矿用水泵的常见类型.doc

矿用水泵的常见类型教案机电办：焦海鹏 矿井采掘排水系统由采掘深度、涌水量的大小等因素来确定。常见的排水系统有集中排水系统和分段排水系统两种。排水高度较低时，可以直接将水集中排至大巷水沟； 排水高度较高时，若水泵的扬程不足以直接把水排至大巷水沟，可以采取分段排水方式。1、 矿井采掘排水设备分类1.1 按叶轮数目分类 可分为多级离心泵和单级离心泵。多级泵扬程高，单级泵分为单吸叶轮和双吸叶轮，这种泵流量大，扬程低。1.2 按水泵外壳构造分类 可分为分段式离心泵和整体式离心泵。1.3 按水泵传动轴的安装方式分类 可分为卧式和立式水泵。立式水泵有吊泵、潜水泵等。1.4 按工作原理分类 叶轮式泵：它是依靠工作叶轮的旋转运动而输送液体的。这类泵有离心泵、轴流泵和混流泵。容积式泵：它是依靠工作室容积的改变而输送液体的，往复泵、回转泵属于此类。这类泵有柱塞泵、隔膜泵等。流体作业泵：它是依靠一种流体运动的能量来输送液体的，此类泵有喷射泵。2 、矿井采掘排水系统常用水泵类型及型号含义2.1 多级离心泵 多级离心泵由定子和转子部分组成。水泵的定子部分主要由前段、中段、后段、导水圈、尾盖及轴承架等零部件用螺栓联结而成。水泵的转子部分主要由装在轴上的叶轮和平衡盘组成。整个转子部分支撑在轴两端的圆柱滚子轴承上。泵的前、中、后段间用螺栓固定在一起，各级叶轮及导水圈之间靠叶轮前后的大扣环和小扣环密封。泵轴穿过前后段部分的密封靠填料、填料压盖组成的填料函来完成。水泵的轴向推力采用平衡盘平衡。该类型水泵常用型号有 MD85- 452、MD280- 604 等，M表示耐磨，D 表示多级分段式离心泵，第一个数字表示流量，第二个数字表示单级扬程，第三个数字表示级数。2.2 矿用隔爆型排污、排沙潜水泵 矿井常用的隔爆型排污、 排沙潜水泵有 BQW、 BQS系列，该系列潜水泵能排放高浓度的煤泥、岩粉、灰渣、砂浆等重介质。潜水泵结构型式为整机潜水、机电一体，具有防水、防爆、安装迅速、操作简便等特点。该类水泵常用的型号有：BQW(S)30- 30- 5.5BQW(S)75- 20- 7.5BQW(S)40- 50- 15BQW(S)50- 50- 18.5BQW(S)150- 20- 22BQW(S)80- 80- 37BQW(S)100- 50- 45BQW(S)150- 60- 55BQW(S)150- 80- 75BQW(S) 300- 50- 90BQW(S)80- 240- 185（四级泵 ）B 表示隔爆型电泵， Q 表示潜水， W 表示排污， S 表示排沙。第一个数字表示流量， 第二个数字表示扬程， 第三个数字表示功率。2.3 BQF系列风泵 BQF系列风动潜水泵有 BQF-风动潜水泵、 BQF-风动潜水泵、BQF-三种型号。该系列泵动力部分采用了叶片式气动马达， 具有自动离心调速器结构， 能确保在额定转速范围内运行。BQF 系列风泵常用型号有，BQF18/15，BQF17/70， BQF25/50，B 表示泵， Q 表示潜水， F表示风， 第一个数字表示流量， 第二个数字表示扬程。2.4 气动隔膜泵 气动隔膜泵是一种新型输送机械，是目前国内最新颖的一种泵类。采用压缩空气为动力源，对于各种腐蚀性液体，带颗粒的液体， 高粘度、 易挥发、易燃、剧毒的液体，均能予以抽光吸尽。气动隔膜泵是一种由膜片往复变形造成容积变化的容积泵。气动隔膜泵常用型号有 BQG- 150/0.2， B 表示泵， Q 表示气动，G表示隔膜， 150 表示额定流量为 150L/min， 0.2 表示额定工况下的排料压力为 0.2MPa。3、矿井采掘排水系统设备选型设计3.1 概述 根据煤矿安全规程 规定，矿井排水设备必须有工作、备用和检修水泵。其中，工作水泵的排水能力，应能在 20h 内排出矿井 24h 的正常涌水量。备用水泵的能力应不小于工作水泵能力的 70%。工作和备用水泵的总能力， 应能在 20h 内排出矿井 24h 的最大涌水量。检修水泵的能力应不小于工作水泵能力的 25%。3.2 工作水泵必须的排水能力 根据煤矿安全规程规定， 工作水泵的排水能力，应能在 20h 内排完 24h 的正常涌水量， 即 QB(20h)Qr(24h)工作水泵与备用水泵的总能力， 应能在 20h 内排完 24h 的最大涌水量， 即， QBm(20h)Qrm(24h)式中： Qr正常涌水量 （m3/h)Qrm最大涌水量 （m3/h)QB工作水泵必须的排水能力 （m3/h)QBm工作与备用水泵必须的排水总能力 （m3/h)3.3 水泵必须的扬程水泵必须产生的扬程 HB(m)HB=(Hp+Hx） /g式中： Hp排水高度 （m)Hx吸水高度 （m） ， 一般 Hx=5- 5.5mg管道效率， 与排水管敷设倾角 角有关。