离心式水泵选型设计.docx
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离心式水泵选型设计
离心式水泵选型设计
矿山机电专业
矿井通风设备选型
设计指导书
应用技术学院机械系
矿井通风设备选型设计的基本原则，就是保证通风机运转的可靠性和经济技术的合理性。
在选型设计中，要注意以下几个问题。
1.保证安全运行
通风设备的安装地点、配置方式、备用台数，必须符合《煤矿安全规程》的规定，保证在任何情况下供给井下足够的新鲜空气，满足安全、生产的需要。
2.符合矿井需要
设备性能既要满足矿井投产初期的需要，也要考虑今后的发展，在整个服务期间内，设备运转在较高的工作区间。
3.经济合理
初期的建设投资和使用后的运转、维护费用综合考虑，保证设备在整个服务期间内的经济合理性。
4.符合环保要求
通风机的噪声要符合环保的规定，必要时应采取消声措施。
二、选型设计的基本要求
1.新建矿井每一风井必须装设两套型号规格相同的通风设备及辅助装置，其中一套作为备用。
且备用通风设备及辅助装置必须能在10min内开动。
2.选择通风设备应符合下列规定：
（1）应满足矿井第一水平开采各个时期的工况变化需要，并要求通风设备在较长时期高效运行；当工况变化较大时，应根据矿井采区分期投产时间及节能情况分期选择电动机；必要时，可采用电气调速装置调整风量及负压满足工况要
求。
（2）通风机能力应留有一定余量。
轴流式通风机在最大设计风量和负压时，轮片安装角度应比设备允许范围小5°；离心式通风机的设计转速不应大于设备允许最高转速的90%。
（3）通风机电动机的选择，一般宜采用鼠笼型或绕线型异步电动机，但容量较大时宜采用同步电动机，电网容量允许时应采用直接启动方式。
（4）轴流式通风机应校验电动机的正常启动容量和反风容量。
3.通风设备及辅助装置（包括风道及风门）计
算风量所采用的漏风系数应符合下列规定：
（1）专用通风井应取1.05〜1.15。
（2）箕斗井兼作回风用时应取1.15〜1.2。
（3）回风井兼作升降人员时应取1.2〜1.3。
通风设备的辅助装置应尽量采用先进的防漏风设施。
4.通风设备及辅助装置安装布置应符合下列规定：
（1）在同一通风井后期需更换通风机时，应预留风道接口和通风机房位置。
（2）反风风门的起重量大于1吨时，应采用电动、手摇两用风门绞车，并集中操作；手动风门绞车宜集中布置。
（3）通风机房可根据安装检修实际需要设置起重梁或起重机。
5.通风机的反风应符合下列规定：
（1）通风机能在10分钟内改变巷道中的风流方向，反风量不应小于正常供风量的40%。
（2）采用轴流式通风机时，宜采用可调叶片
方式反风或反转反风。
（3）米用离心式通风机时，应米用反风道反
风。
6.通风设备的噪声控制应符合下列规定:
（1）通风机房内的噪声值不得超过85dB,且应设置隔音值班室。
（2）通风设备对附近居民区的噪声值不得超过55dB，并符合现行《工业企业噪声卫生标准》的有关规定；当达不到规定要求时，应采取消声措施。
三、选型设计的原始资料和任务
1.选型设计时必须具备的原始资料：
（1）矿井通风方式及通风系统图；
（2）各时期的通风量及负压的变化；
（3）矿井瓦斯等级；
（4）矿井供电电压；
（5）矿井年产量及服务年限；
（6）当地气候条件；
（7）预计装风机的井口地面情况；
（8）其他相关资料。
2.选型设计的任务
（1）选择风机类型和型号；
（2）选配辅助装置；
（3）确定设备组合方案；
（4）提出经济核算结果；
（5）绘制设备布置图。
四、选型设计的步骤和方法
离心式通风机选型设计
1.估算通风机必需产生的风量
Q二kQk=—=43.3/s
式中：
k通风设备的漏风系数。
当风井不
作提升井时，k=1.1~1.15；风井兼做箕斗提升井时，k=1.15~1.2；风井兼作罐笼提升井时，k=1.2~1.3。
此处选k=1.1
2.估算通风机的风压
初期：
末期：
式中：
hqz扩散器的阻力损失，一般取
hqz=1O0~150Pa。
此处取hqz=100Pa
——附加阻力损失。
此处取=150Pa
由、、Q查《矿山固定设备选型使
用手册》上册预选用4-72-11NO20B离心式通风机和G4-73-11NO20D离心式通风机。
