排水泵房畢業(yè)設(shè)計說明書

1、<p><b>　　目　　錄</b></p><p>　　第一章　原始資料1</p><p>　　第二章　預(yù)選泵的型號和臺數(shù)1</p><p>　　第一節(jié)　工作水泵排水能力的計算2</p><p>　　第二節(jié)　工作水泵的揚程計算3</p><p>　　第三節(jié)　確定泵的臺數(shù)5&l

2、t;/p><p>　　第三章　選擇排水系統(tǒng)5</p><p>　　第一節(jié)　確定管路趟數(shù)6</p><p>　　第四章　計算管徑選擇管材7</p><p>　　第一節(jié)　排水管徑的計算7</p><p>　　第二節(jié)　吸水管徑的計算7</p><p>　　第三節(jié)　選擇管材8</p>

3、<p>　　第五章　計算管路特性確定工況點9</p><p>　　第一節(jié)　計算管路特性9</p><p>　　第二節(jié) 確定工況11</p><p>　　第六章 校驗技術(shù)參數(shù)12</p><p>　　第一節(jié) 驗算排水時間及電機容量12</p><p>　　第七章 設(shè)備及安裝費計算13</

4、p><p><b>　　第一章　原始資料</b></p><p>　　單水平開采，豎井排水，，井深280米， </p><p>　　礦井正常涌水量220m3/h，正常涌水期rz=320(d)</p><p>　　礦井最大涌水量300 m3/h，最大涌水期

5、 rmax=45(d)</p><p>　　礦水中性，密度ρ=1000(kg/m3)</p><p>　　礦井電壓(6000V)</p><p>　　礦井主排水設(shè)備泵房設(shè)在井底車場附近，軌距600(mm)</p><p><b>　　屬低沼氣礦井<

6、/b></p><p>　　礦井年產(chǎn)量3.5×106(噸)</p><p>　　第二章　預(yù)選泵的型號和臺數(shù)</p><p>　　根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》第278條對主排水設(shè)備的水泵的要求是：必須有工作、備用和檢修的水泵，其中工作水泵的能力，應(yīng)能在20小時內(nèi)排出礦井24小時的正常涌水量（包括填充水和其他用水）。備用水泵的能力應(yīng)不小于工作水泵的能力的70%。

7、工作和備用水泵的總能力，應(yīng)能在20小時內(nèi)排出礦井24小時的最大涌水量。檢修水泵的能力，應(yīng)不小于工作水泵的總能力的25%。水文地質(zhì)條件復(fù)雜的礦井，可在主要泵房內(nèi)預(yù)留安裝一定數(shù)量水泵的位置。</p><p>　　《規(guī)范》第2－136條地小涌水量礦井的水泵，做出了規(guī)定：對于正常涌水量為50米3/小時及以下，且最大涌水量為100</p><p>　　米3/小時及以下的礦井，可選用兩臺水泵，其中一臺

8、工作，一臺備用。</p><p>　　第一節(jié)　工作水泵排水能力的計算</p><p>　　工作水泵必須的排水能力</p><p>　　根據(jù)《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，要求正常投入工作的水泵的排水能力，能在20小時內(nèi)排出礦井24小時的正常水量，即：</p><p>　　式中：QZ－－表示工作水泵必須的排水能力（ m3/h）</p>&l

9、t;p>　　qz――表示正常涌水量（m3/h）</p><p><b>　　由公式得：</b></p><p>　　又工作水泵的總能力，能在20小時內(nèi)排出礦井24小時的最大涌水量，即：</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　QBmax－－表示工作與備用水泵必須的排水總

10、能力（ m3/h）</p><p>　　qmax――表示最大涌水量（m3/h）</p><p><b>　　由公式得：</b></p><p>　　第二節(jié)　工作水泵的揚程計算</p><p>　　作為估算可認為水泵必須產(chǎn)生的揚程為：</p><p>　　式中：Hg――表示測地高度280＋1＋4（米

11、）；</p><p>　　其中井深為280米；排水管出口高于井口1米；井底車場與吸水面的高度為4米</p><p>　　ηg――表示管路效率；</p><p>　　對于豎井，ηg＝0.9～0.89；</p><p><b>　　由公式，得</b></p><p>　　根據(jù)以上估算的流量和揚程，以及

12、礦水的性質(zhì)，故選擇200D43型水泵，其單級泵特性曲線見圖1－1，其額定排水量為288m3/h。</p><p><b>　　水泵的級數(shù)計算：</b></p><p><b>　　公式：</b></p><p>　　式中：Hi――泵流量為QB時的平均揚程（米）。該值由泵的平均單級特性曲線上查出。若求出的級數(shù)i介于兩整數(shù)之間

