Меню Рубрики

Двигатели на водоотливных установках

Характеристика водоотливных установок.

Главная водоотливная установка гор.-260 расположена в околоствольном дворе НВПС и предназначена для перекачки шахтной воды из водосборников гор.-260 в водосборник главной водоотливной установки гор.-100.Для размещения насосной установки в околоствольном дворе пройдена насосная камера длиной 40 м сечением Sсв= 30.5м2 , Sпр.=43.7м2. Насосная камера закреплена арочной крепью с обратным сводом из двутавра I 24 с последующим тампонажем кровли и боков.

Для приема воды, поступающей на гор.-260 пройдены два водосборника общей длиной 410 м. Водосборники пройдены сечением Sсв.=14.4 м 2 и Sпр.=17.4 м 2 и закреплены металлической арочной крепью из СВП-27 с шагом крепления 3рамы на 1погонный метр, затяжка железобетонная вкруговую. Общая емкость водосборников 5800 м3.

Водосборники соединяются с насосной камерой через водозаборный колодец диаметром 4.2 м ,глубиной 6 м, закрепленный кольцевой металлоарочной крепью из СВП-27 с последующей бетонировкой.

Водоотливная установка оборудована двумя насосами ЦНС 180\225,тип двигателей ВАО-2-450 LА-4, мощность двигателя 250 кВт и одним насосом ЦНС 300\180, тип двигателя ВАО-2-560 LА 4, мощность двигателя 500 кВт.

Вода из водосборников гор.-260 откачивается на гор.-100 по 2 водооткачным ставам диаметром 10″ проложенным по водотрубному ходку и НВПС. Из ОКД НВПС гор.-100 вода поступает по водооткачному ставу диаметром 6-8″ по выработкам гор.-100: парному квершлагу гор.-100, Откаточному штреку К10 гор.-100 до сопряжения с откаточным квершлагом К10 гор.-100 где сбрасывается в водоотливную канавку. По водоотливной канавке, по выработкам гор.-100 вода поступает в водосборник главной водоотливной установки гор.-100.

Главная водоотливная установка гор.-100 расположена в околоствольном дворе клетевого ЦОС и предназначена для перекачки шахтной воды из водосборников гор.-100 на поверхность. Для размещения насосной установки в околоствольном дворе пройдена насосная камера длиной 63 м сечением Sсв= 30.5м 2 , Sпр.=43.7м 2 .Насосная камера закреплена арочной крепью с обратным сводом из двутавра I 24. Для приема воды поступающей на гор.-100, пройдены два водосборника общей длиной 300 м. Водосборники пройдены сечением Sсв.=14.4 м 2 Sпр.=17.4 м 2 и закреплены металлической арочной крепью из СВП-27 с шагом крепления 3рамы на 1 погонный метр, затяжка железобетонная вкруговую. Общая емкость водосборников 2000 м3.

Водосборники соединяются с насосной камерой через два водозаборных колодца, диаметром 4.2м , глубиной 6м, закрепленных кольцевой металлоарочной крепью из СВП-27с последующей бетонировкой.

Водоотливная установка оборудована двумя насосами ЦНС 300\780, тип двигателя 2АЗМВ1-1250\600, мощность двигателя 1250 кВт, с подпиточными насосами ВП 340А и двумя насосными установками, состоящими каждая из двух насосов ЦНС 300\180 и ЦНС 300\600, тип двигателей ВАО2 450 LA4 и ВАО 560 LA4, мощность двигателей соответственно 250 и 800 кВт.

Вода из водосборников гор.-100 откачивается по 2 водооткачным ставам диаметром 8″ и 10″ проложенным по водотрубному ходку, клетевому ЦОС, на поверхность в отстойники очистных сооружений.

Главная водоотливная установка гор.-30 расположена в околоствольном дворе Клетевого ЦОС и предназначена для перекачки шахтной воды из водосборников гор.-30 на поверхность. Для размешения насосной установки в околоствольном дворе пройдена насосная камера длиной 25 м сечением Sсв= 27.5 м 2 , Sпр.=29.7м 2 . Насосная камера закреплена металлоарочной крепью из СВП-27, затяжка боков и кровли ж\б.

