矿井排水设计
矿井排水系统设计技术统一口径

矿井排水系统设计技术统一口径一、设计原则和依据1 、遵循《煤矿安全规程》、《煤矿井下排水泵站及排水管路设计规范》、《煤炭工业矿井设计规范》和《煤炭工业小型矿井设计规范》以及其它有关规定;2 、选用取得《煤矿矿用产品安全标志证书》的高效节能产品,安全可靠,技术先进,经济合理;3、采矿专业提供的矿井最大涌水量Q和正常涌水量Q、矿井水PH值、敷设排水管路井筒的井口和井底标高H、H2以及井筒坡度、矿井瓦斯等级。
二、排水泵站的能力确定1 、最小排水能力计算(1)、正常涌水量时工作水泵最小排水能力:Q =24Q z/20=1。
2Q(2))最大涌水量时工作水泵最小排水能力:Q =24Q』20=1。
2Q2、水泵扬程估算H =K(H p+H x)式中,H p为排水高度,且U= H i- H2,H x 为吸水高度, 估算一般取H x=5m,K 为管路损失系数, 与井筒坡度有关:立井: K=1.1~1.15,斜井:当a <20。
.时,K=1.3~1.35,a =20~30。
时,K=1.3~1.25,a >30。
时, K=1.25~1.2.3 、确定水泵台数根据计算的Q、Q、H,查水泵样本选择水泵,并根据拟选水泵的主要技术参数,初步预计水泵的流量Q (—般为额定流量),按《煤矿安全规程》第278条相关规定,分别计算出水泵站內工作水泵、备用水泵、检修水泵台数。
水泵站內水泵总台数N 按下面两种情况计算。
(1)、正常涌水量时:N= n1+ n2+ n3式中,工作水泵台数n i= Q/Q b,且n i> 1,当n i不为整数时,其小数应进位到整数。
备用水泵台数n2=0。
7 n i,且n2> 1,当压不为整数时,其小数应进位到整数。
检修水泵台数氐=0。
25 n i,且n3> 1,当氐不为整数时,其小数应进位到整数。
(2) 、最大涌水量时,水泵工作台数n4= Q2/Q b ,当n4< n i+ 门2时,贝9 N= n i+ n?+ n3,当n4 > n i+ n 2 时,贝U N= n°+ n 3。
矿井给水排水系统设计

矿井给水排水系统设计矿井给水排水系统设计矿井给水排水系统是矿山工程中至关重要的一部分,它的设计和运行对于矿山的安全和生产效率起着至关重要的作用。
一个良好设计的给水排水系统可以确保矿井内部的正常运行,并有效地处理废水和废料,保护环境。
首先,在设计矿井给水排水系统时,需要考虑到矿井的地质条件和地下水位。
根据地质勘探数据,确定地下水位高低以及可能存在的渗漏点。
这些信息对于确定排水管道和泵站的位置至关重要。
在选择泵站位置时,需要考虑到泵站与井下工作面之间的距离,以确保泵站能够有效地将废水抽出。
其次,在给水排水系统设计中,需要考虑到不同类型的废物和废液处理。
根据不同类型的废物特性,选择合适的处理方法。
例如,在处理含有重金属污染物的废液时,可以采用化学沉淀、离子交换或电解沉积等方法进行处理。
而对于含有悬浮固体颗粒的废液,则可以采用沉淀池和过滤器进行处理。
此外,还需要考虑到废物的储存和运输问题,确保废物能够安全地储存和运输出矿山。
另外,在给水排水系统设计中,还需要考虑到矿井内部的安全问题。
矿井内部存在着高温、高湿、高压等危险环境,因此需要采取相应的安全措施。
例如,在排水管道中设置防爆装置,以防止因为瓦斯爆炸而引发事故。
同时,在泵站和管道中设置监测装置,及时发现并处理泵站故障或管道泄漏等问题。
最后,在给水排水系统设计中,还需要考虑到节能和环保问题。
选择合适的泵站和管道材料,以减少能源消耗和减少对环境的污染。
同时,在废液处理过程中,可以采用循环利用的方法,将一部分处理后的废液重新利用于生产过程中。
综上所述,矿井给水排水系统设计是一个复杂而重要的任务。
只有充分考虑地质条件、废物处理、安全措施以及节能环保等因素,并合理选择合适的设备和技术,才能设计出一个高效、安全、环保的矿井给水排水系统,确保矿山的正常运行和生产效率。
矿坑排水设计方案

矿坑排水设计方案1. 引言矿坑排水是一项重要的水利工程,在矿业开采过程中起到排除矿坑内水的作用。
