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1、张狮坝+280水平排水设备选型计算（一）、根底数据1.矿井年产量：720ktao2 .地测部门提供的水文数据：280m水平正常涌水量347.45m3h,最大涌水量为：2293.17m3ho3 .+54Om出水口水平标高：545m;+28OnI水平中央泵房标高：+280m。那么排水垂直高度265mo4 .正常涌水和最大涌水的天数分别为300d和65d05 .矿井涌水呈中性，密度为1020kg（二）、水泵选型计算1 .排水设备最小能力计算：正常涌水量时：QB=2L=417m3h20最大涌水量时：Q-=空皿=2752m3h202 .水泵扬程估算：Hg=K（HP+7J=1.1（265+5）=297m式
2、中：Hp一一排水垂直高度265m。3 x吸水高度，取5u4 一一管路损失系数，取1.1。5 .水泵型号和台数确实定：根据计算选用MD720-60*5系列矿用耐磨多级离心泵，其主要技术参数为:Qt=720m7h,单级扬程为60m,效率82.4%,水泵配套电机功率900KW,电压6KV,转速1480rmino根据煤矿平安规程第278条第（二）款以及最新煤矿设计标准的有关规定：+28Oln水平：正常涌水量水泵台数：n1=417720=0.6取1台最大涌水量水泵台数：备用泵n3=2752720=3.8取4台检修泵n1=l0.25=0.25,取1台因此，+28OnI中央水泵房所需水泵数量为5台，正常涌水
3、量时，1台工作,3台备用，1台检修；最大涌水量时，4台工作，1台检修。（三）、管路选择计算1 .排水管路趟数确实定：经过初步计算该矿井主排水管路预选配中530X12无缝钢管2趟。矿井在正常涌水时1台泵经1趟“530X12管路排水，另一趟管路备用。最大涌水时4台泵经2趟6530X12管路排水。2 .管径计算（1）排水管内径计算根据公式d-=Jj%计算排水管内径如下表每趟管路水泵数量水泵额定流量（m3h）经济流速（mS）计算内径（mm）下限上限上限下限17201.52.241234027201.52.2582481根据以上计算，结合矿井涌水量实际情况选择选择2趟530X12无缝钢管为主排水管。（2
4、）吸水管内径计算水泵额定流量(m3h)经济流速(mS)计算内径(mm)下限上限上限下限7200.81.5564412根据公式K二亲r计算吸水管内径如下表根据以上计算选取530X12的无缝钢管为吸水管，由于泵的进水口直径为300mm,故需制作大小头。3.排水管实际流速(1)主排水管实际流速一台泵经过一趟530X12管路时二台泵经过一趟530义12管路时nQe_2x720900礼2-900乃X0.50621.99ms4、吸水管实际流速V=-0.995ms900mx900-0.506-5.管路壁厚校验DN500排水管壁厚PdIR-P26.51.0245062800-26.51.024+0.2=8.9
5、3mm式中:P管道内部工作压力kgcm,IOm垂高约为1.024kgcm26壁厚cmR-许用应力，无缝钢管取800kgc112根据以上计算可知选用的排水主管壁厚均大于计算壁厚，故所选管路满足壁厚校验要求。(四)、管路扬程损失计算1,排水管扬程损失(P,速度压力系数，取例=1；科一一直管阻力系数，G=丐；水和管壁摩擦阻力系数，查表知采用DN500管路时=0.0234；1.d一一排水干管直管段长度，此处取(=2110m；dz一一排水干管内径，采用DN500管时&=506mm=0.506m;那么直管阻力系数为%=止=0.0234X义也=97.582d2().5063一一弯管阻力系数，查表知=11；Z
6、3弯管数量，个；Z3=IO;4一一闸阀阻力系数，查表知=0.5;Z3闸阀数量，个；Z3=I;5一一逆止阀阻力系数，查表知=14;vp排水干管实际流速，由前面计算可知一台泵经过一趟管路DN500时Vp=0.995msO9952Haff,=(I+97.58+10l+l.5+14)宜而=6.2Im二台泵经过一趟管路DN500时Vp2=1.99ms此时排水干管扬程损失1QQ2Haff,=(l+97.5810l+l0.5+14)=24.84m3 .吸水管中吸程损失=0.592m式中吸水管吸程损失，m；吸水管直管阻力系数，%=叶；水和管壁摩擦阻力系数，查表知4=0.0234；1.x一一吸水管直管段长度，此
7、处取%=5m;dx排水干管内径，dx=506mm=0.506m；2=0.0234二一=0.2312dx0.506%一弯管阻力系数，吸水管中含异径管1个，弯头1个，查表知两个弯管阻力系数之和为1.5；Z13一一弯管数量，个；由于弯管阻力系数已按两者之和计算，此处取弯管数量Z13=1;一一逆止阀、底阀、滤网阻力系数，查表知=10；Vx一一吸水管实际流速，由前面计算可知Vx=0.995ms根据每趟管路流经排水水泵数量不同，计算管路总扬程损失见表6-12每趟管路水泵数量排水管扬程损失(m)吸水管吸程损失(m)管路总扬程损失(m)DN500管路16.210.5926.802224.840.59225.4