Для приема воды, поступающей на гор.-30 пройдены два водосборника общей длиной 230 м. Водосборники пройдены сечением Sсв.=10.3 м 2 Sпр.=11.9 м 2 и закреплены металлической арочной крепью из СВП-22 с шагом крепления 3рамы на 1погонный метр, затяжка железобетонная вкруговую. Общая емкость водосборников 1600 м3.

Водосборники соединяются с насосной камерой через водозаборный колодец диаметром 4.2 м ,глубиной 6 м, закрепленный кольцевой металлоарочной крепью из СВП-27 с последующей бетонировкой.

Водоотливная установка оборудована одним насосом ЦНС 300\660, тип двигателя ВАО2 630М4, мощность двигателя 800 кВт и насосной установкой, состоящей из двух насосов ЦНС 300\180 и ЦНС 300\480, тип двигателей ВАО В 450М и ВАО 560М4, мощность двигателей соответственно 200 и 630 кВт.

Вода из водосборников гор.-30 откачивается по 2 водооткачным ставам диаметром 8″ и 10″ проложенным по водотрубному ходку, Клетевому ЦОС на поверхность, в отстойники очистных сооружений.

Очистные сооружения, с двухступенчатой схемой очистки шахтных вод, расположены на промышленной площадке ЦОС. Вода из шахты поступает в регулирующую емкость шахтных вод объемом 1200 м3. Далее вода поступает на первую ступень очистки в вертикальных отстойниках с добавлением полиакриламида ( ПАА) и гипохлорида натрия в ершовом смесители. После очистки в отстойниках, вода поступает на 2 ступень очитки в фильтры с песчано – гравийной засыпкой крупностью 15-32мм , 0,5- 1,0 мм.

После очистки вода поступает в резервуар очищенной воды, емкостью 1000 м3. Из этого резервуара вода по трубопроводу подается в противопожарный резервуар емкостью V=1500 м3, расположенный на территории центральной промышленной площадки, и далее поступает в шахту на технологические нужды.

Производительность очистных сооружений 3500 м 3 /сутки.

1.2.5 Гидрогеологическая характеристика.

На промышленном участке Карагандинского угленосного района имеют распространение следующие основные типы подземных вод:

а) водоносные комплексы в юрских осадочных отложениях;

б) водоносные комплексы в каменноугольных осадочных отложениях.

Читайте также:  Установка дизельного подогревателя двигателя 220в

Гидрогеологические условия участка являются весьма благоприятными для его промышленного освоения.

Четвертичные делювиальные отложения, представлены суглинками, супесями и, редко, глинистыми песками, имеют широкое площадное развитие, но мощность их редко превышает 3 м.

Делювиальные четвертичные отложения на значительной площади подстилаются плотными вязкими гипсоносными глинами павлодарской свиты неогена, мощность которых местами достигает 30 м.

Мезозойские отложения распространены повсеместно в средней и южной частях участка, занимая две трети его площади. Максимальная мощность их в юго-западной части участка составляет 220 м.

Саранская свита имеет мощность от 5 до 65 м., увеличиваясь в юго-западном направлении. В составе свиты преобладают конгломераты на глинистом цементе и тонкозернистые глинистые песчаники. Обводненность этих пород слабая.

На саранской свите согласно залегает дубовская свита, имеющая мощность до 80 м. и сложенная аргиллитами, алевролитами, тонко и мелкозернистыми песчаниками с маломощными прослоями слабосцементированных конгломератов, линзами и пластами бурых углей. Такой литологический состав свиты определяет её крайне незначительную обводненность, исключая участки, где буроугольные пласты достигают большей (3-5 м.) мощности.

Кумыскудукская свита на разведанном участке достигает мощности 80 м. и представлена в основном слабосцементированными конгломератами на песчано-глинистом цементе, рыхлыми песчаниками, которые лишь на востоке участка замещаются глинистыми разностями. Отличительной чертой конгломератов является их рыхлость, вследствие чего они водоносны.