合理的排水方案可以保证矿坑的安全生产,并减少环境污染的风险。
本文档将介绍矿坑排水设计方案的主要内容,并分析其实施效果。
2. 设计目标矿坑排水设计的目标是排除矿坑内的水,保持矿坑的工作面干燥,提供安全和稳定的开采条件。
具体设计目标如下:•降低矿坑水位,使其不影响开采作业;•控制排水量,以避免过度排水造成沉降、泥石流等地质灾害;•减少水资源浪费,提高水资源利用率;•确保矿坑排水系统的可靠性和稳定性;•减少对环境的污染。
3. 设计原则在矿坑排水设计方案中,应遵循以下原则:•考虑矿坑地质条件,合理选择排水方式;•根据矿坑作业情况确定排水方案的排水量;•保证排水工程的可靠性和安全性;•优化排水系统的设计,减少能耗和成本;•考虑环境保护和水资源利用的要求。
4. 设计步骤矿坑排水设计通常包括以下步骤:4.1 矿坑勘测通过对矿坑进行勘测,了解矿坑的地质条件、矿层赋存情况、水位状况等信息,为排水设计提供基础数据。
4.2 排水需求分析根据矿坑的开采情况和工作面的需水量,确定排水方案的排水量和排水周期。
4.3 排水方式选择根据矿坑地质条件和排水需求,选择合适的排水方式,如自然排水、重力排水、机械排水等。
4.4 排水系统设计根据排水方式选择,设计合理的排水系统,包括排水井、排水管道、排水泵站等设施。
4.5 设备选型和布置根据排水系统设计,选择合适的排水设备,并合理布置在矿坑中,以确保排水效果和安全性。
4.6 安全措施设计设计矿坑排水系统的安全措施,包括排水井的加固、防止水位突然上升的措施、防止泥石流等地质灾害的措施等。
4.7 经济效益评估分析矿坑排水设计方案的经济效益,包括投资、运维成本和节水效果等。
5. 排水系统的运维管理排水系统的运维管理对于保证排水效果和设备安全运行至关重要。
以下是典型的运维管理内容:•定期巡检排水设备和管道,及时清理积水、泥沙等堵塞物;•定期检查排水井和泵站的设备运行状况,及时维修和更换故障设备;•配备专业的排水人员,进行排水系统的日常管理和维护;•建立完善的应急预案,应对突发情况,确保排水系统的正常运行。
矿坑排水设计方案

矿坑排水设计方案矿坑排水设计方案矿坑排水是指在采矿过程中,为了减少矿井水位,疏导地下水和降低矿坑水位,采取各种措施将矿坑水排出矿井的工作。
下面是一个针对矿坑排水的设计方案:1. 矿坑水位测量及监测系统的建立:建立矿坑水位测量及监测系统是为了及时掌握矿坑水位的变化情况,以便进行相应的排水措施调整。
该系统包括水位测量装置、数据采集装置和数据传输装置,可以实时监测矿坑水位,并将数据传到控制中心进行分析和处理。
2. 降低地下水水位:通过井下水泵将地下水抽入井下输送通道,并通过地下管道排出矿坑,降低地下水水位。
在地下输送通道和排水管道上设置必要的阀门和泵站,以便控制水流。
3. 排水设计:根据矿石开采的地质条件、矿坑的地形及规模,设计合适的排水系统。
通常采用封闭式排水系统,即在矿坑周围挖掘壕槽,将矿坑水收集到壕槽中,再通过水泵将水抽出并排入附近的河流、湖泊等。
4. 排水泵房设计:根据矿坑水量和排水要求,设计合适的排水泵房。
该泵房应具备良好的防水和排水功能,有足够的空间容纳排水设备,并有良好的通风设备以保证操作人员的工作环境。
5. 排水管道设计:根据矿坑的地形和排水距离,设计合适的排水管道。
该管道要具备足够的承压能力和防堵能力,以保证矿坑水能顺畅地排出矿区。
6. 排水系统运行管理:建立完善的排水系统运行管理制度,包括排水设备的定期检查和维护,排水管道的清洗和修复,以确保排水系统的正常运行。
总之,对于矿坑排水设计,需要依据矿山的实际情况制定相应的方案,包括建立水位监测系统、降低地下水水位、设计合理的排水系统、建设泵房和管道以及加强排水系统的运行管理。
只有科学合理地设计和管理排水系统,才能有效地降低矿坑水位,保证矿山生产的正常进行。
矿井排水设计

第一部分矿井排水设备选型设计述1概2设计的原始资料开拓方式为立井,其井口标高为+12m,开采水平标高为-250m,正常涌水量为320m3/h;最大涌水量为650m3/h;持续时间60d。
