高壓泵在白山礦水泵柱位置優(yōu)化設(shè)計

高壓泵在白山礦水泵柱位置優(yōu)化設(shè)計

1水力開采嚴(yán)重六安井位于吉林省白山市六安市。是一家集中礦業(yè)集團(tuán)的國有控股公司，年設(shè)計能力為21萬噸。由于煤層排放非常不穩(wěn)定，褶皺、斷裂和磁性巖石的嚴(yán)重侵蝕，煤層厚度在0.6m之間變化，傾角在33-55之間變化，因此很難完全機(jī)械化地開采礦。后改為水力開采,現(xiàn)生產(chǎn)水平為-50水平,水采主要煤水處理集中硐室都布置在該水平。由于-50水平儲量有限,現(xiàn)正在進(jìn)行-125水平開拓布置設(shè)計。在設(shè)計中,煤泥水輸送泵是技術(shù)關(guān)鍵,為此,對煤水泵的選型進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計。2煤炭泵的參數(shù)2.1q高、q掘、不均衡系數(shù)煤水泵流量Q煤按下式計算:Q=K1(Q高+Q掘)式中:Q為煤水泵排量,m3/h;Q高為高壓泵排量,m3/h;Q掘為掘進(jìn)水排量,m3/h;K1為不均衡系數(shù),取1.2。高壓泵型號為DG150-130×10,流量為150m3/h,掘進(jìn)水量由于是間斷供應(yīng),平均為100m3/h,計算得Q煤=300m3/h。2.2煤水泵提升高度計算H=K2(ΔH+Hm)(1)式中:H為煤水泵揚程,m;ΔH為煤水泵提升高度,m;Hm為煤水管阻力,m;K2為富余系數(shù),取1.05。2.2.1改善后的舞流高度h煤水泵最大排高為-50濃縮倉閘墻標(biāo)高與-125泵房標(biāo)高之差,ΔH=-43.5-(-125)=81.5m。2.2.2煤水泵流量計算管道阻力與管道直徑D、長度L及流量Q有直接關(guān)系,管道直徑根據(jù)設(shè)計為Φ245×10;長度為1000m,煤水泵流量按Q=300m3/h計算。據(jù)此根據(jù)煤炭科學(xué)研究總院唐山研究院多年來總結(jié)的水采煤泥水計算數(shù)學(xué)模型進(jìn)行計算機(jī)回歸,得到管道阻力曲線見圖1所示,從圖中可以看出,當(dāng)流量Q=300m3/h,管道阻力Hm=32m。將上述數(shù)據(jù)代入2-1求得煤水泵揚程為H=119.2m,取H=120m。3為煤泵方案的選擇3.1機(jī)械密封零泄漏工藝采用2臺100JB-40型單級煤水泵串聯(lián)運行,該泵單級揚程H=60m,流量Q=300m3/h,電機(jī)功率N=90kW,效率η=70%,二級泵由于承壓高,為防止泄漏煤水采用機(jī)械密封,可以實現(xiàn)零泄漏。每臺泵及電機(jī)投資約6萬元,4臺共投資為24萬元。3.2電機(jī)功率n的測量根據(jù)流量和揚程參數(shù)需要選擇DN300型2級煤水泵,揚程120m,流量Q=300m3/h,電機(jī)功率N=220kW,效率η=60%。每臺泵及電機(jī)投資約30萬元,2臺共投資為60萬元。3.3單殼泵生長特性單級渣漿泵參數(shù)能夠滿足要求的只有150D-A55的單殼泵,揚程H=120m,流量Q=300m3/h,電機(jī)功率N=250kW,效率η=50%。每臺泵及電機(jī)投資約25萬元,2臺共投資為50萬元。4比較方案4.1方案對比的必要性三個方案技術(shù)比較見表1。通過對八項技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行對比,可以看出方案一具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢,尤其是運行壽命長、維修簡單和無泄漏等三個方面更具有絕對優(yōu)勢。4.2方案三:2臺運行,?？瘴召M經(jīng)濟(jì)比較主要從投資、大修費和電費三個方面進(jìn)行,比較結(jié)果見表2。大修費:方案一按大修周期2年計算,每臺大修費為2萬元/年,2臺運行,共需大修費為2萬元/年;方案二大修周期為1年,每臺大修費為4萬元/年;方案三大修周期為1年,由于為單殼泵,大修需要換整個泵頭,每臺大修費為3萬元/年。運行電費:煤水泵每天運行10小時,每年工作330天,電費按0.65元/kW·h計算。通過上述技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較,方案一比其他兩個方案都優(yōu)越,因此,選擇方案一即兩臺單級泵串聯(lián)運行方案。5多級煤水泵使用時存在的問題單級泵串聯(lián)運行在電力、冶金等行業(yè)使用較為普遍,在水采礦井使用較少,尤其是就地串聯(lián)還沒有使用的先例。當(dāng)揚程超過100米就得使用多