Расчет водоотливной установки (124138)

Посмотреть архив целиком

РАСЧЕТ ГЛАВНОЙ ВОДООТЛИВНОЙ УСТАНОВКИ ШАХТЫ


Исходные данные для расчета:

1. Нормальный суточный приток воды в шахту Qн = 5600 м3/сут.

2. Максимальный суточный водоприток Qmax = 14800 м3/сут.

3. Глубина шахтного ствола Нш = 480 м.

4. Длина трубопровода на поверхности L1 = 210 м.


1. РАСЧЕТ ИСХОДНЫХ ПАРАМЕТРОВ ДЛЯ ВЫБОРА ОБОРУДОВАНИЯ ВОДООТЛИВНОЙ УСТАНОВКИ


1.1. Расчетная производительность насосной станции главной водоотливной установки шахты:


а) по нормальному водопритоку

б) по максимальному водопритоку

где Тн = 20 ч/сут нормативное число часов для откачки суточных водопритоков согласно Правилам Безопасности (ПБ).


1.2. Экономически целесообразная скорость движения воды по трубам нагнетательного става



где Qррасчетная производительность водоотливной установки по нормаль-ному суточному водопритоку, м3/ч.


1.3. Расчетный диаметр нагнетательного трубопровода



1.4. Расчетный коэффициент линейных гидравлических сопротивлений трубопроводов



где Dррасчетный диаметр трубопроводов, м.


1.5. Геодезическая высота подъема воды на поверхность



где Нвс = 4÷5 м ориентировочная высота всасывания насосов; hп = 0,5÷2 м высота переподъема воды над поверхностью шахты.

1.6. Расчетная протяженность трубопроводов

2 —



где Lвс = 8÷12 м длина всасывающего трубопровода; Lтх = 15÷20 м длина трубопровода в трубном ходке; Lнк = 20÷30 м длина трубопровода в насосной камере водоотливной установки.


1.7. Расчетный напор насосной станции водоотлива


г


де ∑ξр = 25÷35расчетная сумма коэффициентов местных гидравлических сопротивлений системы трубопроводов.


2. РАСЧЕТ И ВЫБОР ТРУБОПРОВОДОВ


2.1. Расчетное давление воды в нагнетательном трубном ставе



где ρ = 1020÷1030 кг/м3плотность откачиваемой шахтной воды.


2.2. Минимальная по условиям прочности толщина стенки труб нагнетательного става



где Dррасчетный диаметр труб, м; σввременное сопротивление разрыву материала труб, МПа. В соответствии с данными табл. на стр. 162 [Л-1] принимаем для трубопроводов сталь марки Ст4сп с временным сопротивлением разрыву σв = 412 МПа.


2.3. Расчетная толщина стенок труб



где 1,18 коэффициент, учитывающий минусовый допуск толщины стенок труб; δкнскорость коррозионного износа внутренней поверхности труб, мм/год; t = 10÷15 лет расчетный срок службы труб.

В соответствии с данными, приведенными на стр. 162 [Л-1], для кислотных шахтных вод с водородным показателем рН = 6÷7 скорость коррозионного износа составляет δкн = 0,20 мм/год.

2.4. Выбор труб для нагнетательного става производим по расчетным внутреннему диаметру Dр = 212 мм и толщине стенки δр =12,4 мм. Для нагнетательного става принимаем трубы с внутренним диаметром Dн = 217 мм и толщиной стенки δ = 14 мм (табл. 2.1―[Л-1]):


3 —


2.5. Для всасывающего трубопровода (Dвс = Dн + 25 мм) принимаем трубы с внутренним диаметром Dвс = 231 мм и минимальной толщиной стенки δ = 7 мм:



2.6. Количество трубопроводов нагнетательного става. Принимаем zтр = 2 (рабочий и резервный).


3. Выбор насосов и схемы их соединения


3.1. Выбор насосов производим по расчетным расходу Qр = 280 м3/ч и напору Нр = 521,7 м с ориентацией на многоступенчатые секционные насосы марки ЦНС. В соответствии с полями рабочих режимов, представленными на рис. 2.9 [Л-1], принимаем для водоотлива насос марки ЦНС 300-120…600 со следующей технической характеристикой: номинальная подача Qн = 300 м3/ч; номинальный напор Нн = 120÷600 м; максимальный КПД ― 0,71; частота вращения п = 1475 об/мин; количество ступеней iст = 2÷10.