矿水PH值为中性,重度为10003N/m3,水温为15℃。
该矿井属于低沼气矿井,年产量为120万吨。
3排水方案的确定在我国煤矿中,目前通常采用集中排水法。
集中排水开拓量小,管路敷设简单,管理费用低,但由于上水平需要流到下水平后再排出,则增加了电耗。
当矿井较深时可采用分段排水。
涌水量大和水文地质条件复杂的矿井,若发生突然涌水有可能淹没矿井。
因此,当主水泵房设在最终水平时,应设防水门。
在煤矿生产中,单水平开采通常采用集中排水;两个水平同时开采时,应根据矿井的具体情况进行具体分析,综合基建投资、施工、操作和维护管理等因素,经过技术和经济比较后。
确定最合理的排水系统。
从给定的条件可知,该矿井只有一个开采水平,故可选用单水平开采方案的直接排水系统,只需要在井底车场副井附近设立中央泵房,就可将井底所有矿水集中排至地面。
4水泵的选型与计算根据《煤矿安全规程》的要求,主要排水设备必须有工作水泵、备用水泵和检修水泵。
工作水泵的能力应能在20h 内排除矿井24h 的正常涌水量(包括充填水和其他用水)。
备用水泵的能力应不小于工作水泵能力的70%,并且工作水泵和备用水泵的总能力,应能在20h 内排出矿井24h 的最大泳水量。
检修水泵的能力应不小于工作水泵能力的25%。
水文地质条件复杂的矿井,可根据具体情况在主水泵房内预留安装一定数量水泵的位置,或另增设水泵。
排水管路必须有工作和备用水管。
工作水管的能力应能配合工作水泵在20h 内排完24h 的正常涌水量。
工作和备用水管的总能力,应能配合工作和备用水泵在20h 内排出矿井24h 的最大涌水量。
4.1水泵必须排水能力计算正常涌水期hm q q Q z z B /3843202.12.120243=⨯===最大涌水期hm q q Q /7806502.12.120243m ax m ax m ax =⨯===式中 B Q ——工作水泵具备的总排水能力,3/m h ;m ax Q ——工作和备用水泵具备的总排水能力,3/m h;z q ——矿井正常涌水量,3/m h;maxq ————矿井最大涌水量,3/m h 。
采矿工程中的矿井供水与排水系统设计与优化

采矿工程中的矿井供水与排水系统设计与优化矿井供水与排水系统是采矿工程中至关重要的一部分。
在矿山开采过程中,矿井供水系统负责提供足够的水源来满足采矿活动的需要,而矿井排水系统则负责将矿井中的水排出,从而确保矿井的安全稳定运行。
因此,设计和优化矿井供水与排水系统对于矿山的正常运营至关重要。
首先,矿井供水系统的设计需要考虑以下几个方面。
第一,需要确定矿井所需的水量和水质要求。
根据采矿活动的具体情况和所在区域的水资源情况,确定矿井所需的供水量和主要用水用途,例如饮用水、工业用水等。
同时,根据矿区水质测试数据,为矿井供水系统设计相应的水质处理流程,保证供水水质符合要求。
其次,矿井供水系统的设计还需要考虑水源的选择和供水管网的布置。
根据矿山所在的地理位置和地形地貌特点,选择合适的水源,常见的水源包括地下水、地表水和外购水。
然后,根据水源位置和矿山的布局,设计供水管网的布置方案,确保水能顺利送达到需要的地方。
另外,对于矿井排水系统的设计与优化来说,也有一些关键方面需要考虑。
首先,需要合理确定排水机械的类型和数量。
根据矿井的深度、规模和地质条件,选择合适的排水机械设备,如抽水泵站、水封泵等,并确定机械设备的数量,以确保矿井排水的顺畅和安全。
其次,需要合理设计排水管网的布局和排水井的位置。
根据矿井的构造和地质条件,确定排水井的位置,以便有效地排除矿井中的水。
同时,设计排水管网的布局,确定管径、管网结构和管道连接方式,以确保排水系统的稳定性和运行效率。
此外,还需要设计和安装适当的排水阀门和水位测量设备。
排水阀门可以调节和控制排水流量,以适应矿井中的水位变化。
水位测量设备可以实时监测矿井的水位情况,及时发现异常情况并采取相应的措施。
最后,矿井供水和排水系统的优化是一个持续改进的过程。
通过对现有系统的运行情况进行监测和分析,及时发现问题并采取有效的措施加以改进。
