 压力表和真空表
三、排水系统
四. 水仓
作用：
➢ 储存矿水，总容量按矿井8h的正常涌水量计算。
➢ 沉淀泥沙，主副两个，以便轮换清理。水流速度小于 0.005m/s，流动时间大于6h.每条水仓的长度应大于 3600×0.005×6≈110m。
五. 水泵房
位置：在副井井底车场附近，优点有多个。
五. 水泵房
位置：在副井井底车场附近，优点有多个。 1.便于汇集矿水。 2.排水设备运输方便。 3.靠近井筒，缩短管路长度。节省管材、降低阻力。 4.通风好，设备环境好。 5.和变电所相邻，供电线路短。
通道：三个。 1.人行运输道，与井底车场相通。 2.管子道，与副井相通。 3.通变电所。
二、 经济工作的条件
m (85％ 90%)max
工业利用区：符合经济条件的区域。
三、不发生汽蚀的条件
泵入口处的真空度
Hs
pa
p1
Hx
v12 2g
H x
吸水管路特性方程
H s H x Rx Q2
不发生汽蚀的条件： Hs≤ [Hs]
§5-4 水泵工况点的调节
调节目的： ➢ 使水泵在运转过程中，其工况点始终满足正常工作条件； ➢ 使水泵的流量和扬程满足实际工作的需要。 调节途径： ➢ 改变管路特性曲线； ➢ 改变水泵的特性曲线。
位是m3/h； ➢ 相对涌水量：同时期内相对于单位煤炭产量的涌水量，也称
含水系数。以“Ks”表示。单位是m3/t；
Ks
24q T
3. 矿水性质
➢（1）温度 随井深增高。 ➢（2）密度 比清水大。ρ=1015～1025kg/m3 ➢（3）化学性质 矿水略带酸性，当PH<5时，应采取措施。
4. 分类
➢ 矿井排水设备分为固定式和移动式。固定式排水设备根据 其服务范围又分为主排水设备、区域排水设备和辅助排水 设备。
二、 排水设备的故障诊断和处理
二、 排水设备的故障诊断和处理
二、 排水设备的故障诊断和处理
§5-7 水泵的性能测试
一、测试的意义、目的和内容 二、测试原理和方法
§5-8 矿井排水概述
一、矿水
1. 矿水来源 ➢ 涌入矿井的水统称为矿水。矿水主要来源于地面水和地下水。 2. 涌水量 ➢ 绝对涌水量：单位时间内涌入矿井的水的体积量（q），单
一、汽蚀及其危害
1.汽蚀的发生过程
泵运转中，若其过流的局部区域的绝对压力降低到 所抽送液体当时温度下的汽化压力时，液体便在该处 汽化，形成气泡。气泡被液流带到高压区，又凝结而 破裂形成空穴，此时，周围的液体以极高的速度填充 空穴，因互相撞击而形成巨大的水击。此时水的动能 变为弹性变形能，使局部压力高达几千个大气压，压 力升高后，弹性变形能又变为动能而使压力降低，不 断循环往复，直至能量耗完为止，这种过程称为汽蚀。
（3）排水管堵
两表特征：压力表读数比正常大，真空表读数比正常小。 原因可能：排水闸阀未打开或开错阀门。
（4）水泵叶轮堵塞
两表特征：压力表和真空表读数均比正常读数小。
（5）排水管破裂
两表特征：压力表读数下降，真空表读数突然上升。
（6）泵产生汽蚀
两表特征：真空表和压力表读数常常不稳定，比正常小，有时甚 至降到零。
§5-1 排水设备的操作和故障诊断
§5-1 排水设备的操作和故障诊断
四、灌引水
1. 从泵上漏斗人工灌水。
2. 设置专用封闭水箱，使泵常处于满水状态。
➢可实现无底阀排水 ➢水箱有效容积应不小于3倍的 泵腔容积 ➢多用于小型水泵
3. 射流泵注水
➢射流泵的工作原理 ➢优点：
①无运动部件，结构简单，运行 可靠。 ②对井下水泵，可借助排水管中 的高压水作为工作液体，不需增 加其它动力设备。 ③可配合自动阀门的使用，实现 自动化。
二、水泵的并联工作
1.并联的任务及目的 2.并联工况点 （1）构造等效水泵 （2）求等效水泵的特性曲线
按照“等扬程线下，流量相加”的原则 （3）求等效水泵的工况点M等 （4）求并联工况点：M1、M2 3. 并联效果
3.串并联方式的确定
§5-6 排水设备的操作和故障诊断
一、泵的启动 （1）启动前的检查 ➢各部件连接是否牢固 ➢联轴器间隙是否合乎规定 ➢填料的松紧程度是否合适 ➢吸水滤网无堵塞 （2）人工盘车 ➢转动灵活，无卡阻现象。 （3）向泵腔和吸水管内灌注引水 （4）在关闭闸阀的情况下启动水泵 （5）达额定转速后，再逐渐将闸阀打开
2.汽蚀的危害
（1）金属材料的破坏 （2）产生噪声和振动 （3）造成水泵流量、扬程和效率的 迅速下降，甚至出现断流。
二、吸水高度
水泵安装高度，是指泵轴线与吸水井水面的标高差。 ➢ 以0－0面为基准面，列吸水井水面0－0
与泵入口截面1－1间的伯诺里方程：
pa
v02 2g
Hx
p1
v12 2g
H x
H
2. 泵和排水系统的故障分析与排除
➢根据压力表和真空表的读数，可判断故障。 （1）泵内有气
两表特征：读数都比正常小，不稳定，甚至降到零。 原因有：吸水管连接处不严；填料箱密封不严；真空表接头松动；
吸水口淹没水中过少等。
2. 泵和排水系统的故障分析与排除
（2）吸水管堵
两表特征：真空表读数比正常大，压力表读数比正常小。 原因有： 吸水管插入太深，底阀与泥接触；滤网被堵；底阀未能 全打开等。
D2 D2 '
2
Q D2 Q' D2 '
N N'
D2 D2 '
3
切割后的叶片外径：
D' 2
Q Q
D2
D2
H H
D2
理论切削量： D D2 D2
2
2
实际切削量： D K D2 D2
2
2
注意：
（1）低比转数的泵叶轮的切削 量，在前后盖板和叶片上都是相等的。
（2）高比转数的泵，叶轮两边 削成两个不同的直径，前盘大于后盘 的。
此管路将低位的水加压送至多个高度不同的用水点。 出口为分支管路。
（3）排水管路 将低位的水送至高水位，管路出口通常是通大气或接一
液位不高的水池。
二、管路特性
水泵在管路上工作时，排水所需的实际 压头（扬程）与通过管路的流量的关系称 为管路特性。
1.管路特性方程式
水从水泵所获得的总能量不仅用于 提高水的位置，还要用于克服管路的 阻力，故水泵的工作状况不仅与水泵 本身性能有关，也与管路配置情况有 关。水在管路中流动所需要的总能量， 可由伯努利方程式导出
2. 并联管路法
➢ 原理：增大管径，减小阻力，管路 特性曲线变缓。
➢ 方法：两条管路并联使用。 ➢ 优点：减阻、降耗、节能。 ➢ 缺点：负荷增大，易过载。 ➢ 应用：有闲置管路，电机功率富裕。 ➢ 注意
a.防止电动机过负荷； b.防止产生汽蚀。
3. 减少叶轮数目调节法
➢多级泵的总扬程
H Hi i
蚀时的汽蚀余量。关系