煤矿主排水水泵选型计算.doc

-37m水平水泵选型计算
矿井在-37m水平设主泵房，-37m主排水泵房内现安装三台水泵，一台工作，一台备用，一台检修，其中二台水泵型号为DA1-150×6型多级离心式水泵，单台水泵额定流量180m3/h，额定扬程147.6m，配用YB2-315S-2型110kW 0.69kV电动机；一台为200D-43×4型，单台水泵额定流量280m3/h，额定扬程172m，配用沈阳电机厂生产的YB2-335M1-4型220kW 0.69kV电动机。
排水管路选用两趟Φ219×8mm无缝钢管，沿钻孔井敷设，管路长度123m，一趟工作，一趟备用。-37m水平主排水系统设内、外环水仓，水仓有效容量为860m3。
二、－37m主排水设备验算
（一）验算依据
1、矿井涌水量：矿井正常涌水量：
Q正=53.3+26=79.3 m3/h。取80m3/h进行校验。
矿井最大涌水量：按矿井正常涌水量的1.5倍计算：
Q大＝118.95 m3/h ，取120 m3/h进行校验
2、排水高度 泵房标高：ha=－37m
出水高度：hb=＋69m
垂高：H= ha＋ hb=106m
3、排水方式：立井排水
4、矿井水质：PH=7
5、矿井瓦斯等级：瓦斯矿井
（二）原有排水设备
1、原有排水设备： DA1-150×6型水泵2台，其技术数据：Q=180m3/h，H＝147.6m，U＝0.69kV, P=110kW, n＝2982r/min。
计划更换为MD155-67×3型水泵2台，技术数据：Q=155m3/h，H＝201m，U＝0.69kV, P=110kW, n＝2982r/min。1台工作，1台备用，1台检修。
2、排水管路：Ф219×8无缝钢管2趟，吸水管路：Ф245×8无缝钢管。
（三）排水管路流速
1、排水管路数量：Ф219×8无缝钢管2趟，1趟工作，1趟备用。
2、排水管路流速
MD155-67×3型水泵
VP= =＝1.4m/S
式中：VP－排水管路流速，m/s；
dp－排水管内经，0.219－0.008×2＝0.203m
QH－水泵额定流量， 155m3/h；
（四）吸水管路流速
MD155-67×3型水泵
VP= =＝1.22m/S
式中：VP－吸水管路流速，m/s；
dp－吸水管内经，0.245－0.008×2＝0.229m
QH－水泵额定流量， 155m3/h。
（五）管道特性曲线及工况
1、吸水管阻力损失计算
（1）吸水管附件等值长度Lx’
弯管：2.2m、底阀：39m、异径管：8.8m，（弯管、底阀、异径管各为一件）。
Lx’＝1×2.2＋1×39＋1×8.8＝50m
（2）吸水管等值长度Lx
Lx＝Lx’＋S=50＋5=55m
式中：
Lx －吸水管等值长度，m
Lx’－吸水管附件等值长度，50m
S－吸水高度，5m
（3）吸水管阻力损失：
Hafx=1.7（）＝1.7×（）
＝1.28m
式中：
Hafx－吸水管阻力损失，m；
1.7－管道淤积的阻力系数；
λ－扬程阻力系数损失，0.0293；
LX－吸水管等值长度，55m；
dx－吸水管内径，0.229m
Vx－吸水管路流速，1.89m/S
2、排水管阻力损失计算
（1）排水管附件等值长度Lp’
闸阀：1.64m，弯头：1.64m，单流三通：13.16m，异径管：6.58m，逆止阀：36m，（闸阀、弯头、单流三通均为2件，异径管、逆止阀各为1件）。
Lp’＝2×1.64＋2×1.64＋2×13.16＋2×6.58＋1×36＝82.04m
（2）排水管等值长度Lp
Lp=H＋Lp’＋L=106＋82.04＋30=218.04m
式中：Lp－排水管等值长度，m
H－排水高度，106m
Lp’－排水管附件等值长度，82.04m
L－排水管在泵房内长度，30m.
（3）排水管阻力损失
Hafp=1.7（）＝1.7×（）
＝16.37m
式中：
Hafp－排水管阻力损失，m；
1.7－管道淤积的阻力系数；
λ－扬程阻力系数损失，0.0304；
Lp－排水管等值长度，257.62m；
dp－排水管内径，0.202m
Vp－排水管路流速，2.4m/S。
3、管道的总损失
Haf＝Hafx＋Hafp=1.28＋16.37=17.66m
式中：Haf－管路阻力总损失m；
Hafx－吸水管阻力损失，1.28m；
Hafp－排水管阻力损失，11.38m。
4、管道的阻力系数及管道特性方程
（1）管道的阻力系数
R=＝＝2.25×10－4
R=＝＝5.45×10－4
式中：R－管路阻力系数；
Haf－管路阻力总损失，17.66m；
Q－水泵额定流量155m3/h。
（2）管道特性方程
MD155-67×3型水泵
Hm＝（H＋S）＋RQ2＝106＋5＋5.45×10－4Q2
=111＋5.45×10－4Q2=128.66
式中：H－排水高度，111m；
S－吸水高度，5m；
R－管路阻力系数， 5.45×10－4。
5、水泵工况点
MD155-67×3型水泵
取不同的Q值得出相应的Hm值，在MD155-67×3型水泵特性曲线上，得水泵工况点： Q工=155 m3/S H工＝128.66m η工=72.9% n＝2950r/min。
6、水泵验算
（1）正常涌水量时的排水时间
MD155-67×3型水泵
T正＝＝＝10.32＜20h
（2）最大涌水量时的排水时间
1台200D43×4型水泵+ 1台MD155-67×3型水泵
T正＝＝＝6.62＜20h
2台MD155-67×3型水泵
T正＝＝＝9.29＜20h
（3）水泵轴功率
MD155-67×3型水泵
N轴＝＝＝75.98Kw
式中：N工－水泵轴功率，kW
Q工－水泵在工况点处流量 155 m3/S
H工－水泵在工况点处扬程128.66m
η工－水泵在工况点处效率， 72.9％
γ－矿井水比重，1020
（4）电动机功率
MD155-67×3型水泵
N电机＝K＝=85.28kW
式中：N轴－水泵轴功率， 75.98kW；
η轴－传动效率，取0.98；
K－富裕系数，1.1。
六、结论
（1）排水设备：排水设备200D43×4型水泵1台，配用沈阳电机厂生产的YB2-335M1-4型220kW 0.69kV电动机。MD155-67×3型水泵2台，配用YB2-315S-2型110kW 0.69kV电动机。
1台工作，1台备用，1台检修。
（2）排水管路：Ф219×8mm无缝钢管2趟，一用一备；吸水管路：Ф245×8mm无缝钢管。
（3）启动设备选用主排水泵电机选用QJR-400/1140(660)型矿用隔爆兼本安型交流真空软起动器。
经以上验算，-37m水平主排水设备满足要求。