Водоотливная установка (125700)

Посмотреть архив целиком

СОДЕРЖАНИЕ


Введение

1. Расчёт водоотливной установки

1.1 Определение нормального и максимального притоков

1.2 Требуемый ориентировочный напор насоса

1.3 Выбор типа насоса и их количества

1.4 Расчет потребного диаметра трубопровода и его выбор

1.5 Расчет характеристики сети

1.6 Определение суммарных потерь напора в трубопровод

1.7 Установление действительного напора насоса

1.8 Определение мощности электродвигателя и выбор его типа

1.9 Расчет расхода электрической энергии и установление КПД водоотливной установки

2. Специальная часть

3. Экология при водоотливе

Заключение

Список литературы



ВВЕДЕНИЕ


Разработка полезных ископаемых подземным и открытыми способами характеризуется значительными притоками подземных вод. Поэтому необходимо производить комплекс сложных работ по предупреждению их поступления в карьерные выработки. Доля затрат на осушительные мероприятия в общем комплексе горных работ достигает 10-15% капиталовложений. При осушении месторождений осушительные работы имеют цель заблаговременно снизить притоки и напоры вод, а так же осуществить их плавный перевод за границы карьерного поля. Для удаления воды из карьера оборудуются сложные водоотливные установки, бесперебойная работа которых обеспечивает безопасную отработку месторождений и создает необходимые условия труда. Доля притоков шахтных вод в карьер имеет большое значение при проектировании и эксплуатации водоотливных установок. Она определяет: тип насосных агрегатов, их производительность, режимы работы, расположение водоотливных установок по горизонтам карьера. Несоответствие между производительностью водоотливных установок и притоками вод, как правило, влечет за содой затопление рабочей зоны карьера. Причины подобных явлений в неправильном выборе оборудования водоотливной установки без учета ожидаемых притоков вод.



1. Расчёт водоотливной установки


1.1 Определение нормального и максимального притоков


Номинальная подача насоса при максимальном числе часов его работы в сутки:


(1.1)


где - нормальный часовой приток, м3/ч;

- максимальное число часов работы насоса в сутки, в соответствии с

правилами безопасности, 20ч.




Для шахт геодезическая высота


(1.2)


где Hк- глубина шахты, м;

- высота всасывания насоса, м. При положительной высоте всасывания ставится знак “+”, при отрицательной высоте – “-“ ,

превышение слива воды на поверхности относительно устья ствола, 1,52 м;



1.2 Требуемый ориентировочный напор насоса


(1.3)


где - геодезическая высота шахты, м.



1.3 Выбор типа насоса и их количества


Ориентировочно производится выбор типа насоса, для чего строится эскизный график характеристики насосов, близких к параметрам насосной установки (Нн, Qн).

На основании ранее вычисленных: номинальной подачи насоса Qн и ориентировочного напора Нм – по каталогу насосов или таблице выбираем наиболее подходящий тип и марку насосов.

Выписывается из каталога тип насоса и его марка с указанием подачи и напора на одно колесо.

ЦНС 500-160-800

Оптимальная подача – 500 м/ч;

Напор одного рабочего колеса – 81,3 м.

Выбранный насос проверяется на наличие рабочего режима в зоне

промышленного использования и на устойчивость.


(1.4)


где - напор насоса при закрытой задвижке, м;

- число колес насоса. Для спиральных насосов их число менять нельзя. Для насосов серии ЦНС их количество должно быть в пределах от 2 до 10.



Количество рабочих колес:


(1.5)


Где Нкол – напор одного рабочего колеса при нулевой подаче



Округляем количество рабочих колес до ближайшего целого значения - 4.



1.4 Расчет потребного диаметра трубопровода и его выбор


Трубопровод является одним из важнейших элементов водоотливной установки. К трубопроводу предъявляются следующие требования:

- надёжность, долговечность и безопасность обслуживания;

- доступность для осмотра и ремонта;

- наличие резервных ставов и возможность быстрого переключения на резервный трубопровод в автоматическом режиме;

- стойкость к агрессивным воздействиям рудничной воды;

- минимальные капитальные и эксплуатационные затраты;

- минимальные гидравлические сопротивления.

