Расчёт водоотливной установки шахты, страница 4

Так как характеристика насоса падающая (в первом октанте увеличение производительности сопровождается уменьшением напора), поэтому режим работы его на каждый трубопровод будет устойчивым. Эксплуатация насоса с индивидуальным трубопроводом и с магистральным трубопроводом как видно из графика будет проходить с высоким КПД, но допустимая высота всасывания при использовании индивидуального трубопровода будет больше.

Параметры работы при откачке одним насосом через индивидуальный трубопровод:

, , ,

Параметры работы при откачке одним насосом через магистральный трубопровод:

, , ,

Параллельное включение трубопроводов значительно сокращает гидравлические потери напора во внешней сети, что позволяет уменьшить затраты электроэнергии при работе насосной установки.

Рабочая точка находится на пересечении напорной характеристики насоса и суммарной характеристики параллельно включенных трубопроводов.

Суммарную характеристику двух напорных трубопроводов строим по уравнению:

                                                    (1.23)

где Qp.тр - расчетный расход воды через два трубопровода (должен быть равным производительности насоса),   м3/ч;

          R1+2 - суммарное значение постоянной двух параллельно включенных трубопроводов, ч25;

R1+2 рассчитываем в общем случае по формуле:

                                               (1.24)

Параметры режима работ при откачке одним насосом через два трубопровода:

, , ,

Суммарную напорно-расходную характеристику нескольких насосов, включенных на один трубопровод параллельно, получают графическим сложением. Эта схема включения используется при значительных притоках в паводковые периоды, когда откачку максимального притока производят группой насосов через магистральный, а нормальный приток откачивается группой с меньшим числом насосов, например одним.

Параметры работы при откачке двумя насосами через магистральный трубопровод:

, , ,

1.5.1 Максимально допустимая высота всасывания насоса

Максимально допустимая высота всасывания определяется из условия отсутствия кавитации, которая может проявляться в первую очередь на входных кромках лопаток первого рабочего колеса насоса. Работа насоса в режиме кавитации сопровождается снижением напора и производительности, повышением мощности на двигателе и динамических нагрузок, разрушением рабочего колеса.

Допустимая высота всасывания должна определяться с учетом атмосферных условий в разное время года и плотности воды. Она необходима для правильного определения места установки в колодце или зумпфе датчика нижнего уровня воды. Работа этого датчика обеспечивает повышение надежности работы насоса.

Так как в п. 1.5.1 для насоса уже была графически установлена величина Нвдоп, поэтому максимальную геометрическую высоту всасывания Нгвмах (м) следует определять по формуле

                                      (1.21 )

где v2/2g - скоростной напор во всасывающем трубопроводе, м;

       ∆НВС – потери напора во всасывающем трубопроводе, м.

Если Нгвмах > 3 - 4 м, тогда возможно применение стандартной насосной станции.

1.5.2 Мощность и выбор двигателя насоса

Для обеспечения надежной работы насосного агрегата в длительном режиме, но не более 20 часов в сутки, следует определять мощность при возможной наибольшей производительности насоса в заданных условиях Qmax. Как правило, эта производительность при работе одного насоса на один магистральный трубопровод или на два индивидуальных. Поэтому расчетную мощность двигателя Np (кВт) определим по формуле:

                                                    (1.21)

где  ηдв - КПД электродвигателя, предварительно принимать ηдв = 0,92.

В формуле (1.21) размерность [Q] = м3 /ч.

При выборе по каталогу принимаем двигатель с номинальной мощностью, отвечающей условию

                                                        (1.22)

По [1., прил.3] выбираем электродвигатель ближайшей большей мощности и с частотой вращения (об/мин), равной частоте вращения вала выбранного насоса.

По условиям работы электродвигатели для водоотливных установок принимаются во взрывобезопасном (РВ) или в закрытом защищен ном исполнении (РН).

На главном водоотливе угольных шахт принимаются к установи высоковольтные взрывобезопасные электродвигатели на рабочее напряжение 6 кВ. Участковые установки могут быть оборудованы двигателями с рабочим напряжением 380 и 660 В.

Насосы типа ЦНС с подачей более 180 м3/ч изготовитель (Ясногорский машзавод) комплектует электродвигателями во взрывобезопасном исполнении типов: АЗП, ВАО, ДАЗ, ДАП (250 - 3150 кВт на 6 кВ, см. [1., прил.3]). Использование других типов двигателей требует дополнительного согласования с заводом.

Принимаем электродвигатель ДСП 118 - 44

Характеристика электродвигателя ДСП 118 - 44

1.            Тип электродвигателя ДСП 118 - 44

2.            Мощность       кВт      1250

3.            Частота вращения       мин"1  1500

4.            Напряжение статора   кВ        6

5.            КПД    ед.       0,96

6.            Коэффициент мощности        ед.       0,91

7.            Кратность пускового тока      ед.       6,3

8.            Масса двигателя         кг         2750

Габаритные и присоединительные размеры принимаются дополнительно из справочной литературы при разработке монтажных чертежей и чертежей общего вида.

1.6.. Организация работы установки и её экономические показатели.

1.6.1. Продолжительность работы установки при Qчн.

Продолжительность работы насоса для откачивания нормального притока  tн (ч) определим по формуле:

                                                                    (1.25)

где   Qд - действительная производительность рабочего насоса (или рабочей группы насосов), м3/ч;