Водоотливная установка (стр. 2 из 3)

где l₁ – длина трубопровода по насосной камере – 20 м;

l₂ – длина труб в трубном ходке – 20 м;

l₃ – длина труб на поверхности от устья ствола до места слива – 60 м

1.6 Определение суммарных потерь напора в трубопроводе

Таблица 1 -Определение коэффициента местного сопротивления для нагнетательного трубопровода

№	Наименование местного сопротивления	Величина	Количество	Сумма
1.	Колено 135°	0,195	3	0,585
2.	Задвижка открытая	0,27	1	0,27
3.	Колено 90°	0,64	3	1,92
4.	Обратный клапан	14,5	1	14,5
Всего				17,275

Таблица 2 - Определение коэффициента местного сопротивления для всасывающего трубопровода

№	Наименование местного сопротивления	Величина	Количество	Сумма
1.	Колено 90°	0,64	2	1,28
2.	Приемный клапан	4,4	1	3,6
Всего				4,88

Подставив в формулу (1.10) значения Н_г и R, получим уравнение внешней сети.

1.7 Установление действительного напора насоса

Режим работы насосного агрегата определяется графоаналитическим методом. Вначале определяют графическое изображение внешней характеристики сети (зависимость Н=f(Q)), то есть в аналитическое уравнение внешней сети подставляют различные значения Q. Данные сводят в таблицу 3.

Таблица 3 - Характеристика нагнетательного трубопровода

Параметры	0Q	0.5Q	1.0Q	1.5Q	2.0Q
Подача, м³/ч	0	250	500	750	1000
Напор, м	309	309,9	312,5	316,8	323

Имея каталожную характеристику (график) принятого насоса и графическую аналитическую характеристику внешней сети насосной установки, можно получить режим работы насоса на эту внешнюю сеть. Координаты режима работы получаются, если сомасштабно наложить характеристику сети на характеристику насоса.

По графику нагнетательного трубопровода определяем

=508;

=346;

=0,7

После чего определяется число часов работы насоса в сутки при откачивании притока воды:

(1.13)

где

– действительная подача насоса;

- нормальный приток воды в шахту.

1.8 Определение мощности электродвигателя и выбор его типа

Данных координат точки режима работы насосной установки достаточно, чтобы определить мощность двигателя насоса (кВт):

(1.14)

где

– плотность рудничной воды, 1050 кг/м³;

коэффициент запаса мощности двигателя, при, при

> 100м³/ч,

= 1,1¸ 1,15.

- действительный напор;

Таким образом, зная мощность двигателя, принимается ближайший больший по мощности двигатель, частота вращения которого совпадает с частотой вращения насоса. Принимаем двигатель ВАО630M4. Номинальная мощность – 800 кВт, напряжение – 6000 В, КПД – 95%, синхронная частота вращения – 1500 об/мин.

1.9 Расчет расхода электрической энергии и установление КПД водоотливной установки

Число работы насоса в сутки при откачивании нормального притока, (час):

(1.15)

То же при максимальном притоке, (час):

(1.16)

Годовой расход электроэнергии ,кВт:

(1.17)

где η_д- КПД двигателя, 0,95;

η_сети- КПД электрической сети, 0,95;

η – КПД насоса;

- количество дней в году с нормальным водопритоком, 305;

- количество дней в году с максимальным водопритоком, 60.

Годовой приток воды (м³/год

(1.18)

Удельный расход электроэнергии (кВт×час/м³):

(1.19)

Полезный расход электроэнергии ( кВт×час/м³):

(1.20)

Коэффициент полезного действия водоотливной установки:

(1.21)

2. СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ. ЗАЩИТА АППАРАТУРЫ И НАСОСОВ ОТ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ УДАРОВ

Основная причина, вызывающая гидравлические удары в напорных трубопроводах, - аварийное отключение электропитания двигателей насосов. Гидравлических ударов, возникающих в результате изменения степени открытия запорной арматуры, практически можно избежать, изменяя режим закрытия и открытия. При отключении электродвигателей насосов, подающих воду по напорным трубопроводам в открытые емкости, процесс гидравлического удара протекает следующим образом. После отключения насосов уменьшаются частота вращения роторов агрегатов, подача и напор. Давление на насосной станции начинает снижаться. Снижаются и скорости движения воды в трубопроводе. В какой-то момент вода остановится и далее начнет двигаться с ускорением в обратном направлении. При наличии обратных клапанов на напорных линиях насосов изменение направления движения воды в трубопроводе вызывает закрытие их дисков, что резко замедляет движение потока и значительно повышает давление - происходит гидравлический удар.

Прочностные показатели труб для прокладки напорных водоводов назначают по расчетному давлению, принимаемому равным либо максимальному рабочему давлению, либо давлению при гидравлическом ударе, умноженному на коэффициент 0,85 для стальных труб и на 1 для труб из других материалов. Повышение давления при гидравлическом ударе может быть определяющим при выборе прочностных показателей труб. Рассчитывают прочностные показатели труб внешней нагрузки трубопровода при наличии в нем вакуума (практически это относится к стальным трубам большого диаметра). Поэтому должны быть использованы средства защиты от гидравлического удара чтобы не увеличивать прочностные показатели труб по сравнению с теми, которые могут быть приняты по максимальному рабочему. Средства защиты от гидравлического удара можно разделить на две большие группы: первая - средства защиты, предназначенные для сброса воды из напорных трубопроводов, вторая - средства защиты, препятствующие развитию значительных скоростей движения воды в обратном направлении. Воду из напорных трубопроводов сбрасывают через насосы и напрямую. Сброс воды через насосы - наиболее простое и дешевое средство защиты, не требующее каких-либо дополнительных затрат, однако при этом возникает реверсивное вращение роторов насосных агрегатов, которое в отдельных случаях может превысить допустимое (как для насоса, так и для электродвигателя) Иногда для уменьшения реверсивной частоты вращения можно ограничить сброс воды, осуществляя его через обводные линии к обратным клапанам на напорных линиях насосов.

Воду помимо насосов сбрасывают и через обычные предохранительные клапаны или специальные клапаны-гасители, открывающиеся еще до повышения давления сверх рабочего (рис. 1).

Рисунок 1 - Схема устройства обводной линии к обратному клапану:

1 - обратный клапан; 2 - обводная линия с задвижкой;

3 - задвижка на напорной линии насоса.

Рисунок 2 - Клапан-гаситель

1 - клапан;2 - цилиндр;3 - поршень;4 - гидрораспределитель;5 - масляный тормоз;6 - соединительные импульсные трубки;7 - обратный клапан;8 - магистральный трубопровод;9 - отводная труба.