Воды шахтного водоотлива, благодаря высокой минерализации (до 20 г/литр) и агрессивных свойств по отношению к бетону и железу, используются только для целей обогащения углей на обогатительных фабриках района. Для орошения и питьевых целей эти воды не пригодны.

Подземные воды угольных пластов характеризуются весьма различным солевым составом: от пресных до сильно минерализованных, агрессивных по отношению к бетону и железу. Содержание отдельных ионов следующие:

сульфатов от 40 до 4800 г/л.

гидрокарбонатов от 70 до 1200мг/л.

при общей жёсткости от 2,8 до 107 мг.экв/л.

По химическому составу шахтные воды преимущественно хлоридно-сульфатно-натриевые, обладают повышенной минерализацией (от 3 до 11,2 г/л.), общей жёсткости до 55,4 мг.экв/л. и агрессивны по отношению к несульфатостойкими портландцементу и железу.(Средний приток воды 20 м^/час.)

Основной приток воды в шахту происходит из выработанного пространства смежных шахт.

Фактический водоприток в шахту составил 365 м 3 /ч., из них 50 м 3 /ч. по стволам, 315 м ^ /ч. по горным выработкам. Ожидаемый приток воды в шахту составит: нормальный- 380 м 2 /ч., максимальный с учётом возможного прорыва с погашенных выработок смежных шахт- 580 м 2 /ч.

источник

Водоотливные установки

Водоотливная установка состоит из насоса, электродвигателя, электроаппаратуры управления, всасывающего и нагнетательного трубопроводов.

Насосы, применяемые для рудничного водоотлива, по принципу действия делят на центробежные, поршневые и винтовые. Для оборудования водоотливных установок применяют центробежные насосы. Поршневые и винтовые насосы применяют при проходке выработок, кроме того, винтовые насосы могут применять для очистки водосборников и зумпфов.

Центробежная насосная установка (рис. 76) состоит из всасыва­ющего трубопровода 3, насоса 2 и нагнетательного трубопровода 1. К концу трубопровода 3 прикреплен всасывающий клапан с предо­хранительной сеткой, который удерживает в насосе воду при его заливке перед пуском. На нагнетательном трубопроводе непосред­ственно за насосом установлены задвижка и обратный клапан. За­движка служит для регулирования производительности насоса,

а обратный клапан защищает насос при его внезапной остановке от гидравлических ударов, образующихся при обратном движении воды, находящейся в нагнетательном трубопроводе.

Обычно при запуске насоса используют воду, оставшуюся в на­гнетательном трубопроводе после предыдущей работы. Для перепуска этой воды из трубопровода в насос имеется обводная трубка с кра­ном. В верхней части корпуса насоса имеется пробка для заливки насоса водой вручную. Для контроля за работой насоса на всасыва­ющем трубопроводе устанавливают вакуумметр, а на нагнетатель­ном — манометр.

Главные водоотливные установки оборудуют двумя нагнетатель­ными трубопроводами — рабочим и резервным. Каждый из них рас­считан на выдачу нормального суточного притока воды не более чем за 20 ч.

Для трубопровода обычно применяют стальные трубы, а для не­глубоких шахт и карьеров при рабочем давлении до 10 кгс/см 2 можно применять чугунные трубы.

Для неглубоких шахт трубопровод монтируют из труб с одинако­вой толщиной стенок. Трубопроводы глубоких шахт рекомендуется делить на участки с различной толщиной труб, а в пределах одного участка устанавливать трубы с одинаковой толщиной стенок.

Трубопроводы в насосной камере прокладывают так, чтобы каж­дый из насосов с помощью задвижек можно было переключить на лю­бой из трубопроводов (рис. 77). Первую и вторую схемы (рис. 77, а ж б) применяют при нормальной работе одного насоса, третью схему

(рис. 77, в) — при одновременной нормальной работе двух насосов. При первой схеме в насосной камере прокладывают два трубопровода, при второй — один, разветвляющийся у трубного ходка на два трубопро­вода, идущих по стволу. При третьей схеме в камере прокладывают три горизонтальных трубопровода, соединенных с каждой насосной установкой. С помощью задвижек 1, установленных на соединитель­ных ветвях, регулируют порядок работы каждого насоса на любой трубопровод. Задвижки 2 служат для спуска воды при ремонте или чистке трубопровода.