3.2. Напорная характеристика ступени насоса марки ЦНС 300-120…600 приведена в табл. 1. (из табл. 2.4 ― [Л-1]).


Таблица 1

Q, м3

0

75

150

225

300

375

Н1, м

67

68

67,5

66

60

48,5

η, %

0

36

59

69

71

66

Δhд, м

3,2

4,0

5,8


3.3. Расчетное число ступеней насоса —



где Н1 = 59 м напор ступени насоса при расходе, близком к расчетной производительности водоотливной установки. Принимаем iст = 9.


3.4. Количество рабочих насосов и схема их соединения.


Принимаем zр = 1, так как расчетные напор и расход обеспечиваются одним насосом.

3.5. Количество насосов горячего резерва назначается из следующих условий: насосы должны быть однотипными; объем резерва – не менее 100%; суммарная подача насосов рабочих и горячего резерва должна обеспечивать расчетную производительность водоотливной установки по максимальному суточному водопротоку Qpm = 740 м3/ч. Принимаем zгр = 2.


3.6. Количество насосов холодного резерва выбирается из условия, что их суммарная производительность должна быть не менее 50% от суммарной производительности рабочих насосов. Кроме того, насосы должны быть однотипными.

Принимаем


z хр = 1.

4 —


3.7. Общее количество насосов на насосной станции водоотлива


zн = zр + zгр + zхр = 1+2+1 = 4.


4. КОММУТАЦИОННАЯ ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ СХЕМА НАСОСНОЙ СТАНЦИИ ВОДООТЛИВА


Насосы на водоотливной установке должны быть соединены с трубопроводами таким образом, чтобы любой из них мог подключаться к любому трубопроводу нагнетательного става. При диаметре труб нагнетательного става D ≤ 300 мм обычно используют типовую коммутационную схему с кольцевым трубопроводом у потолка насосной камеры и общим приемным зумпфом.


5. РАСЧЕТ НАПОРНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВНЕШНЕЙ СЕТИ


5.1. Коэффициенты линейных гидравлических сопротивлений:


а) нагнетательного трубопровода



б) всасывающего трубопровода



где Dн = 0,217 м и Dвс = 0,231 м диаметры соответственно нагнетательного и всасывающего трубопроводов.


5.2. Протяженность трубопроводов: а) всасывающего Lвс = 10 м; б) нагнетательного — Lн = LрLвс = 743 – 10 = 733 м.

5.3. Суммы коэффициентов местных гидравлических сопротивлений принимают на основе следующих рекомендаций:


а) на всасывающем трубопроводе — ∑ξвс = 3,7÷7,2;


б) на нагнетательном трубопроводе — ∑ξн = 24÷32.


Принимаем ∑ξвс = 5,15 и ∑ξн = 28,9.


5.6. Обобщенный коэффициент сопротивления внешней сети



5.7. Расчет напорной характеристики внешней сети производим по формуле

5 —


где Q расход насоса, м3/ч.

Результаты расчета приведены в табл. 2.


Таблица 2

Q, м3

0

75

150

225

300

375

Нс, м

486

490,7

495,3

507,0

523,4

544,4



6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ И АНАЛИЗ РАБОЧЕГО РЕЖИМА ВОДООТЛИВНОЙ УСТАНОВКИ


6.1. Сводная таблица для графического определения рабочего режима представлена ниже (см. табл. 3).


Таблица 3

Q, м3

0

75

150

225

300

375

Qнс, м3

0

75

150

225

300

375

Н1, м

67

68

67,5

66

60

48,5

Ннс, м

603

612

607,5

594

540

436,5

Нс, м

486

490,7

495,3

507,0

523,4

544,4

η, %

0

36

59

69

71

66

Δhд, м

3,2

4,0

5,8

Нвд, м

6,51

5,71

3,91


Случайные файлы

Файл
13011-1.rtf
49214.rtf
18971.rtf
132846.rtf
150731.rtf




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.