离心式水泵选型设计.docx

1、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

2、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

3、 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1.051.15。(2)箕斗井兼作回风用时应取1.151.2。(3)回风井兼作升降人员时应取1.21.3。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

4、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

5、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

6、不作提升井时，k=1.11.15；风井兼做箕斗提升井 时，k=1.151.2；风井兼作罐笼提升井时， k=1.21.3。此处选 k=1.12.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=1O0150Pa。此处取 hqz=100 Pa附加阻力损失。此处取 =150 Pa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

7、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4-72-11NO2

8、0B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2H max RmaxQH maxR maxQ2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2 2H max 二 RmaxQ 7.89Q初期2 2H min RminQ . 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：Q00.

9、050.10.150.20.250.3H max00.0190.0780.170.3150.4930.71798600.0130.0520.2100.3290.47H min0270.119834(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=0.233 H A=0.428 nn B=0.895.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：H A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

10、， r/min;对应于末期工况点B的叶轮圆周速度Ub = Hmax 1258 53.23m/sHb .1.2 0.370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=n Dnmax/60=2n x 630/60=65.94 m/s,它 小于 0.9uy=0.9x 110=99 m/s (U

11、y 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=128822kw和 nmax=630r/min ,确定使 用JS127 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：n d电动机效率，查电动机产品样 本；n w 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，kWh/t; W 年通风电耗量，kWh/a;A矿井年产量，t/a。9.绘制设备布置图。