13、，取較大整數(shù)當(dāng)然可以滿足要求，但取較小整數(shù)時也能達到要求，但取較小整數(shù)有時也能達到要求。這時究竟級數(shù)較多還是較少合理，往往須經(jīng)過技術(shù)和經(jīng)濟比較后才能確定。</p><p><b>　　由公式，得</b></p><p>　　式中Hi＝42.4是該泵流量為264 m3/h的平均單級揚程由圖1－1查出</p><p><b>　　根據(jù)計算

14、選取i＝8</b></p><p>　　第三節(jié)　確定泵的臺數(shù)</p><p>　　根據(jù)《規(guī)范》第2－136條的規(guī)定，當(dāng)qz≤50m3/h和qmax≤100m3/h時，若必須的工作水泵為n1，則必須的水泵總臺數(shù)為n=2n。</p><p>　　當(dāng)qz≥50m3/h時，若工作水泵的必須臺數(shù)為n1，則備用水泵的臺數(shù)n2應(yīng)取n2≥0.7n1(偏上整數(shù))和n2=1

15、.2qmax/Q-n1(偏上整數(shù))中的較大者。其中Q為泵的工況流量，在未工況的情況下，可取Q=qz/n1。檢修水泵的臺數(shù)n3≥0.25n1(偏上整數(shù))。必須的水泵臺數(shù)n=n1+n2+n3。</p><p>　　對于水文地質(zhì)條件復(fù)雜的礦井，可根據(jù)情況，多設(shè)水泵或在泵房內(nèi)預(yù)留安裝水泵的位置。</p><p>　　根據(jù)上述要求，本設(shè)計中選用200D43×8水泵3臺，一臺工作，一臺備用，

16、一臺檢修。</p><p>　　第三章　選擇排水系統(tǒng)</p><p>　　有兩種可供選擇的排水系統(tǒng)，一種是直接排水，一種是分段排水。在相同條件下，前者的水平和泵房數(shù)量少，系統(tǒng)簡單，基建費用和運行費用少，維護工作量要減少一半以上，需用的人員也少。因此，這年來國內(nèi)外均趨向于采用直接排水系統(tǒng)。</p><p>　　對于條件比較復(fù)雜的多水平開采礦井，應(yīng)根據(jù)各水平深度，涌水量

17、以及現(xiàn)有的水泵性能等因素，從基本投資要少、易于施工、操作簡單和維修方便等方面加以綜合考慮，經(jīng)過技術(shù)和經(jīng)濟比較后，確定采用直接排水還是分段排水。</p><p>　　第一節(jié)　確定管路趟數(shù)</p><p>　　《煤礦安全規(guī)程》第242條對水管做了規(guī)定：必須有工作和備用的水管，其中工作水管的能力能配合工作水泵在20小時內(nèi)排出礦井24小時的正常涌水量。工作和備用水管的總能力，應(yīng)能配合工作水泵和備用

18、水泵在20小時內(nèi)，排出24小時的最大涌水量。</p><p><b>　　確定排水管路系統(tǒng)</b></p><p>　　根據(jù)本礦具體情況，可采用三臺泵兩條排水管的管路系統(tǒng)，如圖1－2所示</p><p>　　二、泵房內(nèi)管路布置　（如圖1－3）</p><p>　　第四章　計算管徑選擇管材</p><p

19、>　　計算管徑時，要考慮到，當(dāng)采用的管徑偏大，則水頭損失小，耗電低，但管路投資費用也大；若采用的管徑偏小，則管路阻力大，耗電量也高。因此管路直徑應(yīng)由管路投資費用和運轉(zhuǎn)費用總和的最小值來決定。</p><p>　　第一節(jié)　排水管徑的計算</p><p>　　一般情況下，管徑可按管中流速Vp＝1.5～2.2米/秒計算管徑。</p><p><b>　　公

20、式：</b></p><p><b>　　由公式，得</b></p><p>　　選擇排水管內(nèi)徑dp＝207毫米無縫鋼管。</p><p>　　第二節(jié)　吸水管徑的計算</p><p>　　公式　dx=dp+25×10－3（米）</p><p>　　由公式得　dx=0.249～

21、0.206+25×10－3=0.274～0.231(米)</p><p>　　選擇吸水管內(nèi)徑dx＝233毫米的無縫鋼管。</p><p><b>　　第三節(jié)　選擇管材</b></p><p>　　選擇管材的主要依據(jù)是管子將要承受的水壓大小。通常情況下，對于鋪設(shè)在深度不超過200米豎井內(nèi)的排水管多采用焊接鋼管，深度超過200米豎井內(nèi)的排