以下分别
对以上两种类型的通风机进行验算，然后进行比较选出最佳风机。
若初步预选4-72-11NO20B离心式通风机。
并查得该机号通风机出口面积S=2.24。
若取扩散器扩散角，扩散面积比n=2.6查扩散
器设计图，可得损失系数0.37，贝V
式中：
&――扩散器损失系数，查表确定
3.选择通风机型号和台数
（1）计算叶轮的圆周速度
式中：
U叶轮圆周速度
Hm所选类型通风机在最咼效率时的全压
系数，由4-72-11No20B特性曲线查取Hm=0.438
（2）计算通风机叶轮直径
二2.06m
式中：
D'——通风机叶轮直径，m；
Qm所选类型通风机在最咼效率时的风量
系数，由4-72-11NO20B特性曲线查取Qm=0.222
（3）选择通风机
由4-72-11型通风机性能规格表可查得，叶轮直径接近D=2.02m的为2m与前面预选机号相同。
故确定选用2台4-72-11NO20B型离心式通风机，一台左旋一台右旋，出风口位置均为
4.确定通风机工况点
使用通风机的类型特性曲线选择风机，应首先计算类型系数，建立无因次网路特性方程，绘制无因次网路特性曲线，然后才能求得工况点。
因为
2
Hmax—RmaxQ
Hmax
Rmax
Q2
所以九叫-冬巾9叮））=7.89
式中：
Rmax最小网路阻力损失系数
同理
则网路的无因次特性曲线方程为
末期
22
Hmax二RmaxQ7.89Q
初期
22
HminRminQ.5・27Q
（5）绘制初、末期无因次网路特性曲线用描点作图法，将无因次网路特性曲线绘制在通风机的类型特性曲线图上。
由网路的无因次特性曲线方程可得如下表：
Q
0
0.05
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
Hmax
0
0.019
0.078
0.17
0.315
0.493
0.71
7
9
8
6
0
0.013
0.052
0.210
0.329
0.47
Hmin
0
2
7
0.119
8
3
4
（6）确定工况点及工况参数
由初、末期无因次网路特性曲线与通风机的类
型特性曲线的交点，即为通风机的无因次工况
点。
读取工况点从而求得对应的风压系数、流量
系数和效率。
A点：
QA=0.233HA=0.428n
nB=0.89
5.通风机转速的计算
对应于初期工况点A的叶轮圆周速度
式中：
HA——最小全压时，通风机无因次工况点A的风压系数。
对应于初期工况点A的通风机转速
式中：
nA――对应于工况点A的通风机转速，r/min;
对应于末期工况点B的叶轮圆周速度
Ub=Hmax125853.23m/s
」Hb.1.20.370
式中：
Hb——最大全压时，通风机无因次工况点B的风压系数。
对应于末期工况点B的通风机转速
式中：
nB――对应于工况点B的通风机转速，r/min。
依据“a=579r/min“b=509r/min,查4-72-11型通风机性能规格表，决定初期通风机主轴转速采用560r/min，待一段时间后采用630r/min。
采用皮带轮调速。
因Umax=nDnmax/60=2nx630/60=65.94m/s,它小于0.9uy=0.9x110=99m/s（Uy为4-72-11型通风机叶轮的允许外圆周速率），故所选通风机满足备用风机的要求。
6.选择电动机
（1）功率计算。
在630r/min的情况下，利用闸门节流将通风机风量调至Q=44.8m3/s，于是
在560r/min的情况下，利用闸门节流将通风
机风量调至Q=44.8m3/s，于是
在开采末期和初期的通风机轴功率分别为
初期：
用系数
根据Pd=128・822kw和nmax=630r/min,确定使用JS—127—8型发电机，其功率为130kw，同步转速为750r/min。
7.计算年电耗量
通风机的平均年电耗量为
式中：
nd——电动机效率，查电动机产品样本；
nw电网效率，一般取0.95。
8.计算吨煤通风电耗量
式中：
Wdm——吨煤通风电耗量，kW・h/t;W——年通风电耗量，kW・h/a;
A——矿井年产量，t/a。
9.绘制设备布置图。
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