Читайте также:  Установка поршневой на двигатель д 240

Работа рудничных водоотливных установок автоматизирована.

источник

Водоотливные установки

Водоотливные установки (рис. 1) оборудуются в основном центробежными насосами. Установка состоит из насоса 1 с двигателем, всасывающего трубопровода 9 с приемной сеткой 11 и клапаном 10, нагнетательного трубопровода 5 с задвижкой 3 и обратным клапаном 4, трубки 6 с вентилем 7 для заливки водой насоса перед его пуском. Давление во всасывающем 9 и нагнетательном 5 трубопроводах измеряется вакуумметром 8 и манометром 2.

Вертикальное расстояние от уровня воды в заборном резервуаре (колодце) до оси насоса называется геодезической (геометрической) высотой всасывания hвс, а вертикальное расстояние от оси насоса до сливного отверстия трубопровода — геодезической (геометрической) высотой нагнетания hн. Сумма геодезических высот всасывания и нагнетания есть геодезическая (геометрическая) высота подачи Hг, которая по существу является полной геодезической высотой водоподъема.

Центробежные насосы, применяемые на горных предприятиях классифицируются по следующим признакам.

По назначению — для чистой воды и специальные (углесосы, шламовые, грунтовые, песковые и др.).

Специальные насосы отличаются от обычных наличием защитных устройств, обеспечивающих более долговечную работу агрегата при транспортировании агрессивной жидкости или смеси.

По числу ступеней — одно- и многоступенчатые. Одноступенчатые насосы используют для оборудования вспомогательного водоотлива, а также для заливки главных насосов перед их пуском, многоступенчатые насосы — в главном водоотливе.

По характеру соединения рабочих колес — одно и многопоточные.

По конструкции корпуса — цельнокорпусные, секционные и спиральные (с горизонтальным разъемом корпуса).

По расположению вала насоса — горизонтальные и вертикальные.

По расположению опор и рабочих колес — консольные, с вынесенными и встроенными в корпус опорами.

По размещению насоса относительно источника:

  • — поверхностные, устанавливаемые у водосборников;
  • — подвесные (проходческие);
  • — скважинные, используемые в системах дренажа шахтных полей, а также при добыче чистой воды для питья и технических нужд.

В главных насосных установках шахт и рудников широкое распространение получили горизонтальные центробежные секционные насосы (рис. 2) типа ЦНС (центробежный насос секционный), имеющие вертикальный разъем корпуса. Каждая секция имеет корпус 4 с направляющим аппаратом 5 и рабочее колесо 6 одностороннего всасывания. Рабочие колеса устанавливаются на одном валу i, а корпуса секций вместе с крышками всасывания 8 и нагнетания 3 соединены стяжными шпильками 7 и образуют единый герметичный корпус насоса. Места выхода вала 1 из корпуса насоса герметизируются сальниковыми уплотнениями 2.

При работе насоса жидкость последовательно проходит через все рабочие колеса, получая в каждой секции приращение напора. Жидкость из одной секции (ступени) в другую перетекает по каналам неподвижных лопаточных направляющих аппаратов.

В обозначениях типоразмеров насосов ЦНС цифры после букв:

  • — первая — подача (м 3 /ч) при максимальном значении к. п. д.;
  • — через дефис — напоры (м) — наименьший и наибольший.

Если насос предназначен для откачки кислотных вод, то добавляется буква К, для грязевых насосов — буква Г.