比如,在供水系统中可以使用节水设备和优化供水管网布局,以降低能耗和成本。
矿井排水方案

*****有限公司*****煤矿矿井排水方案机电部二〇一七年七月一日*****有限公司*****煤矿矿井排水方案一、水泵选型验算 1、校核依据①矿井设计生产能力为45万t/a 。
②主排水泵房标高: +730.00m ;主斜井标高:+940.00m ;排水标高210m ;井筒倾角:β=22°、18°、12°、10°、9°。
③水泵房正常涌水量:h m Q r /13.623= ④水泵房最大涌水量:h m Q m /2.933= 2、水泵选型计算①正常涌水量时水泵必须的排水能力h m Q Q r Br /56.74202413.6220243=⨯=⨯=① 最大涌水量时水泵必须的排水能力h m QQ rmBm /84.11120242.9320243=⨯=⨯=② 水泵扬程的估算m h H K H x p B 54.29074.0/5730940=+-=+=)()(根据校核计算,+730m 水平已安装的MD155-67×5(P) (额定流量Q=155m 3/h 额定扬程H=335m )型矿用自平衡耐磨水泵3台,能满足矿井排水要求。
(3)排水管路校核计算 ①排水管管径mm m Q d pBp 174174.021550188.00188.0==⨯==υ 式中:B Q ――排水泵流量;p d ――排水管内经济流速,一般取s m d p /2.2~5.1=。
②吸水管管径mm d d p x 199025.0174.0025.0=+=+=3、排水管趟数的确定根据设计规范要求,确定设置2趟管路,1趟工作,1趟备用。
4、管材的选择根据斜井排水要求,确定选用无缝接钢管。
5、排水管流速的计算s m d Q u pn p /825.1233.090028090022=⨯==ππ 满足u p =1.5~2.2m/s 的要求。
6、吸水管流速的计算s m d Q u xn x /024.1311.090028090022=⨯==ππ 满足u x =0.8~1.5m/s 的要求 二、工况点确定 1、排水管阻力损失gu g u d L h p p pP P p p 22.22ξλ∑+=mh m L L L L L p p T P 56.248.92825.186.88.92825.1233.011130284.086.85.1122.014.065.4108.031113152030104822321=⨯⨯+⨯⨯⨯==⨯+⨯+⨯+⨯+⨯=∑=+++=+++=ξ 2、吸水管阻力损失gu g u d L h xx x x x x x 22.22ξλ∑+=m h x x 31.08.92024.11.58.92024.1311.07027.01.562.014.014.4122=⨯⨯+⨯⨯⨯==⨯+⨯+⨯=∑ξ 3、新管总阻力损失m g u h h h x x p w 04.258.92825.151.056.24222=⨯++=++=4、旧管总阻力损失m g u h h h x x p w 56.427.18.92825.151.056.247.1222=⨯⨯++=⨯++=)()(5、水泵所需总扬程m h h H H H x p x p 26.25756.425210=++=+++=6、工况点确定(1)新管路性能方程式为:23.22.000319.0215/Q H h m Q m h m H Q Q h H H wx y s wx y s +=---+=。
矿井给水排水系统设计.pdf

矿井给水排水系统设计是矿山工程中的一个重要环节,它关系到矿井的安全、生产和环境保护。
以下是对矿井给水排水系统设计的详细介绍:1. 设计依据:-矿井涌水量:包括正常涌水量和最大涌水量。
-矿井水质:了解水质成分,以便选择合适的处理方法。
-矿井生产需求:包括井下工作人员的生活用水、生产用水和消防用水。
-矿井排水能力:确保排水系统能够及时排除涌水,避免淹井事故。
-环保要求:遵守相关环保法规,确保排水水质达到排放标准。
