Стационарные машины и установки Кия-Шалтырского нефелинового рудника

5.2 Стационарные машины и установки

         Исходными данными для проектирования и эксплуатационного расчета оборудования водоотливных установок являются:

-  нормальный водоприток, Q_н = 180 м³/ч;

-  максимальный водоприток, Q_max = 350 м³/ч;

-  глубина карьера, Н_к = 80м;

-  расстояние от верхней бровки до места слива l₂=60 м;

-  расстояние  от  насосной станции   до  подошвы борта карьера  l₁=15 м;

-  химический состав воды PH=7 (нейтральная).

         Расчетная производительность насосной установки для откачки воды (м³/ч): 

-  по нормальному водопритоку

                                             ;                      (5.22)

-  по максимальному водопритоку,

,                                                                                  (5.23)

         где Q_н и Q_max - соответственно нормальный и максимальный водопритоки, м³/сут.

         Так  как  2, то есть 525/270<2,  то  для  дальнейших   расчётов Q_р=Q^н_р , а насосную станция оборудуется двумя ставами труб – рабочим и резервным. Оба става одновременно вводят в действие в периоды снеготаяния и ливневых вод. 

         Внутренний диаметр трубопровода нагнетательного става, м

   , (5.24)

         где ν_э - экономичная скорость движения воды в трубопроводе (м/с), определяемая по формуле:

, м/с                   (5.25)

         здесь Q_р.т - расход жидкости по трубопроводу, м³/с.

         По ГОСТу [9, приложение 1] принимаются стальные бесшовные трубы с внутренним диаметром 227 мм и толщиной стенок 9 мм.

         Диаметр труб всасывающего трубопровода принимается на 25-50 мм большим, чем диаметр нагнетательного трубопровода. По [9, приложение 1] выбираются трубы всасывающего трубопровода с внутренним диаметром 255 мм и толщиной стенок 9 мм.

         Геодезическая высота подъёма воды, м

H_г=h_вс+H_к+h₁=3+80+0,5=83,5                            (5.26)

         Расчетный напор насосной станции, м

           (5.27)

         где  Н_г - геодезическая высота подъема воды (рисунок 5.3), м;

         L_в и L_н - длина всасывающего и нагнетательного трубопроводов, м;

         D_в и D_н - диаметр всасывающего и нагнетательного трубопроводов, м;

         V_в и V_н - скорость движения жидкости, м/с;

                  g - ускорение свободного падения, g = 9,8 м/с.

          , - соответственно сумма коэффициентов местных сопротивлений  во всасывающем и нагнетающем трубопроводах [9, таблица 1.3].

                                                                                                                                                              (5.28)

                                                                                                                                        (5.29)

         здесь g - ускорение свободного падения, g = 9,8 м/с.

                                                                                                 (5.30)

                                                                                                 (5.31)

                                                                                                          

         По величинам Q_р и H_р [9, таблица 1.4] производся выбор типа насоса. В результате водоотливная установка оборудуется тремя насосами типа ЦНС-300-120. При нормальном водопритоке  задействован один насос (рабочий). В периоды максимального водопритока в работу включается второй насос (резервный), оба насоса имеют индивидуальные трубные ставы. Третий насос (насос холодного резерва) всегда готов к использованию при возникновении аварийной ситуации.  

         Расчет характеристики внешней сети осуществляется по выражению:

Н_с = Н_г + R_с×Q_р²,                                                                                                 (5.32)

         где R_с - обобщенный коэффициент сопротивления внешней сети, с²/м⁵:

                                                                                                 (5.33)

         Для расчетных значений расходов воды (Q_р, м³/с) определяют соответ-ствующие им значения напоров и результаты расчетов заносят в таблицу 5.4

Таблица 5.4 - Характеристики внешних сетей насосных установок

Q, м3/ч	0	50	100	150	200	250	300	350
Нс	83,5	84,55	87,7	92,95	100,3	109,75	121,3	134,95

         После нанесения характеристики насоса на график характеристики трубопровода, определяют ожидаемый режим работы насоса (рисунок 5.4).

Q_о = 288 м³/ч;                       Н_о = 118 м;                         h_о = 0,7

         Проверка выбранного насоса на обеспечение заданного расхода, эконо-мичность и устойчивость:

-  на обеспечение заданного расхода

Q_о ³ Q_р

288 ³ 270

-  на экономичность

h_о ³ 0,9×h_max

0,7 ³ 0,9×0,73

0,7 ³ 0,65;

-  на устойчивость

Н_г ≤ 0,9×Н_з

83,5 ≤ 0,9×118

83,5 ≤ 106,

         где Н_з - напор насоса при закрытой задвижке;

-  на отсутствие кавитации

                (5.34)

5 ≥ 3,82 - кавитация отсутствует.

         Выбранный насос удовлетворяет всем необходимым требованиям.

         Мощность приводного электродвигателя насоса для рабочего режима

, кВт                  (5.35)

         Исходя из полученной расчетной мощности электродвигателя N_дв=132 кВт и частоты вращения вала двигателя насоса n₁ = 1000 об/мин принимают удовлетворяющий этим требованиям асинхронный электродвигатель марки АО 103-6 мощностью 160 кВт и частотой вращения вала n₂ = 1000 об/мин [9, приложение 3].

         Окончательно принимают водоотливную установку, оборудованную тремя насосами типа ЦНС-300-120.

         Фактическое число часов работы установки (ч):

-  при нормальном притоке воды

                              ;                                                 (5.36)

-  при максимальном притоке воды

.                                (5.37)

         Объем водосборника, м³

                                                                        (5.38)

         Для водоотливной установки принимают систему автоматизации типа УАВ.

5.3 Организация ремонтов

         В состав ремонтно-механической базы рудника входят: ремонтно-механические мастерские, производственный корпус автотранспортного цеха, ремонтные мастерские карьера, ремонтные пункты в цехе механизации и в дробильно-шихтовочном отделении.

         Оснащённость ремонтной базы позволяет производить любые ремонтные работы, включая капитальные ремонты, которые производятся силами рудника. Исключение составляют базовые детали больших размеров и габаритов.

         Капитальный ремонт экскаваторов, буровых станков, технологического оборудования дробильно-шихтовочного отделения, бульдозеров, дорожной техники, транспортных средств рудник производит собственными силами. Капитальный ремонт дизельных двигателей автосамосвалов, бульдозеров и дорожной техники производится на специализированных предприятиях.

         Запасными частями к основному технологическому оборудованию рудник обеспечивается через Ачинский глинозёмный комбинат и, частично, путём собственного их производства.