Розрахунок водовідливної установки

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

РОЗРАХУНОК ГОЛОВНОЮ водовідливної установки шахти

Вихідні дані для розрахунку:

1. Нормальний добовий приплив води в шахту - Q н = 5600 м 3 / доб.

2. Максимальний добовий водоприток - Q max = 14800 м 3 / доб.

3. Глибина шахтного стовбура - Н ш = 480 м.

4. Довжина трубопроводу на поверхні - L 1 = 210 м.

1. РОЗРАХУНОК ВИХІДНИХ ПАРАМЕТРІВ ДЛЯ ВИБОРУ обладнання водовідливного УСТАНОВКИ

1.1. Розрахункова продуктивність насосної станції головної водовідливної установки шахти:

а) за нормальним водопритоку -

б) по максимальному водопритоку -

де Т н = 20 год / добу - нормативне число годин для відкачування добових водопритоків згідно з Правилами Безпеки (ПБ).

1.2. Економічно доцільна швидкість руху води по трубах нагнітального става

де Q р - розрахункова продуктивність водовідливної установки з нормаль-ному добовому водопритоку, м 3 / ч.

1.3. Розрахунковий діаметр нагнітального трубопроводу

1.4. Розрахунковий коефіцієнт лінійних гідравлічних опорів трубопроводів

де D р - розрахунковий діаметр трубопроводів, м.

1.5. Геодезична висота підйому води на поверхню

де Н НД = 4 ÷ 5 м - орієнтовна висота всмоктування насосів; h п = 0,5 ÷ 2 м - висота перепідйому води над поверхнею шахти.

1.6. Розрахункова довжина трубопроводів

- 2 -

де L НД = 8 ÷ 12 м - довжина всмоктувальної трубопроводу; L тх = 15 ÷ 20 м - довжина трубопроводу в трубному ходку; L нк = 20 ÷ 30 м - довжина трубопроводу в насосній камері водовідливної установки.

1.7. Розрахунковий напір насосної станції водовідливу

г

де Σ ξ р = 25 ÷ 35 - розрахункова сума коефіцієнтів місцевих гідравлічних опорів системи трубопроводів.

2. РОЗРАХУНОК І ВИБІР ТРУБОПРОВОДІВ

2.1. Розрахунковий тиск води в нагнітальному трубному ставі

де ρ = 1020 ÷ 1030 кг / м 3 - щільність відкачуваної шахтної води.

2.2. Мінімальна за умовами міцності товщина стінки труб нагнітального става

де D р - розрахунковий діаметр труб, м; σ в - тимчасовий опір розриву матеріалу труб, МПа. Відповідно до даних табл. на стор 162 [Л-1] приймаємо для трубопроводів сталь марки Ст4сп з тимчасовим опором розриву σ в = 412 МПа.

2.3. Розрахункова товщина стінок труб

де 1,18 - коефіцієнт, що враховує мінусовий допуск товщини стінок труб; δ кн - швидкість корозійного зносу внутрішньої поверхні труб, мм ​​/ рік; t = 10 ÷ 15 років - розрахунковий термін служби труб.

Відповідно до даних, наведених на стор 162 [Л-1], для кислотних шахтних вод з водневим показником рН = 6 ÷ 7 швидкість корозійного зносу становить δ кн = 0,20 мм / рік.

2.4. Вибір труб для нагнітального става виробляємо за розрахунковим внутрішньому діаметру D р = 212 мм і товщиною стінки δ р = 12,4 мм. Для нагнітального става приймаємо труби з внутрішнім діаметром D н = 217 мм і товщиною стінки δ = 14 мм (табл. 2.1 - [Л-1]):

- 3 -

2.5. Для всмоктувального трубопроводу (D НД = D н + 25 мм) приймаємо труби з внутрішнім діаметром D НД = 231 мм і мінімальною товщиною стінки δ = 7 мм:

2.6. Кількість трубопроводів нагнітального става. Приймаються z тр = 2 (робочий і резервний).