В настоящее время для шахт и рудников промышленностью выпускаются следующие насосы:

  • — с частотой вращения (синхронной) 25 с-1 (ЦНС 60-50. 250, ЦНС 180-85. 425, ЦНС 300-120. 600, ЦНСК 300-120. 600 ЦНСГ 850-240. 960);
  • — с частотой вращения (синхронной) 50 с-1 (ЦНС 38-44. 220, ЦНС 60-66. 330, ЦНС 105-98. 490, ЦНС 180-500. 900, ЦНС 300-650. 1040, ЦНСК 60-66. 330).

Направляющие аппараты и рабочие колеса центробежных насосов ЦНС и ЦНСГ чугунные (СЧ21 или СЧ28). Корпус направляющего аппарата может быть также чугунным или из сталей марок 35Л и 40ХН.

В насосах ЦНСК, предназначенных для откачки кислотных шахтных вод температурой от 1 до 40°С с содержанием механических примесей не более 0,2% по массе и размером частиц 0,2 мм., опорные кронштейны выполняются из чугуна, уплотняющие кольца, направляющие аппараты, втулки разгрузки — из прессового материала АГ-4В, остальные детали — из хромоникелевой стали.

Для привода насосных установок в основном применяют асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором в нормальном исполнении единой серии А и АО на напряжение 380/660В.

Для водоотливных установок, работающих во взрывоопасных условиях, выпускаются электродвигатели серий МА, КО и ВАО на напряжение 380/660В и продуваемые под избыточным давлением электродвигатели повышенной надежности серий А, АО, АП, АЗП, взрывонепроницаемые двигатели серии ВАО мощностью до 1600 кВт и серии «Украина» мощностью 630 кВт на напряжение 6000 В.

Насос в процессе работы должен обеспечивать необходимые подачу, экономичность и устойчивость режима работы.

Необходимая подача обеспечивается, если:

QД — подача насоса в действительном режиме работы, м 3 /ч;

Qр — расчетная производительность водоотливной установки, определяемая по притоку воды в водосборник, м 3 /ч.

Экономичность режима работы обеспечивается эксплуатацией насоса в зоне высоких к. п. д., которая определяется из условия:

зд — к. п. д. насоса в действительном режиме работы;

зmax — максимальный к. п. д. насоса.

Устойчивость режима работы означает отсутствие значительных его колебаний и автоматическое восстановление режима после устранения причин, вызвавших его изменение. Это требование обеспечивается наличием только одной точки пересечения характеристики внешней сети Нс с напорной характеристикой насоса H. Устойчивость режима может быть обеспечена при выполнении условия:

Читайте также:  Установка дизельного двигателя на заз 968м

Но — напор насоса при нулевой подаче, м.;

Нг — геодезическая высота подъема жидкости, м.

Если нельзя выбрать один насос, режим работы которого в заданных условиях эксплуатации удовлетворял бы условиям, то используют совместную работу нескольких насосов на общую внешнюю сеть. Насосы при этом могут работать последовательно или параллельно.

Последовательное соединение насосов применяют при больших сопротивлениях внешних сетей.

Водоотливные установки с несколькими последовательно соединенными насосами называются многоступенчатыми. В многоступенчатых установках насосы могут располагаться в одной насосной камере или быть рассредоточены по трассе трубопровода.

Заводы гарантируют нормальную работу насосов при давлении в корпусе, не более чем в 2 раза превышающем номинальное. Размещать в одной насосной станции более двух последовательно взаимодействующих насосов нельзя. При установившемся режиме работы последовательно соединенных насосов выполняются условия:

QУ и HУ — соответственно суммарные подачи и напор последовательно соединенных насосов;

Qi и Hi — подача и напор отдельных насосов;

N — число последовательно соединенных насосов.

Когда невозможно выбрать один насос, обеспечивающий условие, то используется параллельное соединение насосов для увеличения подачи.

При установившемся режиме работы напор, создаваемый каждым насосом, будет одинаков, т. е.:

А общая подача будет равна сумме подач отдельных насосов, как и при их последовательном соединении.

Водоотливные установки в зависимости от подачи оборудуются трубопроводом диаметром от 100 до 600 мм., при откачивании воды под давлением 1-10 МПа.

Для трубопроводов применяются стандартные стальные трубы и реже чугунные (при давлении воды до 1 МПа), соединяемые между собой подвижными или неподвижными фланцами.

