高压泵在白山矿水泵柱位置优化设计

高压泵在白山矿水泵柱位置优化设计

1水力开采严重六安井位于吉林省白山市六安市。是一家集中矿业集团的国有控股公司，年设计能力为21万吨。由于煤层排放非常不稳定，褶皱、断裂和磁性岩石的严重侵蚀，煤层厚度在0.6m之间变化，倾角在33-55之间变化，因此很难完全机械化地开采矿。后改为水力开采,现生产水平为-50水平,水采主要煤水处理集中硐室都布置在该水平。由于-50水平储量有限,现正在进行-125水平开拓布置设计。在设计中,煤泥水输送泵是技术关键,为此,对煤水泵的选型进行了优化设计。2煤炭泵的参数2.1q高、q掘、不均衡系数煤水泵流量Q煤按下式计算:Q=K1(Q高+Q掘)式中:Q为煤水泵排量,m3/h;Q高为高压泵排量,m3/h;Q掘为掘进水排量,m3/h;K1为不均衡系数,取1.2。高压泵型号为DG150-130×10,流量为150m3/h,掘进水量由于是间断供应,平均为100m3/h,计算得Q煤=300m3/h。2.2煤水泵提升高度计算H=K2(ΔH+Hm)(1)式中:H为煤水泵扬程,m;ΔH为煤水泵提升高度,m;Hm为煤水管阻力,m;K2为富余系数,取1.05。2.2.1改善后的舞流高度h煤水泵最大排高为-50浓缩仓闸墙标高与-125泵房标高之差,ΔH=-43.5-(-125)=81.5m。2.2.2煤水泵流量计算管道阻力与管道直径D、长度L及流量Q有直接关系,管道直径根据设计为Φ245×10;长度为1000m,煤水泵流量按Q=300m3/h计算。据此根据煤炭科学研究总院唐山研究院多年来总结的水采煤泥水计算数学模型进行计算机回归,得到管道阻力曲线见图1所示,从图中可以看出,当流量Q=300m3/h,管道阻力Hm=32m。将上述数据代入2-1求得煤水泵扬程为H=119.2m,取H=120m。3为煤泵方案的选择3.1机械密封零泄漏工艺采用2台100JB-40型单级煤水泵串联运行,该泵单级扬程H=60m,流量Q=300m3/h,电机功率N=90kW,效率η=70%,二级泵由于承压高,为防止泄漏煤水采用机械密封,可以实现零泄漏。每台泵及电机投资约6万元,4台共投资为24万元。3.2电机功率n的测量根据流量和扬程参数需要选择DN300型2级煤水泵,扬程120m,流量Q=300m3/h,电机功率N=220kW,效率η=60%。每台泵及电机投资约30万元,2台共投资为60万元。3.3单壳泵生长特性单级渣浆泵参数能够满足要求的只有150D-A55的单壳泵,扬程H=120m,流量Q=300m3/h,电机功率N=250kW,效率η=50%。每台泵及电机投资约25万元,2台共投资为50万元。4比较方案4.1方案对比的必要性三个方案技术比较见表1。通过对八项技术指标进行对比,可以看出方案一具有明显的技术优势,尤其是运行寿命长、维修简单和无泄漏等三个方面更具有绝对优势。4.2方案三:2台运行,专空吸收费经济比较主要从投资、大修费和电费三个方面进行,比较结果见表2。大修费:方案一按大修周期2年计算,每台大修费为2万元/年,2台运行,共需大修费为2万元/年;方案二大修周期为1年,每台大修费为4万元/年;方案三大修周期为1年,由于为单壳泵,大修需要换整个泵头,每台大修费为3万元/年。运行电费:煤水泵每天运行10小时,每年工作330天,电费按0.65元/kW·h计算。通过上述技术、经济比较,方案一比其他两个方案都优越,因此,选择方案一即两台单级泵串联运行方案。5多级煤水泵使用时存在的问题单级泵串联运行在电力、冶金等行业使用较为普遍,在水采矿井使用较少,尤其是就地串联还没有使用的先例。当扬程超过100米就得使用多