3. Вибір насосів та схеми їх з'єднання

3.1. Вибір насосів виробляємо за розрахунковим витраті Q р = 280 м 3 / год і натиску Н р = 521,7 м з орієнтацією на багатоступінчасті секційні насоси марки ЦНС. Відповідно до полями робочих режимів, представленими на рис. 2.9 [Л-1], приймаємо для водовідливу насос марки ЦНС 300-120 ... 600 з наступною технічною характеристикою: номінальна подача - Q н = 300 м 3 / год; номінальний напір - Н н = 120 ÷ 600 м; максимальний ККД - 0 , 71; частота обертання - п = 1475 об / хв; кількість ступенів - i ст = 2 ÷ 10.

3.2. Напірна характеристика ступені насоса марки ЦНС 300-120 ... 600 наведена в табл. 1. (З табл. 2.4 - [Л-1]).

Таблиця 1

Q, м 3 / год

0

75

150

225

300

375

Н 1, м

67

68

67,5

66

60

48,5

η,%

0

36

59

69

71

66

Δ h д, м

-

-

-

3,2

4,0

5,8

3.3. Розрахункова кількість ступенів насоса -

де Н 1 ​​= 59 м - натиск ступені насоса при витраті, близькому до розрахункової продуктивності водовідливної установки. Приймаються i ст = 9.

3.4. Кількість робочих насосів і схема їх з'єднання.

Приймаються z р = 1, так як розрахункові натиск і витрату забезпечуються одним насосом.

3.5. Кількість насосів гарячого резерву призначається з наступних умов: насоси повинні бути однотипними; обсяг резерву - не менше 100%; сумарна подача насосів робітників і гарячого резерву повинна забезпечувати розрахункову продуктивність водовідливної установки по максимальному добовому водопротоку Q p m = 740 м 3 / ч. Приймаються z гр = 2.

3.6. Кількість насосів холодного резерву вибирається з умови, що їх сумарна продуктивність повинна бути не менше 50% від сумарної продуктивності робочих насосів. Крім того, насоси повинні бути однотипними.

Приймаються

z хр = 1.

- 4 -

3.7. Загальна кількість насосів на насосній станції водовідливу

z н = z р + z гр + z хр = 1 +2 +1 = 4.

4. КОМУТАЦІЙНИХ ГІДРАВЛІЧНА СХЕМА НАСОСНЕ СТАНЦІЇ ВОДОВІДЛИВУ

Насоси на водовідливної установці повинні бути з'єднані з трубопроводами таким чином, щоб будь-який з них міг підключатися до будь-якого трубопроводу нагнітального става. При діаметрі труб нагнітального става D ≤ 300 мм зазвичай використовують типову комутаційну схему з кільцевим трубопроводом у стелі насосної камери і загальним прийомним зумпфом.

5. РОЗРАХУНОК напірної характеристики ЗОВНІШНЬОЇ МЕРЕЖІ

5.1. Коефіцієнти лінійних гідравлічних опорів:

а) нагнітального трубопроводу -

б) всмоктувального трубопроводу -

де D н = 0,217 м і D НД = 0,231 м - діаметри відповідно нагнітального і всмоктуючого трубопроводів.

5.2. Протяжність трубопроводів: а) всмоктуючого - L НД = 10 м; б) нагнітального - L н = L р - L НД = 743 - 10 = 733 м.

5.3. Суми коефіцієнтів місцевих гідравлічних опорів приймають на основі наступних рекомендацій:

а) на всмоктуючому трубопроводі - Σ ξ НД = 3,7 ÷ 7,2;

б) на нагнітальному трубопроводі - Σ ξ н = 24 ÷ 32.

Приймаються Σ ξ НД = 5,15 і Σ ξ н = 28,9.

5.6. Узагальнений коефіцієнт опору зовнішньої мережі

5.7. Розрахунок напірної характеристики зовнішньої мережі виробляємо за формулою

- 5 -

де Q - Витрата насоса, м 3 / ч.

Результати розрахунку наведені в табл. 2.

Таблиця 2

Q, м 3 / год

0

75

150

225

300

375

Н с, м

486

490,7

495,3

507,0

523,4

544,4

6. ВИЗНАЧЕННЯ І АНАЛІЗ РОБОЧОГО РЕЖИМУ Водовідливні УСТАНОВКИ

6.1. Зведена таблиця для графічного визначення робочого режиму представлена ​​нижче (див. табл. 3).

