В условиях быстрого роста производительности шахт и рудников, интенсивной механизации добычи полезных ископаемых и перехода к разработке более глубоких горизонтов горные предприятия испытывают потребность в высокопроизводительном стационарном оборудовании. Для шахтного водоотлива используют многоступенчатые секционные центробежные горизонтальные насосы типов ЦНС и МС с подачей до 800 м3/ ч и напором до 1000м. При эксплуатации стационарных установок горных предприятий возникают условия, которые загрязняют окружающую среду. Они проявляются в виде загрязнения водоемов шахтными водами, в возникновении шума и вибраций в компрессорных, вентиляторных и насосных установках.Производительность одного насоса и рабочей группы насосов определяю расчетом из условия, что суточный максимальный приток следует откачать не более чем за 20 часов.Ориентировочный напор насоса определяю по формуле: Где Нг - геометрическая высота подъема воды из шахты, мВыбор типоразмера насоса произвожу по графику рабочих зон (1). По значениям и принимаю насос ЦНСК 500-160…800, характеристика которого приведена в табл.1. Необходимое число рабочих колес определяю по формуле: где - напор, создаваемый одним рабочим колесом, м Главные водоотливные установки шахт и установки в капитальных уклонах с притоком более 50 м3/ч должны оборудоватьсяне менее чем тремя насосными агрегатами: рабочим , резервным и находящемся в ремонте. Число насосов в резервной группе принимаю равному числу насосов в рабочей группе и добавляю один насос, находящийся в ремонте.Коллектором называется часть напорного трубопровода, обеспечивающая оперативную коммуникацию всех насосов с индивидуальными, магистральными и технологическими трубопроводами установки. Схема коллектора должна обеспечивать необходимый уровень надежности работы насосной установки и полностью отвечать требованиям ПБ.При расчете трубопровода водоотливной установки необходимо выбрать оборудование для всасывающего и нагнетательного трубопроводов и определить их длину из общей протяженности трубопровода. Принятая схема трубопровода представлена на рис. В арматуру напорного трубопровода lнаг входят: одна задвижка, один обратный клапан, один тройник и заданное количество колен заданием курсового проекта.Толщина стенки напорного трубопровода определяется из условия прочности по максимальному давлению воды с учетом его срока службы и интенсивности износа внутренней и наружной поверхностей. Давление в трубопроводе следует принимать равным максимальному давлению по характеристике насоса или в 1,15 раза больше рабочего и для нижнего сечения напорного трубопровода определяю по формуле: где =1020 кг/м3-плотность воды; =9,81 м/с2-ускорение свободного падения; - напор, создаваемый одним насосом при откачке минимального притока, м. Расчетную толщину стенки труб определяю из условия: где - коэффициент, учитывающий прочностные свойства материала труб; Толщина стенок труб может быть переменной по длине трубопровода, возрастая с увеличением давления а направлении от поверхности к насосу.Для определения потерь напора соответственно во всасывающем и нагнетательном трубопроводах использую формулу Дарси-Вейсбаха: Для всасывающего трубопровода где - коэффициент гидравлического трения по длине всасывающего трубопровода;Для водоотливных установок горнодобывающих предприятий уравнение характеристики трубопровода имеет вид: где R-постоянная трубопровода.Геометрическая высоты всасывания принята hг= 3 м.Для обеспечения надежной работы насосного агрегата в длительном режиме, но не более 20 часов в сутки, следует определить мощность при возможной наибольшей производительности насоса в данных условиях. Расчетную мощность двигателя определяю по формуле: где - КПД электродвигателя; Номинальную мощность двигателя, определяю по формуле: Принимаю электродвигатель ДАП-14-69-4; техническая характеристика которого представлена в таблице 4.Продолжительность работы насоса для откачивания нормального притока, определяю по формуле: где - производительность насоса в рабочем режиме, м3/ч.Годовой расход электроэнергии водоотливной установки определяю по формуле: где - производительность насоса в рабочем режиме, м3/ч; число дней в году с нормальным притоком, сут; Годовой приток воды определяю по формуле: где - тоже что и в формуле (27) Удельный расход электроэнергии на 1 м3, определяю по формуле: где - годовой расход электроэнергии водоотливной установки, КВТ; Режим работы насосной установки считается экономичным, если на стадии проектирования выполняются оба условия: где - коэффициент полезного действия насосной установки, ед;В ходе курсового проектирования был произведен расчет водоотливной установки исходя из заданных условий.
План
Содержание
Введение
1. Расчет и выбор насоса
1.1 Определение производительности насосного агрегата
1.2 Ориентировочный напор насоса
1.3 Выбор типоразмера насоса
2. Выбор коллектора
2.1 Схемы коллекторов
3. Расчет диаметра трубопроводов
3.1 Определение толщины стенки труб
3.2 Расчет потерь напора в трубопроводе
3.3 Уравнение характеристики трубопровода
3.4 Параметры рабочего режима
4. Проверка вакуумметрической высоты всасывания
5. Мощность и выбор двигателя насоса
6. Работа установки и ее экономические показатели
6.1 Продолжительность работы установки
6.2 Годовой расход электроэнергии и КПД установки
Заключение
Вывод
В ходе курсового проектирования был произведен расчет водоотливной установки исходя из заданных условий. В качестве насосного агрегата был выбран насос ЦНСК 500-160…800 и двигатель ДАП-14-69-4МУХЛ4 и представлены их технические характеристики.
После чего сделал детальный расчет параметров водоотливной установки и определил ее основные показатели.
Произвел расчет экономических показателей работы водоотливной установки.