Оптимальный диаметр напорного трубопровода


(1.6)


где - номинальная подача насоса при максимальном числе часов его работы в сутки, м3/ч;

- коэффициент, учитывающий количество напорных трубопроводов, т.к количество трубопроводов 2,следовательно =1.



По полученному значению выбирается стандартный диаметр трубопровода. Диаметр всасывающего трубопровода принимается на 2550 мм больше напорного.

Принимаем диаметр напорного трубопровода – 245мм, всасывающего – 299 мм.

Толщина стенки напорного трубопровода (мм)


(1.7)


где - стандартный внешний диаметр нагнетательного трубопровода, м;

- давление – 6 МПа у напорного патрубка; 3 МПа у подводящего.

- срок службы трубопровода, 10 лет.




Принимаем толщину стенки напорного трубопровода – 7 мм.

Внутренний диаметр напорного трубопровода:


Dвнутр=Dст-2δ (1.8)

Dвнутр=245-2·7=231 мм


Толщина стенки всасывающего трубопровода:



Принимаем толщину стенки всасывающего трубопровода – 7 мм.

Внутренний диаметр всасывающего трубопровода:


Dвнутр = 299 – 2∙7 = 285 мм


Выбранные стандартные диаметры трубопровода проверяются по скорости движения воды:


(1.9)


где - стандартный внутренний диаметр трубопровода, м.

Скорость движения воды в нагнетательном трубопроводе должна быть в пределе 1,52,5 м/с, во всасывающем – 0,51,7 м/с.


м/с

м/с



1.5 Расчет характеристики сети


Основное уравнение сети водоотливной установки


(1.10)


где - постоянная трубопровода, ч25.

Постоянную трубопровода можно определить по формуле


(1.11)



где – коэффициент гидравлического трения в трубопроводе - 0,03;

- длина трубопровода, м;

- суммарный коэффициент местных сопротивлений;

- стандартный внутренний диаметр трубопровода, м.


Для нагнетательного трубопровода:



Для всасывающего трубопровода:



Длина трубопровода при открытом водоотливе:



(1.12)


где l1 – длина трубопровода по насосной камере – 20 м;

l2 – длина труб в трубном ходке – 20 м;

l3 – длина труб на поверхности от устья ствола до места слива – 60 м



    1. Определение суммарных потерь напора в трубопроводе


Таблица 1 -Определение коэффициента местного сопротивления для нагнетательного трубопровода

Наименование местного сопротивления

Величина

Количество

Сумма

1.

Колено 135

0,195

3

0,585

2.

Задвижка открытая

0,27

1

0,27

3.

Колено 90

0,64

3

1,92

4.

Обратный клапан

14,5

1

14,5

Всего

17,275


Таблица 2 - Определение коэффициента местного сопротивления для всасывающего трубопровода

Наименование местного сопротивления

Величина

Количество

Сумма

1.

Колено 90

0,64

2

1,28

2.

Приемный клапан

4,4

1

3,6

Всего

4,88


Подставив в формулу (1.10) значения Нг и R, получим уравнение внешней сети.


1.7 Установление действительного напора насоса


Режим работы насосного агрегата определяется графоаналитическим методом. Вначале определяют графическое изображение внешней характеристики сети (зависимость Н=f(Q)), то есть в аналитическое уравнение внешней сети подставляют различные значения Q. Данные сводят в таблицу 3.


Таблица 3 - Характеристика нагнетательного трубопровода

Параметры

0Q

0.5Q

1.0Q

1.5Q

2.0Q

Подача, м3

0

250

500

750

1000

Напор, м

309

309,9

312,5

316,8

323


Имея каталожную характеристику (график) принятого насоса и графическую аналитическую характеристику внешней сети насосной установки, можно получить режим работы насоса на эту внешнюю сеть. Координаты режима работы получаются, если сомасштабно наложить характеристику сети на характеристику насоса.


Случайные файлы

Файл
32420.rtf
86138.rtf
140975.doc
146447.doc
168158.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.