3.4 确定水泵台数 根据工作水泵必须的排水能力和必须的扬程进行选泵，使之既能满足正常排水的需要，又能满足最大排水的需要，最好是一台水泵就能达到所要求的排水能力。3.5 采掘排水系统设计实例 某综采工作面正常涌水量为55m3/h，最大涌水量为150m3/h，排水高度为50m，巷道倾角为18。如何选择水泵及管路？3.5.1 水泵选型水泵必须的排水能力计算在正常涌水量期， 工作水泵必须的排水能力为：QB=1.2Qr=1.255=66m3/h在最大涌水量期，工作水泵和备用水泵必须的排水能力为：QBm=1.2Qr=1.2150=180m3/h水泵所需扬程为:HB=(Hp+Hx） /g=(50+5.5)/0.74=75m初选水泵结合煤矿采区水泵使用情况，从泵产品目录中选取 BQS80- 80- 37 隔爆型排沙泵，其额定流量 80m3/h， 额定扬程 80m， 电机功率37kW。确定水泵的台数正常涌水时工作水泵的台数： n1=QB/QH=66/80=0.8取 n1=1QH水泵的额定流量， m3/h备用水泵的台数： n20.7n1=0.71=0.7取 n2=1最大涌水量时，工作水泵的台数： n3=QBm/QH=180/80=2.25取 n3=3由于 n1+n2=2n3，所以，要增加 1台备用水泵，才能满足实际排水需要。水泵总台数为：n=1+2=33.5.2 管路的选择根据该综采工作面水泵选型情况，结合煤矿常用的管路型号，初步选型：选择一趟 108，一趟 159 管路。管径的计算如果管径取大些，阻力损失小，长期使用所消耗的电能小； 反之，如果管径取得小，管内流速快，阻力损失大，长期运行电耗大。因此，在选型计算时，应考虑电费、材料费、安装、拆除等因素。下面简单介绍一下我矿的主排水系统的运行状况。矿井目前为一水平开采，只有-530m中央泵房一个排水系统，矿井涌水通过-530m中央泵房直接排至地面，流入黑河。2012年5月，-530m应急排水系统安装完成，经试验合格后投入使用。-530m中央泵房安装5台MDS420-957型离心水泵，单台水泵额定流量为420 m3/h，扬程665m，配套电机YB71031-4（1250kW，6000V、1488r/min）。正常涌水量时2台工作，2台备用，1台检修；最大涌水量时4台工作，1台备用。井筒内装备三趟325排水管路，5台水泵可以通过任意管路排水。应急排水系统安装一台BQ550-650/17-1600/W-S型潜水泵，额定流量550 m3/h，扬程650m，配备1600KW电机。应急排水泵通过地面控制开停，通过一趟325排水管路将水排至地面。 -530m水平泵房水仓由内、外水仓组成，内水仓1920m3，外水仓2520m3，水仓总容量为4440m3。应急排水仓容量为1000m3，并与外水仓联通。因此水仓总容量为5440m3。 -530m主排水系统能力（1）依据煤矿生产能力核定与管理指南中“排水和水仓能力核定及计算方法”，按煤矿生产能力核定表计算具体计算过程及结果如下计算公式矿井正常涌水量的生产能力计算公式：（万t/a）矿井最大涌水量的生产能力计算公式：（万t/a）（2）参数选取地质报告资料矿井正常涌水量471.8m3/h，最大涌水量514m3/h。排正常涌水量生产能力计算An排正常涌水量生产能力（万t/a）；Bn工作水泵总排水能力，取4202840（m3/h）；Pn上年度日产吨煤所需排出的正常涌水量(m3/t)，Pn（471.824）/10909.11.04m3/t说明：式中日产吨煤按2011年实际原煤产量进行计算，360104/33010909.1（t/d）； 排最大涌水量生产能力计算Am排最大涌水量生产能力（万t/a）；Bm工作泵加备用泵的总排水能力取42041680（m3/h）Pm上年度日产吨煤所需排出的最大涌水量(m3/t),Pm（51424）/10909.11.13m3/t（3）校验校验水泵能否在20h内排出24h的正常涌水和最大涌水量正常涌水时，两台工作泵排水能力为：20h排水量：42022016800 m3 2012年联合试运转工作水泵的能力20Q工14160m3。正常涌水时，24h涌水量：471.82411323.2 m314160 m3。最大涌水期间，四台工作泵排水能力为：20h排水量：42042033600 m32012年联合试运转测试工作泵和备用泵的最大排水能力： 20（Q工+ Q备）27120 m3最大涌水时，24h涌水量：5142412336m327120m3以上计算表明，水泵排水能力符合煤矿安全规程有关要求。水仓容量校验：由于