22、水管多采用無縫鋼管。斜井管路和可按承壓大小，分別選用鑄鐵管，焊接管和無縫鋼管。管材應(yīng)盡量統(tǒng)一。鑄鐵管最大承壓為10公斤/厘米2。吸水管通常用鋼管。</p><p>　　管壁厚度可用下式計算：</p><p>　　式中：dp――標(biāo)準(zhǔn)管內(nèi)徑（厘米）</p><p>　　σπ――許用應(yīng)力。無縫鋼管為800公斤/厘米2；鑄鐵管為200公斤/厘米2；焊接管為600公斤/厘米2

23、；</p><p>　　p――管內(nèi)液體壓強，可用下式求出：p=0.11Hg(公斤/厘米2)</p><p>　　Hg――測地高度（米）</p><p>　　C――附加厚度，無縫鋼管為0.1～0.2（厘米）</p><p><b>　　排水管管壁厚度計算</b></p><p><b>　

24、　吸水管管壁厚度計算</b></p><p>　　根據(jù)管徑和管辟厚度，可在手冊中查出選用YB231－70外徑Φ219mm，壁厚為6的無縫鋼管作為排水管；選用YB231－70外徑Φ245，壁厚為6的無縫鋼管為吸水管。</p><p>　　第五章　計算管路特性確定工況點</p><p>　　第一節(jié)　計算管路特性</p><p>　　計

25、算管路特性曲線時應(yīng)按排水管路最長的一條計算?，F(xiàn)利用圖解法計算。計算時首選要求出全管路的計算長度，此時，若不計排、吸水管的管徑差異，近似地安排排水管徑計算其特性，則總計算長度為：</p><p>　　式中前兩項可用下式估算：</p><p>　　lp+lx=Hg+(50～70)=285＋60＝345米</p><p>　　等值管長可依＝25～30米估算，則l=345＋

26、25＝370米</p><p><b>　　計算所需揚程：</b></p><p>　　下面用圖解法求算水頭損失。根據(jù)排水管內(nèi)徑，可查出流量Q=90,180,270,360立方米/小時的水頭損失值，將查出的各值列于表1-1。根據(jù)表中的Q和相應(yīng)的H值可繪出管路特性曲線，如圖1-4中的曲線1所示。</p><p>　　表1-1 管路特性曲線<

27、/p><p><b>　　第二節(jié) 確定工況</b></p><p><b>　　一、確定工況點</b></p><p>　　將管路特性曲線繪在泵特性曲線圖上，它與泵場程曲線的交點即為工況點。工況點所標(biāo)各參數(shù)值即為泵預(yù)計的工況參數(shù)值。</p><p>　　1) 在正常涌水時期，工況點為單臺泵與一條管路特性

28、的交點。如圖1-4所示，圖中K點即所求。該點(曲線1)的工況參數(shù)為</p><p>　　Qk=89L/S=0.088m3/s=316.8m3/h ，Hk=37.5×8=300m，ηk=0.79</p><p>　　2) 在最大涌水時期，工況點為兩臺泵與兩條并聯(lián)管路特性的交點。首先將單臺泵特性的流量值加大到兩倍，得到兩臺泵并聯(lián)工作特性，如圖1-5所示。它與兩條管路并聯(lián)特性的交點K’

29、2即為聯(lián)合工作的等效工況點。由該點作等揚程線，交單臺泵特性于K’。K’即為聯(lián)合工作各泵的工況點。各點工況參數(shù)為</p><p>　　Q2K’=173L/S=0.173m3/＝622.8m3/h，Qk’=Q2k’/2=86.5L/S=311.4m3/h</p><p>　　H2k’=Hk’=38×8=304m， η2k’=ηk’=0.79</p><p>　

30、　第六章 校驗技術(shù)參數(shù)</p><p>　　第一節(jié) 驗算排水時間及電機容量</p><p><b>　　一、驗算排水時間</b></p><p>　　正常涌水時期和最大涌水時期每天必須的排水時間分別為：</p><p>　　無論正常涌水期和最大涌水期，每晝夜的排水時間均不越過20小時，符合《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定。<

31、/p><p><b>　　二、驗算電機容量</b></p><p>　　根據(jù)工況參數(shù)可算出電機必須的容量為：</p><p>　　可配410KW電動機。</p><p><b>　　三、計算耗電量</b></p><p>　　各涌水時期工況不同，它們的每年耗電量分別為：</

32、p><p><b>　　全年總耗電量</b></p><p>　　E=Ez+Emax=2.19×106＋2.13×105＝2.4×106(KWh)</p><p><b>　　排1立方米水的電耗</b></p><p>　　第七章 設(shè)備及安裝費計算</p>&