Таблиця 3

Q, м 3 / год

0

75

150

225

300

375

Q нс, м 3 / год

0

75

150

225

300

375

Н 1, м

67

68

67,5

66

60

48,5

Н нс, м

603

612

607,5

594

540

436,5

Н с, м

486

490,7

495,3

507,0

523,4

544,4

η,%

0

36

59

69

71

66

Δ h д, м

-

-

-

3,2

4,0

5,8

Н вд, м

-

-

-

6,51

5,71

3,91

Примітки до таблиці:

1. Продуктивність насосної станції визначається наступним чином

де z пр - кількість робочих насосів в паралельному з'єднанні.

2. Напір насосної станції

де i c т - сумарна кількість ступенів робочих насосів.

3. Допустима вакуумметричного висота всмоктування насосів розраховується за формулою

- 6 -

де р 0 ≈ 10 5 Па - атмосферний тиск; р п = 2337 Па - тиск насичених парів води при температурі t = 20 ° C [12].

6.2. Графічне визначення робочого режиму водовідливної установки представлено на рис. 1. Робочий режим водовідливної установки характеризується наступними параметрами:

1. Дійсна подача насосної станції - .

2. Дійсний натиск

3. ККД при дійсному робочому режимі - η д = 0,70.

4. Допустима вакуумметричного висота всмоктування при дійсному робочому режимі

6.3. Перевірка робочого режиму:

6.3.1 Забезпечення розрахункової витрати -

Умова виконується.

6.3.2. Забезпечення стійкості робочого режиму -

де H 0 - напір насоса при нульовій подачі.

486 <0,9 ∙ 603 = 542,7. Умова виконується

6.3.3. Економічність робочого режиму -

Умова виконується.

6.3.4. Відсутність кавітації при роботі насосів -

де v нд - швидкість води у всмоктуючому трубопроводі при дійсній подачі:

Умова не виконується.

- 7 -

Рис. П-1.2. Графічне визначення робочого режиму водовідливної установки

7. Допустима висота ВСМОКТУВАННЯ ТА ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ Усмоктувальна здатність НАСОСІВ

7.1. Допустима висота всмоктування насосів

- 8 -

7.2. Забезпечення необхідної всмоктуючої здатності насосів при роботі без кавітації. Так як Н ВСД> 3,5 м, для забезпечення бескавітаціонной роботи водовідливної установки не потрібно додаткових технічних засобів. Досить розташувати насосні агрегати таким чином, щоб вісь обертання знаходилася на висоті не більше 4 м над рівнем води в водозбірнику.

8. ПРИВІД НАСОСІВ І ЕНЕРГОСПОЖИВАННЯ Водовідливні УСТАНОВКИ

8.1. Розрахункова потужність електроприводу насоса

8.2. Відповідно до табл. 2.10 [Л-1] в якості приводу насосів приймаємо електродвигуни марки ВАО 630 М4 з наступними технічними характеристиками: номінальна потужність N = 800 кВт; синхронна частота обертання п = 1500 об / хв; напруга струму живлення V = 6000 В, ККД двигуна η д = 0,954; Cos φ = 0,9.

8.3. Розрахункова кількість машино-годин роботи насосів на добу:

а) при відкачці нормального припливу -

б) при відкачуванні максимального водотоку -

8.4. Річне споживання електроенергії насосним обладнанням водовідливної установки

де N м = 60 діб. - кількість днів у році з максимальним водопритоків; η ес = 0,92 ÷ 0,96 - ККД живильної електричної мережі.

8.5. Питома витрата електроенергії, віднесений до одиниці об'єму відкачуваної води,

Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Виробництво і технології | Курсова
55.3кб. | скачати


Схожі роботи:
Розрахунок освітлювальної установки
Розрахунок абсорбційної установки
Розрахунок випарної установки
Розрахунок пилеуловітельной установки
Розрахунок пилеуловітельной установки 2
Розрахунок барабанної сушильної установки
Розрахунок циклу паротурбінної установки 2
Розрахунок вакуумно-випарної установки
© Усі права захищені
написати до нас