2. 设计内容:-给水系统设计:-水源选择:选择可靠的水源,如地下水、地表水或城市给水管网。
-给水处理:根据水质情况,设计合适的给水处理工艺,如沉淀、过滤、消毒等。
-给水管道设计:计算管道直径、材料和压力损失,确保供水安全稳定。
-供水设施:包括水泵、水箱、阀门等设备的选型和布置。
-排水系统设计:-排水方式:根据涌水量和水质,选择合适的排水方式,如自流排水、泵排排水等。
-排水管道设计:计算管道直径、材料和压力损失,确保排水顺畅。
-排水设施:包括水泵、水仓、排水沟等设备的选型和布置。
-防水闸门:在井底车场周围设置防水闸门,以防止涌水淹井。
3. 设计步骤:-调研:收集矿井涌水量、水质、生产需求等基础数据。
-初步设计:根据调研数据,进行初步设计,包括给排水设施的位置、规模和管道走向。
-详细设计:对给排水系统进行详细设计,包括设备选型、管道计算和施工图绘制。
-技术经济分析:评估设计方案的可行性、经济性和技术性能。
-施工图审查:确保施工图符合设计规范和矿井实际情况。
4. 设计注意事项:-安全性:确保给排水系统设计能够有效预防淹井等安全事故。
-可靠性:选择耐用、维护方便的设备和材料,确保系统长期稳定运行。
-经济性:在满足使用要求的前提下,尽量降低投资和运行成本。
-环保性:遵守环保法规,减少对环境的负面影响。
矿井给水排水系统设计是一个复杂的工程,需要综合考虑多种因素,确保系统的安全、可靠、经济和环保。
设计人员应当具备扎实的专业知识,并且能够根据矿井的具体情况进行灵活的设计。
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第一部分矿井排水设备选型设计述1概2设计的原始资料开拓方式为斜井片盘,其井口标高为+212.7m,开采水平标高为+48m,正常涌水量为9.5m3/h;最大涌水量为19.0m3/h;持续时间60d。
矿水PH值为中性,水温为15℃。
该矿井属于低瓦斯矿井,年产量为6万吨。
3排水方案的确定在我国煤矿中,目前通常采用集中排水法。
集中排水开拓量小,管路敷设简单,管理费用低,但由于上水平需要流到下水平后再排出,则增加了电耗。
当矿井较深时可采用分段排水。
涌水量大和水文地质条件复杂的矿井,若发生突然涌水有可能淹没矿井。
因此,当主水泵房设在最终水平时,应设防水门。
在煤矿生产中,单水平开采通常采用集中排水;两个水平同时开采时,应根据矿井的具体情况进行具体分析,综合基建投资、施工、操作和维护管理等因素,经过技术和经济比较后。
确定最合理的排水系统。
从给定的条件可知,该矿井只有一个开采水平,故可选用单水平开采方案的直接排水系统,只需要在+19m 标高水泵房设立中央泵房,就可将井底所有矿水集中排至地面。
4水泵的选型与计算根据《煤矿安全规程》的要求,主要排水设备必须有工作水泵、备用水泵和检修水泵。
工作水泵的能力应能在20h 内排除矿井24h 的正常涌水量(包括充填水和其他用水)。
备用水泵的能力应不小于工作水泵能力的70%,并且工作水泵和备用水泵的总能力,应能在20h 内排出矿井24h 的最大泳水量。
检修水泵的能力应不小于工作水泵能力的25%。
水文地质条件复杂的矿井,可根据具体情况在主水泵房内预留安装一定数量水泵的位置,或另增设水泵。
排水管路必须有工作和备用水管。
工作水管的能力应能配合工作水泵在20h 内排完24h 的正常涌水量。
工作和备用水管的总能力,应能配合工作和备用水泵在20h 内排出矿井24h 的最大涌水量。
4.1水泵必须排水能力计算正常涌水期h m q q Q z z B /4.115.92.12.120243=⨯===最大涌水期h m q q Q /8.22192.12.120243max max max =⨯===式中 B Q ——工作水泵具备的总排水能力,3/m h ;max Q ——工作和备用水泵具备的总排水能力,3/m h ; z q ——矿井正常涌水量,3/m h ; max q ———— 矿井最大涌水量,3/m h 。
