煤矿主排水水泵选型计算

-37m水平水泵选型计算

矿井在-37m水平设主泵房，-37m主排水泵房内现安装三台水泵，一台工作，一台备用，一台检修，其中二台水泵型号为DA1-150×6型多级离心式水泵，单台水泵额定流量180m3/h，额定扬程147.6m，配用YB2-315S-2型110kW 0.69kV 电动机；一台为200D-43×4型，单台水泵额定流量280m3/h，额定扬程172m，配用沈阳电机厂生产的YB2-335M1-4型220kW 0.69kV电动机。

排水管路选用两趟Φ219×8mm无缝钢管，沿钻孔井敷设，管路长度123m，一趟工作，一趟备用。-37m水平主排水系统设内、外环水仓，水仓有效容量为860m3。

二、－37m主排水设备验算

（一）验算依据

1、矿井涌水量：矿井正常涌水量：

Q正=53.3+26=79.3 m3/h。取80m3/h进行校验。

矿井最大涌水量：按矿井正常涌水量的1.5倍计算：

Q大＝118.95 m3/h ，取120 m3/h进行校验

2、排水高度泵房标高：ha=－37m

出水高度：hb=＋69m

垂高：H= ha＋hb=106m

3、排水方式：立井排水

4、矿井水质：PH=7

5、矿井瓦斯等级：瓦斯矿井

（二）原有排水设备

1、原有排水设备：DA1-150×6型水泵2台，其技术数据：Q=180m3/h，H ＝147.6m，U＝0.69kV, P=110kW, n＝2982r/min。

计划更换为MD155-67×3型水泵2台，技术数据：Q=155m3/h，H＝201m，U＝0.69kV, P=110kW, n＝2982r/min。1台工作，1台备用，1台检修。

2、排水管路：Ф219×8无缝钢管2趟，吸水管路：Ф245×8无缝钢管。

（三）排水管路流速

1、排水管路数量：Ф219×8无缝钢管2趟，1趟工作，1趟备用。

2、排水管路流速

MD155-67×3型水泵

V P =2900p H

d Q π =2203.014.3900180⨯⨯＝1.4m/S

式中：V P －排水管路流速，m/s ；

d p －排水管内经，0.219－0.008×2＝0.203m

Q H －水泵额定流量， 155m 3/h ；

（四）吸水管路流速

MD155-67×3型水泵

V P =2900p H

d Q π =2229.014.3900155⨯⨯＝1.22m/S

式中：V P －吸水管路流速，m/s ；

d p －吸水管内经，0.245－0.008×2＝0.229m

Q H －水泵额定流量， 155m 3/h 。

（五）管道特性曲线及工况

1、吸水管阻力损失计算

（1）吸水管附件等值长度Lx’

弯管：2.2m 、底阀：39m 、异径管：8.8m ，（弯管、底阀、异径管各为一件）。 Lx’＝1×2.2＋1×39＋1×8.8＝50m

（2）吸水管等值长度Lx

Lx ＝Lx’＋S=50＋5=55m

式中：

Lx －吸水管等值长度，m

Lx’－吸水管附件等值长度，50m

S －吸水高度，5m

（3）吸水管阻力损失：

H afx =1.7（dx L X λg V X 22⨯）＝1.7×（229.0550293.0⨯81.9289.12

⨯⨯） ＝1.28m

式中：

H afx －吸水管阻力损失，m ；

1.7－管道淤积的阻力系数；

λ－扬程阻力系数损失，0.0293；

L X －吸水管等值长度，55m ；

dx －吸水管内径，0.229m

Vx －吸水管路流速，1.89m/S

2、排水管阻力损失计算

（1）排水管附件等值长度Lp’

闸阀：1.64m ，弯头：1.64m ，单流三通：13.16m ，异径管：6.58m ，逆止阀：36m ，（闸阀、弯头、单流三通均为2件，异径管、逆止阀各为1件）。

Lp’＝2×1.64＋2×1.64＋2×13.16＋2×6.58＋1×36＝82.04m

（2）排水管等值长度Lp

Lp=H ＋Lp’＋L=106＋82.04＋30=218.04m

式中：Lp －排水管等值长度，m

H －排水高度，106m

Lp’－排水管附件等值长度，82.04m

L －排水管在泵房内长度，30m.

（3）排水管阻力损失

H afp =1.7（dp L p λg V p 22⨯）＝1.7×（202.004

.2180304.0⨯81.924.22

⨯⨯） ＝16.37m

式中：

H afp －排水管阻力损失，m ；

1.7－管道淤积的阻力系数；

λ－扬程阻力系数损失，0.0304；

L p －排水管等值长度，257.62m ；

dp －排水管内径，0.202m

Vp －排水管路流速，2.4m/S 。

3、管道的总损失

Haf ＝Hafx ＋Hafp=1.28＋16.37=17.66m

式中：Haf －管路阻力总损失m ；

Hafx －吸水管阻力损失，1.28m ；

Hafp －排水管阻力损失，11.38m 。

4、管道的阻力系数及管道特性方程

（1）管道的阻力系数 R=2

Q Haf ＝228066.17＝2.25×10－4 R=2Q Haf ＝218066.17＝5.45×10－4

式中：R －管路阻力系数；

Haf －管路阻力总损失，17.66m ；

Q －水泵额定流量155m 3/h 。

（2）管道特性方程

MD155-67×3型水泵

Hm ＝（H ＋S ）＋RQ 2＝106＋5＋5.45×10－4Q 2

=111＋5.45×10－4Q 2=128.66

式中：H －排水高度，111m ；

S －吸水高度，5m ；

R －管路阻力系数， 5.45×10－4。

5、水泵工况点

MD155-67×3型水泵

取不同的Q 值得出相应的Hm 值，在MD155-67×3型水泵特性曲线上，得水泵工况点： Q 工=155 m 3/S H 工＝128.66m η工=72.9% n ＝2950r/min 。

6、水泵验算

（1）正常涌水量时的排水时间

MD155-67×3型水泵

T 正＝Qm Q 正24＝1558024 ＝10.32＜20h