Выбор типа и количества насосов

    Выбираем центробежный насос по графику зон промышленного использования насосов (Рис.3.2). Насос принимаем по расчетным значениям подачи Q_p и напора Н_р. Необходимо учитывать, что главные водоотливные установки оборудуются обычно однотипными насосными агрегатами. Это связано с заменами запасных частей насоса. При этом стремятся выбрать насосы таким образом, чтобы расчетные значения обеспечивались одним насосным агрегатом.

    При Q_p = 377 м³/ч и Н_р =510 м, выбираем насос ЦНС- 300-600

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

Рис. 3.2. Зоны промышленного использования насосов типа ЦНС

        

Расчетные параметры для дальнейшего расчета выбираются по индивидуальной характеристике насоса при максимальном КПД. Индивидуальная характеристика представлена на рис.3.5. При η_max=71

%, Q_н=380 м³/с; Н_р.к.=110 м; Н_вс=18м.

        

 

Количество колес для обеспечения подачи напора на глубине шахты определяем по выражению

    колес                                                                   (3.6)

    Количество насосов для откачки суточного водопритока по нормальному водопритоку

                                                                                   (3.7)

где Q_н - производительность насоса, м³/с.

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

3.6. Обоснование количества нагнетательных ставов и составление гидравлической схемы

    Главная водоотливная установка должна быть оборудована не менее чем двумя нагнетательными трубопроводами, один из которых является резервным.

    Принимаем кольцевую схему соединения с параллельным включением коммутационных задвижек. В этом случае нагнетательные трубопроводы 8 и 9 соединяются между собой перемычками 5. На каждой перемычке устанавливаются две коммутационные задвижки 10, между которыми через тройники подключаются насосы 4.

 

 

 

 

Рис. 3.3. Гидравлическая кольцевая схема

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

3.7. Расчет характеристики внешней сети

    Расчетным путем определим характеристику внешней сети водоотливной установки для наиболее удаленного участка сети.

    Внутренний диаметр нагнетательного трубопровода

                                                                          (3.8)

где V_н - скорость движения воды в нагнетательном трубопроводе, м/с (V_н=2 м/с).

   

    Внутренний диаметр всасывающего трубопровода

                                                                       (3.9)

где V_н - скорость движения воды во всасывающем трубопроводе, м/с (V_н=1,5 м/с).

   

    Коэффициенты местных гидравлических сопротивлений в нагнетательном и всасывающем трубопроводе

                      (3.10)

    Постоянная трубопровода

(3.11)

где l_вс - длина всасывающего трубопровода, м (по рис 3.3);

    l_вс=l₁+l₂=3+3=6 м                                                                               (3.12)

l_н - длина нагнетательного трубопровода, м (по рис 3.3);

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

    l_н=l_пов+H_ш+l_ходка+b₂+l_камеры+h_камеры=30+510+20+3+30+2=595 м     (3.13)

, - эквивалентная длина арматуры всасывающего и нагнетательного трубопровода.

                                                                                 (3.14)

                    (3.15)

где ξ_с, ξ_к.п., ξ_о.к., ξ_у.к., ξ_з.к., ξ_з, ξ_т - гидравлические коэффициенты потерь соответственно в приемной сетке, приемном клапане, обратном клапане, угловом колене, закругленном колене, задвижке, тройнике (ξ_с=2,51, ξ_к.п.=0,5, ξ_о.к.=1,7, ξ_у.к.=0,32 - при угле поворота 135⁰, ξ_з.к.,=1,265 - при повороте 90⁰, ξ_з=0,07, ξ_т=1,5);

n_о.к., n_у.к., n_з.к., n_з., n_т. - число обратных клапанов, угловых колен, закругленных колен, задвижек, тройников (n_о.к.=1, n_у.к.=2, n_з.к.=3, n_з.=2, n_т.=2).

                                                                       

   

   

        

Расчет напорной характеристики внешней сети водоотливной установки производится по формуле

     и ведется в табличной форме

Q,м3/ч	0	95	190	285	380	475	570	665
Rтр·Q2,м	0	4,5	18	40,6	72,2	112,8	162,5	221,1
Нс	485	489,5	503,	525,6	557,2	597,8	647	706,1

 

        

Графики характеристик напорной внешней сети и насоса представлены на

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

рис.3.4. Работа насоса с шестью и семью рабочими колёсами не обеспечивает выдачу на поверхность нормального суточного водопритока, следовательно, принимаем насос с восемью рабочими колесами.

    Пересечение кривых характеристики внешней сети и технической характеристики напора насоса на 5 рабочих колес (т.С), является действительным режимом работы насоса.

    Н_нд = 560 м; η_нд = 71 %; Q_нд= 390 м³/ч.

Рис.3.4. Определение действительного режима работы насосной установки

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подпись

Дата

Лист

3.8. Проверка действительного режима работы насосной водоотливной установки

    Проверка режима работы на обеспечение необходимой подачи

    Q_нд > Q_р; 390м3/ч > 377 м³/ч

    Проверка режима работы на экономичность

    η_нд > 0,9·η_max; 71 % > 65%

    Проверка режима работы на обеспечения напора

    Н_нд > Н_г (Н_ш); 560 м > 510 м

    Водоотливная установка проверяется на время для откачки нормального водопритока. Которое должно быть не менее 20 ч.