4.2水泵所需扬程估算由于水泵和管路均未确定,无法确切知道所需的扬程,所以需进行估算,即H B =Hsy/ηg=198+4/0.9=224式中 HB ——估算水泵所需扬程,m ;Hsy ——侧地高度,即吸水井最低水位至排水管出口间的高度差,一般可取Hsy=井底与地面标高差+4(井底车场与吸水井最低水位距离),m ;ηg ——管路效率。
当管路在立井中铺设时,ηg=0.9~0.89;当管路在斜井中铺设,且倾角α>30时,g η=0.83~0.8;α=30~20时,g η=0.8~0.77;α<20时,g η=0.77~0.74。
4.3水泵的型号及台数选择4.3.1水泵型号的选择根据计算的工作水泵排水能力,初选水泵。
从水泵产品目录中选取D46-50×7型号泵,流量46m 3/h 额定扬程350m 。
则:4.3.2水泵级数的确定 I=HB/Hi=2964.9360B i H i H ===取i =5级式中 i ——水泵的级数;i H ——单级水泵的额定扬程,m 。
4.3.3水泵台数确定工作泵台数13840.85450B e Q n Q =≥= 取n 1=1备用水泵台数n 2≥0.7n 1=0.7×1=0.7和n 2≥Q max /Q e -n 1=780/450-1=0.73 取n 2=1 检修泵数n 3≥0.25 n 1=0.25×1=0.25,取n 3=1 因此,共选3台泵。
5管路的选择5.1管路趟数及泵房内管路布置形式根据泵的总台数,选用典型三泵两趟管路系统,一条管路工作一条管路备用。
正常涌水时,一台泵向一趟管路供水;最大涌水时,两台泵同时工作就能达到20h 内排出24h 的最大涌水量,故从减少能耗的角可采用两台泵向两趟管路供水,从而可知每趟管路内流量Q e 等于泵的流量。
5.2管材的选择由于井深远大于200m ,确定采用无缝钢管。
5.3排水内径'0.269~0.326p d m ====式中 p d ——排水管内径,m ; Q ——排水管中的流量,3/m h ;p v ——排水管内的流速,通常取经济流速p v =1.5~2.2(m/s )来计算。
从表1-1预选Φ325×8无缝钢管,则排水内径p d =(325-2×8)mm = 309mm表1-1热轧无缝钢管 (YB231-70)5.4壁厚验算p 0.5d 1C δ⎛⎫≥-+ ⎪ ⎪⎝⎭式中 p d ——所选标准内径,cm ;z σ——管材许用应力。
焊接钢管z σ=60MPa ,无缝钢管z σ=80MPa ;p ——管内水压,考虑流动损失,作为估算0.011p a B =H MP ;C ——附加厚度。
焊接钢管0.2C cm =,无缝钢管0.1~0.2C cm =。
所选标准壁厚应等于或略大于按上式计算所得的值。
吸水管壁厚不需要验算。
0.530.910.150.704cm 0.8cm⎫=⨯-+⎪⎪⎭=≤ 因此所选壁厚合适。
5.5吸水管径据根选择的排水管径,吸水管选用Φ351×8无缝钢管。
6工况点的确定及校验6.1管路系统管路布置参照图1-2所示的方案。
这种管路布置方式任何一台水泵都可以经过两趟管路中任意一趟排水,排水管路系统图如图1-2所示。
图1-2泵房管路布置图6.2估算管路长度排水管长度可估算为:L p=H sy+(40~50)m=266+(40~50)m=(306~316)m取L p=315m ,吸水管长度可估算为L x=7m 。
6.3管路阻力系数R的计算沿程阻力系数吸水管 λx = 0.3dx 021.0=0.0210.30.335= 0.0292 排水管 λp =0.3p d 021.0=0.0210.30.309= 0.0299 局部阻力系数 吸、排水管及其阻力系数分别列于表1-3、表1-4中][454521)1(8p p p p p x x x x x d d l d d l g R ξλξλπ∑+++∑+= 254525487 4.094315{0.02920.02999.810.3350.3350.3091(120.412)]}/0.309[h mπ=⨯++⨯+⨯+25225525501.69/1501.69()/36003.87110/s m h m h m -==⨯=⨯ 式中 R ——管路阻力系数,25/s m ;x l 、p l ——吸、排水管的长度,m ;x d 、p d ——吸、排水管的内径,m ;x λ、p λ——吸、排水管的沿程阻力系数,对于流速v ≥1.2m/s ,其值可按舍维列夫公式计算,即0.30.021d λ=x ζ∑、p ζ∑——吸、排水管附件局部阻力系数之和,根据排水管路系统中局部件的组成,见表1-3、1-4。