8、32管路总扬程损失见表表6-12(五)水泵吸水高度计算=3.36m式中：Hs水泵吸水高度，m；pshr水泵样本中的必须汽蚀余量，m；查产品样本可知凡=6m；水泵安装地点的大气压力水头，m；查表知=IOm；(六)、水泵扬程计算1.根据公式H=Ha+Hs+H2计算水泵总扬程如表6-13表6-13计算水泵总扬计算表每趟管路水泵数量水泵轴中心至排水管出口高度Ha(m)吸水高度Hs(m)管路总扬程损失HZ(m)水泵总扬程(In)DN500管路12653.366.802275.16222653.3625.432293.792根据以上计算表可知所需最大水泵扬程为293.792m,根据计算扬程选择水泵时应比计
9、算值大5%8%,即H=293.792X1.05=308m2.求水泵级数选用5级泵。(七)确定水泵工况点根据公式R=/及”=+RQ2分别计算出DN400管路、DN300管路排水时的管网阻力系数及管路特性方程如表6-14o表6-14管网阻力系数及管路特性每趟管路水泵数量吸水面至排水口几何高差(m)管网阻力系数管路特性方程DN500管路1268.360.000013H=268.36+0.00001322268.360.000013H=268.36+0.00001321 .水泵通过DN500管路排水时(1)新管时按H=268.36+0.000013Q2在水泵特性曲线图上给出管路特性曲线图(见附图1DN
10、400管路新管时水泵工况点性能曲线图.dwg)。从而可得出每趟管路只通过一台泵排水时Q=810m3hH=277m=80.7%每趟管路只通过二台泵排水时，每台泵的Q2=734m3hH2=296.5m2=82.3%(2)旧管时考虑管网结垢，管路损失按新管管路损失乘1.7倍，此时按H=268.36+0.000022Q2在水泵特性曲线图上给出管路特性曲线图（见附图2旧管时水泵工况点性能曲线图）。从而可得出每趟管路只通过一台泵排水时Q=790m3hH=282.3m11=81.285%每趟管路只通过二台泵排水时，每台泵的Q2=68Om3hH2=309.6mQ2=82.425%（八）电动机校核计算2 .水泵
11、轴功率计算根据公式3=必f%计算各种情况下所需水泵轴功率如表53360010277式中：p矿井水的密度，kgm3,此处夕=1020kg/n?；表6-15水泵轴功率表每趟管路运行水泵数量DN400管路12新管时水泵工况点流量1m3h）810734水泵工况点扬程（m）277296.5工况点效率（）80.782.3工况点轴功率（KW）772.3734.5旧管时水泵工况点流量（m3h）790680水泵工况点扬程（m）282.3309.6工况点效率（）81.28582.425工况点轴功率（KW）762.1709.53 .电机容量计算根据公式M=Z丝计算各种情况下所需电动机容量如表55“式中：传动效率，此
12、处用联轴器取利=0.95；k一一富裕系数，由于单台泵流量大于300m3h,取&=1.1；表6.16电动机容量计算表每趟管路运行水泵数量DN500管路12新管时工况点轴功率（KW772.3734.5电动机容量（KW）849.5808旧管时工况点轴功率（KW）762.1709.5电动机容量（KW）838.3780根据以上计算可知所选用900KW电动机满足排水要求。（九）排水校验计算1.排水时间计算根据公式TW=苧计算各种情况下排水时间如表6-17nQsi表6J7排水时间计算表工程名称新管旧管正常涌水量时最大涌水量时正常涌水量时最大涌水量时运行方式1台4台并联1台4台并联涌水量（m3h）347.45
13、2293.17347.452293.17每小时排水量（m3h）8104X7347904X680排水时间（h）10.318.710.520根据以上计算可知各种情况下排水时间均不超过20小时，故所选水泵及管路满足排水时间要求。4 .经济性校验：水泵工作点的效率在工业利用区之内，故符合经济要求。5 .稳定性校验：水泵性能特性曲线给出水泵流量为零时的压头值H=380m系统计算所需扬程293.792m,所以水泵得以稳定地工作。（十）起动设备选择根据矿井瓦斯等级、电压等级等具体情况结合目前市场上主流起动设备的实际情况选择QBG-180/6000R防爆型高压软启动器。考虑一台软启动器正常情况下带两台水泵，前
14、期（开采一350m水平时）选择两台QBG180/6（M）OR防爆型高压软启动器，后期（开采一600m水平时）增加两台QBG-180/6000R防爆型高压软启动器。考虑在一台软启动器出现故障时，另一台能启动4台泵（该软启动器最大可启动4台泵），选择QBG-180/6000R防爆型高压软启动器额定电流为360A。根据以上描述，选择QBG-180/6000R防爆型高压软启动器的主要参数为:额定电压：6KV额定电流：360A外形尺寸(长X宽X高)：1848Xl2851276mm(十一)起吊钢梁计算1 .原始数据水泵重量：2580kg(2)电机重量：3900kg(3)泵房宽度：5200mm2 .起吊钢梁计算(1)最大弯矩计算计算弯矩按载荷位梁的中点，那么弯矩为P.L3900105.2cmnnMd=-d=50700N.m44PbL2580105.2CZMb=A=33540N.mb44(2)求钢梁的最小抗弯截面系数取钢梁抗弯许用应力为=100MPa,那么钢梁的最小抗弯截面系数为:=J2Z=507106m3=507cm3lt100106=33540.335.4106m3=335.4cm3100106查阅型钢规格表，选择起吊钢梁如下：电动机起吊钢梁选用I28a,Wx=508.153cm3;水泵起吊钢梁选用I25a,Wx=401.883cm3o
