高壓泵在白山礦水泵柱位置優化設計

1水力開采嚴重六安井位于吉林省白山市六安市。是一家集中礦業集團的國有控股公司，年設計能力為21萬噸。由于煤層排放非常不穩定，褶皺、斷裂和磁性巖石的嚴重侵蝕，煤層厚度在0.6m之間變化，傾角在33-55之間變化，因此很難完全機械化地開采礦。后改為水力開采,現生產水平為-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,現正在進行-125水平開拓布置設計。在設計中,煤泥水輸送泵是技術關鍵,為此,對煤水泵的選型進行了優化設計。2煤炭泵的參數2.1q高、q掘、不均衡系數煤水泵流量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掘為掘進水排量,m3/h;K1為不均衡系數,取1.2。高壓泵型號為DG150-130×10,流量為150m3/h,掘進水量由于是間斷供應,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,取1.05。2.2.1改善后的舞流高度h煤水泵最大排高為-50濃縮倉閘墻標高與-125泵房標高之差,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有直接關系,管道直徑根據設計為Φ245×10;長度為1000m,煤水泵流量按Q=300m3/h計算。據此根據煤炭科學研究總院唐山研究院多年來總結的水采煤泥水計算數學模型進行計算機回歸,得到管道阻力曲線見圖1所示,從圖中可以看出,當流量Q=300m3/h,管道阻力Hm=32m。將上述數據代入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機械密封零泄漏工藝采用2臺100JB-40型單級煤水泵串聯運行,該泵單級揚程H=60m,流量Q=300m3/h,電機功率N=90kW,效率η=70%,二級泵由于承壓高,為防止泄漏煤水采用機械密封,可以實現零泄漏。每臺泵及電機投資約6萬元,4臺共投資為24萬元。3.2電機功率n的測量根據流量和揚程參數需要選擇DN300型2級煤水泵,揚程120m,流量Q=300m3/h,電機功率N=220kW,效率η=60%。每臺泵及電機投資約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,電機功率N=250kW,效率η=50%。每臺泵及電機投資約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比較見表1。通過對八項技術指標進行對比,可以看出方案一具有明顯的技術優勢,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勢。4.2方案三:2臺運行,專空吸收費經濟比較主要從投資、大修費和電費三個方面進行,比較結果見表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、經濟比較,方案一比其他兩個方案都優越,因此,選擇方案一即兩臺單級泵串聯運行方案。5多級煤水泵使用時存在的問題單級泵串聯運行在電力、冶金等行業使用較為普遍,在水采礦井使用較少,尤其是就地串聯還沒有使用的先例。當揚程超過100米就得使用多