6.4管路特性方程新管25212661 3.87110syKRQ Q -H =H +=+⨯⨯⨯ 旧管2522266 1.7 3.87110sy KRQ Q -H =H +=+⨯⨯⨯式中 K ——考虑水管内径由于污泥淤积后减小而引起阻力损失增大的系数,对于新管K=1,对挂污管径缩小10%,取K=1.7,一般要同时考虑K=1和K=1.7两种情况,俗称新管和旧管。
6.5绘制管路特性曲线并确定工况点根据求得的新、旧管路特性方程,取8个流量值求得相应的损失,列入表1-5中。
表1-5管路特性参数表Q/(m3·h-1)200 250 300 350 400 450 500 550 H1/m 267.5 268.4 269.5 270.7 272.2 273.8 275.7 277.7268.6 270.1 271.9 274.1 276.5 279.3 282.5 285.9 H2/m利用表1-5中各点数据绘制出管路特性曲线如图1-7所示,新、旧管路特性曲线与扬程特性曲线的交点分别为M1和M2,即为新、旧管路水泵的工况点。
由图中可知:新管的工况点参数为Q M1=532m3/h,H M1=277m,ηM1=0.8,Hs M1=5.1m,N M1=498KW;旧管的工况点参数为Q M2=516 m3/h,H M2=283m,ηM2=0.81,Hs M2=5.3m,N M2=492KW,因ηM1、ηM2均大于0.7,允许吸上真空度Hs M1=5.1m,符合《规范》要求。
6.6校验计算6.6.1排水时间的验算管路挂污后,水泵的流量减小,因此应按管路挂污后工况点流量校核。
正常涌水时,工作水泵1n 台同时工作时每天的排水小时数12242432014.9201516z z M q h h h n Q ⨯T ===≤⨯最大涌水期,工作水泵1n 、2n 台同时工作时每天的排水小时数max max 12)2242465015.120((11)516M q h h h n n Q +⨯T ===≤+⨯即实际工作时,只需2台水泵同时工作即能完成在20h 内排出24h 的最大涌水量。
6.6.2经济性校核工况点效率应满足η1M =0.8≥0.85ηmax ≥0.85×0.81=0.69, η2M =0.81≥0.69。
6.6.3稳定性校核H sy =266≤0.9iH 0=0.9×5×72=324m 式中 0H ——单级零流量扬程,m 。
由D450-60型水泵特性曲线图可知0H =72m 6.6.4经济流速校核吸水管中流速122532/ 1.68/9009000.335M x x Q v m s m s d ππ===⨯⨯ 排水管中流速122532/ 1.97/9009000.309M p p Q v m s m s d ππ===⨯⨯ 吸、排水管中的流速在经济流速之内,故满足要求。
注:吸、排水管的经济流速通常取1.5~2.2m/s6.6.5吸水管高度校核[][]21125418x x SM x M x x l x Q g d d ζλπ⎛⎫∑+H =H -+ ⎪⎝⎭254287 4.09415325.470.02923.149.810.3350.33536005.470.824.65m⎛⎫+⎛⎫=-⨯⨯+⨯ ⎪ ⎪⨯⎝⎭⎝⎭=-= 式中 [H SM1] = H SM1-(10-h a )-(h n -0.24)=5.1-(10-10.3)-(0.17-0.24) =5.47m注: a h ——不同海拔高度z时大气压值见表[]m; n h ——不同水温t时的饱和蒸汽压力值[]m;实际吸水高度H x =4m <[H x ],吸水高度满足要求。