Расчет водоотливной установки. Расчет водоотливной установки исходные данные для расчета

метки: Расчет, Водоотливный, Установка, Производительность, Насос, Трубопровод, Расчетный, Резерв

Подборка по базе: , курсавой СТОА Экономический расчет.docx , Савченков А.Л. Технологический расчёт отбензинивающей колонны ус , 001 Расчётно-графическая по ГМвИР Ефимов.docx , Правовое регулирование расчетных операций (1).docx , Условие расчётно.doc , Презентация расчет ПД.pptx , Прочностной расчет подземного трубоповода из термопластов.docx , Курсовая работа персональные данные.docx , Исходные данные Курсовых..docx

---

9. РАСЧЕТ ВОДООТЛИВНОЙ УСТАНОВКИ, Исходные данные для расчета:

1. Нормальный суточный приток воды в шахту ― Q _н = 5600 м³ /сут.

2. Максимальный суточный водоприток ― Q _max = 14800 м³ /сут.

3. Глубина шахтного ствола ― Н _ш = 480 м.

4. Длина трубопровода на поверхности ― L ₁ = 210 м.

9 .1 РАСЧЕТ ИСХОДНЫХ ПАРАМЕТРОВ ДЛЯ ВЫБОРА ОБОРУДОВАНИЯ ВОДООТЛИВНОЙ УСТАНОВКИ

9.1.1 Расчетная производительность насосной станции главной водоотливной установки шахты:

а) по нормальному водопритоку ― расчет водоотливной установки 1">

б) по максимальному водопритоку ―

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

9.1.2 Экономически целесообразная скорость движения воды по трубам нагнетательного става

где Q _р ― расчетная производительность водоотливной установки по нормальному суточному водопритоку, м³ /ч.

9.1.3. Расчетный диаметр нагнетательного трубопровода

9.1.4 Расчетный коэффициент линейных гидравлических сопротивлений трубопроводов

где D _р ― расчетный диаметр трубопроводов, м.

Разработка системы автоматического управления погружными насосами ...

... водоотливных установок На режим работы водоотливной установки влияют ряд параметров, которые определяют ее текущее состояние [ 2 ,3 ]: Q – подача водоотливной установки; H – напор водоотливной установки; H Г – геодезическая высота нагнетания; N – мощность водоотлива; ... 9 «Капитальная» возможно накопление шахтных вод в южных выработках шахты ... воды за 12 лет по данным отчета ВО «Укруглегеология» по ...

9.1.5 Геодезическая высота подъема воды на поверхность

где Н _вс = 4÷5 м ― ориентировочная высота всасывания насосов; h _п = 0,5÷2 м ― высота переподъема воды над поверхностью шахты.

9.1.6 Расчетная протяженность трубопроводов

где L _вс = 8÷12 м ― длина всасывающего трубопровода; L _тх = 15÷20 м ― длина трубопровода в трубной ходке; L _нк = 20÷30 м ― длина трубопровода в насосной камере водоотливной установки.

9.1.7 Расчетный напор насосной станции водоотлива

где ∑ξ _р = 25÷35 ― расчетная сумма коэффициентов местных гидравлических сопротивлений системы трубопроводов.

9 .2 РАСЧЕТ И ВЫБОР ТРУБОПРОВОДОВ

9.2.1 Расчетное давление воды в нагнетательном трубном ставе

где ρ = 1020÷1030 кг/м ³ ― плотность откачиваемой шахтной воды.

9.2.2 Минимальная по условиям прочности толщина стенки труб нагнетательного става

где D _р ― расчетный диаметр труб , м; σ_в ― временное 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 σ_в = 412 МПа.

9.2.3. Расчетная толщина стенок труб

где 1,18 ― коэффициент, учитывающий минусовый допуск толщины стенок труб; δ _кн ― скорость 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 δ _кн = 0,20 мм/год.

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

9.2.5 Для всасывающего трубопровода ( D _вс = D _н + 25 мм) принимаем трубы с внутренним диаметром D _вс = 231 мм и минимальной толщиной стенки δ = 7 мм:

9.2.6 Количество трубопроводов нагнетательного става. Принимаем z _тр = 2 (рабочий и резервный).

9 .3. Выбор насосов и схемы их соединения

9.3.1 Выбор насосов производим по расчетным расходу Q _р = 280 м³ /ч и напору Н _р = 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 ― Q _н = 300 м³ /ч; номинальный напор ― Н _н = 120÷600 м; максимальный КПД ― 0,71; частота вращения ― п = 1475 об/мин; количество ступеней ― i _ст = 2÷10.

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

Таблица 1

Q , м3 /ч	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

9.3.3 Расчетное число ступеней насоса :

где Н ₁ = 59 м ― напор ступени насоса при расходе, близком к расчетной производительности водоотливной установки. Принимаем i _ст = 9.

9.3.4 Количество рабочих насосов и схема их соединения.

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

9.3.5 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 Q _{p m} = 740 м³ /ч. Принимаем z _гр = 2.

9.3.6 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.

9.3.7 Общее количество насосов на насосной станции водоотлива

z _н = z _р +z _гр +z _хр = 1+2+1 = 4.

9 .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.

9.5 РАСЧЕТ НАПОРНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВНЕШНЕЙ СЕТИ

9.5.1 Коэффициенты линейных гидравлических сопротивлений:

а) нагнетательного трубопровода:

б) всасывающего трубопровода:

где D _н = 0,217 м и D _вс = 0,231 м ― диаметры соответственно нагнетательного и всасывающего трубопроводов.

9.5.2 Протяженность трубопроводов: а) всасывающего L _вс = 10 м;

б) нагнетательного: L _н = L _р – L _вс = 743 – 10 = 733 м.

9.5.3 Суммы коэффициентов местных гидравлических сопротивлений принимают на основе следующих рекомендаций:

а) на всасывающем трубопроводе: ∑ξ _вс = 3,7÷7,2;

б) на нагнетательном трубопроводе: ∑ξ _н = 24÷32.

Принимаем ∑ξ _вс = 5,15 и ∑ξ_н = 28,9.

9.5.6 Обобщенный коэффициент сопротивления внешней сети

9.5.7 Расчет напорной характеристики внешней сети производим по формуле

где Q ― расход насоса, м³ /ч.

Результаты расчета приведены в табл. 2.

Таблица 2

Q , м3 /ч	0	75	150	225	300	375
Н с , м	486	490,7	495,3	507,0	523,4	544,4

9.6 ДОПУСТИМАЯ ВЫСОТА ВСАСЫВАНИЯ И ОБЕСПЕЧЕНИЕ ВСАСЫВАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ НАСОСОВ

9.6.1 Допустимая высота всасывания насосов

9.6.2 Обеспечение необходимой всасывающей способности насосов при работе без кавитации. Так как Н _всд > 3,5 м, для обеспечения бескавитационной работы водоотливной установки не требуется дополнительных технических средств. Достаточно расположить насосные агрегаты таким образом, чтобы ось вращения находилась на высоте не более 4 м над уровнем воды в водосборнике.