33、lt;p>　　整個排水系統(tǒng)的設(shè)備及按裝費用共分三部分，一是機械設(shè)備部分；其余兩部分是電氣設(shè)備和管路系統(tǒng)(費用統(tǒng)計略)。</p><p>　　設(shè)備費是按實際需要計算的。表中的運雜費按設(shè)備價格的百分比計算。安裝用的材料，按設(shè)備價格的百分比數(shù)計算。工資調(diào)整系指地區(qū)不同而引起的差異。</p><p>　　根據(jù)統(tǒng)計計算結(jié)果可以算出用于排水方面的設(shè)備費。</p><p>

34、<b>　　建筑費 </b></p><p>　　在估算泵房尺寸和管子道尺寸后，再根據(jù)井底車場的布置統(tǒng)計出水倉的長度和斷面大小(查有關(guān)資料)，可以算出開拓量為12853m3</p><p>　　二、噸煤排水耗費 </p><p>　　計算噸煤排水耗費如下：</p><p><b>　　1、年耗電費</b

35、></p><p>　　取當(dāng)?shù)毓I(yè)電價格Cd=1.2元</p><p>　　則年耗電費S1=ECd=2.4×106×1.2＝288萬元</p><p><b>　　2、設(shè)備折舊費</b></p><p>　　取設(shè)備使用壽命為20年，折舊率為5%。</p><p><

36、b>　　3、建筑折舊費</b></p><p><b>　　取折舊率為5%。</b></p><p><b>　　4、工人工資</b></p><p>　　泵房共安裝五臺泵，每日三班，每班六人,晝夜共需十八人，在冊系數(shù)取1.3，則在冊人數(shù)為23.4人。工資單價包括基本工資、輔助工資和附加工資。對于井下工人

37、，輔助工資可按基本工資的29%計算，附加工資按基本工資與輔助工資之和的17.5%計算。</p><p><b>　　5、維修費</b></p><p>　　對于排水設(shè)備，其維修費可取設(shè)備費6%。</p><p><b>　　6、其它費用</b></p><p>　　作為估算，可取工人工資的15%。&

38、lt;/p><p><b>　　7、噸煤的排水耗費</b></p><p>　　以礦井年產(chǎn)量除上述六項費用總和，得噸煤的排水耗費</p><p>　　即開采一噸煤，耗于排水設(shè)備方面的費用為1.09元。</p><p><b>　　前　　言</b></p><p>　　畢業(yè)設(shè)計是煤

39、礦職工院校機電專業(yè)教學(xué)計劃的最后一個教學(xué)環(huán)節(jié)，是系統(tǒng)地鞏固和總結(jié)大學(xué)階段學(xué)習(xí)的必要途徑，是在學(xué)習(xí)了全部課程的基礎(chǔ)上通過學(xué)生自己獨立地完成指定的設(shè)計任務(wù)，提高理論聯(lián)系實際，分析問題和解決問題的能力，學(xué)會收集資料、查閱參考書和使用工具書的方法，提高處理數(shù)據(jù)、編寫技術(shù)文件的能力，進一步加強設(shè)計計算和制圖等基本技術(shù)的訓(xùn)練，為畢業(yè)后參加煤礦機電工作打好扎實的基礎(chǔ)。所以這次畢業(yè)設(shè)計的成果，也是學(xué)生大學(xué)階段整個學(xué)習(xí)成績考核的重要依據(jù)。</p&g

40、t;<p>　　由于本人知識水平有限，在編寫、設(shè)計過程中，缺點和錯誤一定存在，敬請各位教師、各位領(lǐng)導(dǎo)批評指正。</p><p><b>　　結(jié) 束 語</b></p><p>　　畢業(yè)設(shè)計是緊張而又充滿挑戰(zhàn)的，在這段過程中，使我深深地感覺到自己知識上的匱乏及實際工作中的不足，但同時也使自己得到了一次理論與實際相結(jié)合的鍛煉機會，使自己在大學(xué)三年的理論學(xué)習(xí)得

41、到了充分的發(fā)揮。也使自己深刻的認識到理論只有與實踐相結(jié)合，才能更好的發(fā)揮科學(xué)技術(shù)的優(yōu)越性。</p><p>　　本設(shè)計共分七章十一節(jié)，在設(shè)計過程中以原始資料為依據(jù)，遵守礦水泵的造型原則，同時又以《煤礦安全規(guī)程》為基準(zhǔn)。</p><p><b>　　參考文獻：</b></p><p>　　《煤礦機械》………………………… 煤工業(yè)出版社</p