  • — при соединении труб используется резина или прорезиненный материал;
  • — при высоких напорах применяют прокладки из свинца или красной меди, иногда трубы соединяют электросваркой.

Трубопровод оборудуется арматурой, в состав которой входят: приемный клапан с сеткой, обратный клапан, запорная задвижка с ручным или гидравлическим приводом, сальниковый компенсатор, тройники и др. Главные и центральные водоотливные установки должны иметь два нагнетательных трубопровода, (один резервный). При расчетах трубопроводов устанавливаются внутренний диаметр, толщина труб и величина потерь напора в трубопроводе. Внутренний диаметр (м):

Q — расход воды через трубопровод, м 3 ;

vт — скорость воды в трубопроводе, м/с.

Обычно в нагнетательном трубопроводе vт = 2 — 2,5 м/с, во всасывающем vт = 0,9 — 1,2 м/с.

В соответствии со значением, полученным по формуле производится выбор трубы стандартных размеров.

Водоотливные установки являются автоматизированными. Для автоматизации их работы в зависимости от уровня воды в водосборнике используют поплавковые и электродные датчики уровня. Наибольшее распространение получили электродные датчики типа ЭД, которые подвешиваются на кабеле на отметках водосборника, соответствующих контролируемым уровням воды.

Реле подачи насоса осуществляет, наряду с контролем подачи насоса, его гидравлическую защиту — блокировку от включения не залитого насоса и отключение работающего насоса при потере им подачи.

Для автоматизации стационарных водоотливных установок выпускается автоматизированная аппаратура управления АВ-5 и АВ-7 — для участкового водоотлива, АВО-3 — для одиночного водоотлива, АВМ-1М — для водоотливных установок с низковольтными двигателями, УАВ — для главных водоотливов с низковольтными двигателями, ВАВ — для главных водоотливов шахт, опасных по газу и пыли.

Взрывобезопасная аппаратура типа ВАВ предназначена для автоматического управления водоотливными установками, имеющими до девяти насосных агрегатов с высоко и низковольтными двигателями. Автоматическое управление насосными агрегатами осуществляется по уровню воды в водосборнике. В зависимости от заданной программы насосные агрегаты включаются при верхнем, повышенном и аварийном уровнях. При отключении неисправного насосного агрегата включается резервный. Насосы могут работать с управляемыми задвижками и без них.

Специальные насосы предназначены для подачи в шахту технической воды для питания механогидравлических машин и для подъема из шахты смеси твердого материала (как правило, угля) и воды при гидравлическом способе добычи угля, транспортирования гидравлической закладки в выработанное пространство, очистки зумпфов и водосборников от шлама, транспортирования смесей на обогатительных фабриках и др.

Для перекачивания технической оборотной воды на гидрошахтах используют в основном насосы ЦНСГ 850-240. 960. Вода должна быть нейтральной с содержанием примесей на более 40 г/л при размерах твердого не более 10 мм. и иметь температуру от 1 до 40°С.

Для подъема и гидротранспорта применяются углесосы (специальные центробежные насосы), которые позволяют перекачивать и транспортировать угольную смесь при отношении твердых материалов крупностью от 70 до 100 мм. к жидкому по массе не более 1:3. 1:5. Технические данные углесосов, выпускаемых отечественной промышленностью, приведены в таблице ниже. насос автоматизация водоотливной

Первая цифра в шифре типа углесосов обозначает диаметр всасывающего патрубка в миллиметрах, уменьшенный в 25 раз. Углесосы имеют проточную часть, элементы которой изготовляются из материалов, особо устойчивых к абразивному износу. Углесосы 10У4, 12У10 и 12У6 представляют собой горизонтальные одноступенчатые центробежные насосы, а углесос 14УВ6 — двухступенчатый центробежный насос с горизонтальным разъемом корпуса.

К. п. д. специальных насосов ниже, чем у обычных, и составляет для углесосов 0,53-0,68.

источник

Добавить комментарий

Adblock
detector