排水设备选型计算

排水设备选型计算

目录

目录 (2)

摘要 (4)

第一章绪论及设计原始资料与任务 (5)

第二章离心泵结构和特点 (6)

2.1 概述 (6)

2.2 离心泵的工作原理、分类、型号及结构 (6)

2.3 离心泵的气蚀 (7)

2.4 离心泵的分类 (7)

第三章排水设备选型计算 (9)

3.1 确定排水系统 (9)

3.1.1预选的泵的型号和台数 (9)

3.1.2确定水泵的台数和级数 (10)

3.2管路及管路布置 (11)

3.2.1管路系统 (11)

3.2.2计算管路特性 (13)

3.2.3 校验计算 (17)

第四章确定水仓、水泵房尺寸及其附属设备 (21)

4.1 确定水仓尺寸 (21)

4.2 泵房分配井闸直径的确定 (22)

4.3 水泵基础尺寸的确定 (23)

4.4 计算主泵房主要尺寸 (23)

第五章其余方案的选型计算及方案比较 (25)

5.1确定水泵台数 (25)

5.2 管路及管路布置 (27)

5.3计算耗电量 (32)

致谢 (34)

参考文献 (35)

摘要

本设计主要内容是矿山排水设备的选型设计及压水室形状对水泵性能的影响。在此课题的设计过程中，主要运用分析、比较等方法，根据矿井安全生产的政策、法规，应用历史设计经验，结合煤炭行业发展现状，以安全可靠为根本，以投入少、运行费用低为原则的设计指导思想来进行综合设计的。

本课题来源与工程实际，因此在设计的过程中，通过多种渠道掌握给排水行业最新信息，初步选择排水方案并对设备选型，进行相关计算，确定设备工况，然后通过校验水泵的吸水高度、排水时间，以及对各方案水泵装置效率的比较，排除不合理的方案，最后再对方案进行经济核算以确定方案的合理性。

关键词∶排水系统水泵选型工况点

第一章 绪论及设计原始资料与任务

1．绪论

在矿井建设和生产过程中，涌入矿井的水流称为矿水。矿井水的来源分为

地面水和地下水，地面水是江、河、湖、溪、池塘的存水及雨水、融雪和山洪

等。

矿水可以用单位时间涌入矿井内的体积来度量，称为绝对涌水量。一般用

“q ”表示，其单位为m 3

/h 。涌水量的大小与该矿区的地理位置、地形、水文地

质及气候等条件有关；同一矿井在一年四季中涌水量也是不同的，如春季融雪

或雨季里涌水量大些，其他季节则变化不大，因此前者称最大涌水量，而后者

称为正常涌水量。

排水设备主要包括：水泵、配套电机、管路、泵房、管子道、水仓及电控

设备等。

排水设备的选择要以选出的排水设备在整个矿井服务期限中都可以按有关

规定的要求排除矿井涌水为原则。排水系统的选择、设备的选型，以选出的整

个系统在整个矿井服务期限内均能按有关规定的要求排除矿井涌水为原则，尽

可能做到安全可靠，投资少，运行费用低，自动化程度高，维护方便。

为了改善煤矿生产条件，提高设备运行的安全性、稳定性，设计过程中还

要注重科技发展新成果的合理应用。

2．设计的原始资料

(1) 井口标高为+141米，水平标高为-80米

(2) 正常涌水量h 720q 3m z =，最大涌水量h m 3max 1150q = (3) 正常涌水期按 305 天，最大涌水期60天 ；

(4) 矿水中性，矿水密度1020kg/m3 ；

(5) 服务年限 30 年；

(6) 矿年产量 600万吨。

3．设计任务

第

6页

确定合理的排水系统并选择排水设备。

第二章 离心泵结构和特点

2.1 概述

泵是输送液体并提高液体压力的机器，泵分为化工用泵、水泵。其主要差

异是水泵特殊材料和适用对象不同而设计不同，防止腐蚀和适应化工工艺， 包

括结构、轴封、材料及检修难度等。工业用泵的要求 ：

1、适应化工工艺要求运行可靠。

2、耐腐蚀，耐磨损。

3、满足无泄漏要求。

4、耐高温或耐低温并能有效连续工作。

2.2 离心泵的工作原理、分类、型号及结构

1、 离心泵的装置

为了使离心泵能正常工作，离心泵必须配备一定的管路和管件，这种配备

有一定管路系统的离心泵称为离心泵装置。离心泵的一般装置示意图，主要有

底阀、吸入管路、出口阀、出口管线等。

图2-1 离心泵装置示意图

2、离心泵的工作原理

离心泵在工作时，依靠高速旋转的叶轮，液体在惯性离心力作用下获得了能量以提高了压强。离心泵在工作前，泵体和进口管线必须罐满液体介质，防止气蚀现象发生。当叶轮快速转动时，叶片促使介质很快旋转，旋转着的介质在离心力的作用下从叶轮中飞出，泵内的水被抛出后，叶轮的中心部分形成真空区域。一面不断地吸入液体，一面又不断地给予吸入的液体一定的能量，将液体排出。离心泵便如此连续不断地工作。

2.3 离心泵的气蚀

所谓的气蚀是指：离心泵启动时，若泵内存在空气，由于空气的密度很低，旋转后产生的离心力很小，因而叶轮中心区所形成的低压不足以将液位低于泵进口的液体吸入泵内，不能输送流体的现象。离心泵启动前一定要向泵壳内充满液体以后，方可启动，否则将造成泵体发热，震动，出液量减少，对水泵造成损坏造成设备事故（简称“气蚀”）！

2.4 离心泵的分类

离心泵的种类很多，分类方法常见的有以下几种方式：

1．单级双吸离心泵

扬程范围为10—140m，流量范围是90—28600m3／h。按轴的安装位置不同，分卧式和立式两种结构。卧式S型单级双吸离心泵相当于两个B型泵叶轮组合而成，液体从叶轮左、右两侧进入叶轮，流量大。转子为两端支承，泵壳为水平副分的蜗壳形。两个呈半螺旋形的吸液室与泵壳一起为中开式结构，共用一根吸液管，吸、排液管均布在下半个泵壳的两侧，检查泵时，不必拆动与泵相连接的管路。由于泵壳和吸液室均为蜗壳形，为了在灌泵时能将泵内气体排出，在泵壳和吸液室的最高点处分别开有螺孔，灌泵完毕用螺栓封住。泵的轴封装置多采用填料密封，填料函中设置水封圈，用细管将压液室内的液体引入其中以冷却并润滑填料。轴向力自身平衡，不必设置轴向力平衡装置。在相同流量