Расчёт водоотливной установки (глубина горизонта шахты = 258 м). Расчёт главной вентиляторной установки. Расчёт калориферной установки, страница 2

Для ГВУ с тремя насосными агрегатами принимаем два напорных тру­бопровода [1], схема коллектора такой установки приведена на рис. 4.3. Приме­нение двух напорных трубопроводов допускается при выполнении условия:

Q_ч.max ≤ 2∙Q_ч.нор                                     (4.1.8)

650 ≤ 900

То есть Q_ч.max не должен превышать более чем в два раза Q_ч.нор.

Рис. 4.3. Схема коллектора для установки с тремя насосными агрегатами и двумя напор­ными трубопроводами

1 – трубопровод;

2 - тройник для подключения насоса;

3 - байпас для сброса воды из коллектора;

№ 1, № 2, № 3 - номера насосных агрегатов.

Схема трубного коллектора, показанная на рис.4.3, представлена двумя отдельными индивидуальными напорными трубопроводами с равными диамет­рами для рабочего и резервного насосов. Эта схема не предусматривает вклю­чение двух насосов в параллельном режиме работы на один трубопровод из-за повышенных потерь напора па преодоление гидравлических сопротивлений. Таким образом, по индивидуальному трубопроводу вода перекачивается от од­ного насоса.

Внутренний диаметр индивидуального напорного трубопровода d_и (мм) оп­ределяется по формуле:

                  (4.1.9)

где     Q_р.тр - расчётная производительность трубопровода,  Q_р.тр=Q_р.н , м³/ч;

V_эк = 1,5-2 м³/с экономичная скорость движения воды в напорном трубопроводе.

Для уменьшения гидравлических сопротивлений диаметр всасывающего трубопровода d_вс (мм) следует принимать на 25÷50 мм больше расчётного значения на­порного трубопровода, но не больше диаметра всасывающего патрубка насоса.

d_вс=d_и+(25÷50)=428,7+50=478,7 мм                     (4.1.10)

Определение толщины стенок труб

Толщина стенок трубопровода определяем из условия прочности по макси­мальному давлению воды в напорном трубопроводе и с учётом срока службы трубопроводов ГВУ шахты.

Расчёт давления в трубопровод Р_р (МПа) следует принимать в 1,25 раза больше рабочего и для нижнего сечения напорного трубопровода (на выходе из насоса) определяется по формуле:

Р_р=1,25∙ρ∙g∙Н_н∙10^-6=1,25∙1020∙9,81∙128∙10^-10=1,65 МПа         (4.1.11)

где     ρ=1020 кг/м³- плотность шахтной воды;

g=9,81 м/с² - ускорение свободного падения;

Н_н - напор, создаваемый насосом при откачке нормального притока, м.

Расчёт толщины стенок трубопровода:

                 (4.1.12)

Где σ_вр= 600 МПа - временное сопротивление материала стенок трубы на раз­рыв.

Толщина стенок трубы с учётом срока службы и коррозионного износа:

         (4.1.13)

где     δ_к.н= 0,15÷0,25 мм/год - скорость коррозии наружной стенки трубы;

δ_к.в= 0,1 мм/год - скорость коррозии внутренней стенки трубы (вода ней­тральная или щелочная);

t=15 лет расчётный срок службы напорных трубопроводов в угольных шахтах;

К_q= 10÷15% - допустимое уменьшение толщины стенок трубопровода из-за минусового допуска %.

Наружный диаметр индивидуального напорного трубопровода:

Д_ни=d_и+2∙δ=428,7+2∙9,4=447,5 мм                   (4.1.14)

Принимаем в напорный трубопровод трубу 450×10 по ГОСТ 10704-76.

Принимаем во всасывающий трубопровод трубу 480×10 по ГОСТ 10704-76.

Расчётная скорость воды для выбранного стандартного диаметра труб при расчётном расходе определяется по формуле:

             (4.1.15)

            (4.1.16)

Характеристики выбранных труб сведены в табл.4.1.1.

Таблица 4.1.1.

Трубопровод	Дст.н,мм	Дст.в,мм	δ,мм	Р,МПа	Qр.т,м3/с	V,м/с	Марка стали
Индивидуальный	450	430	10	1,65	780	1,49	Ст 5
Всасывающий	480	460	10	0,1	780	1,30	Ст 5

Длина напорного и всасывающего трубопровода:

L_и = 378 м - длина напорного трубопровода;

L_вс = 4,5 м - длинна всасывающего трубопровода;

L_к= 18,3 м — длинна трубопровода в насосной камере.