井下采区泵房变电所设计书Word格式.docx
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3、水泵型号选择及台数确定
根据计算的QB=264m3/h、QBm=414m3/h及HB=114m,初选矿井主排水设备为MD280-43×
4型水泵。
其技术数据如下:
QH=280m3/hHH=172mPH=200kWnH=1480r/min
4、水泵台数确定
①工作水泵台数确定
,取工作水泵2台。
②备用水泵台数确定
,取备用水泵2台。
③检修水泵台数确定
,取检修水泵1台。
确定泵房内水泵台数为5台,其中:
2台工作,2台备用,1台检修。
(三)管路选择
1、排水管路数选择
根据泵房内水泵的型号及台数,确定敷设3路排水管,2路工作,1路备用,主排水系统图见下图。
轨道下山排水系统图
2、排水管选择
①排水管内径选择
dp—排水管内径,mm;
QH—所选水泵额定流量,280m3/h;
V—排水管经济流速,1.5m/s。
取排水管规格为Ф273×
7无缝钢管,排水管内径为259mm=0.259m。
②排水管路流速
Vp—排水管路流速,m/s;
dp—所选排水管内径,0.259m;
Q1—所选水泵额定流量,280m3/h。
3、吸水管路选择
①吸水管路内径
吸水管内径取比排水管内径大25mm。
dx=dP+25
dx—吸水管内径,mm;
dp—所选排水管内径,259mm。
dX=259+25=284mm
取排水管规格为Ф299×
7.5型无缝钢管,吸水管内径284㎜=0.284m。
②吸水管路流速
Vx—吸水管路流速,m/s;
dp—所选吸水管内径,0.284m;
(四)水泵工况点、功率
1、吸水管阻力损失
(1)吸水管附件等值长度
吸水管附件等值长度:
弯管2.78m、底阀41.00m、异径管为11.10m(弯管、底阀、异径管各1件)。
=1×
2.78+1×
41.00+1×
11.10=54.88m
(2)吸水管等值长度Lx
Lx=
+S
Lx—吸水管等值长度,m;
—吸水管附件等值长度,54.88m;
S—吸水高度,5m。
Lx=54.88+5=59.88m
(3)吸水管阻力损失
Hafx—吸水管阻力损失,m;
1.7—管道淤积的阻力系数;
λ—损失系数,0.0276;
Lx—吸水管等值长度,59.88m;
dx—吸水管内径,284mm;
Vx—吸水管路流速,1.23m/s。
2、排水管阻力损失
(1)排水管附件等值长度
排水管附件等值长度:
闸阀2.20m、弯头2.20m、单流三通17.61m、直流三通8.80m,逆止阀123m。
=3×
2.20+5×
2.20+1×
17.61+1×
8.80+1×
123=167.01m
(2)排水管等值长度Lx
Lp=H+
+L
LP—排水管等值长度,m;
H—排水管长度,3000m;
—排水管附件等值长度,167.01mm;
L—排水管在泵房内长度,30m。
Lp=3000+167.01+30=3197.01(m)
(3)排水管阻力损失
Hafp—排水管阻力损失,m;
λ—损失系数,0.0284;
Lp—排水管等值长度,3197.01m;
dp—排水管内径,0.259m;
Vp—排水管路流速,1.48m/s。
(4)排水管出口动能损失
3、管道总损失
Haf=Hafx+Hafp+H动损
Haf—管路阻力总损失,m;
Hafp—排水管阻力损失,66.53m;
Hafx—吸水管阻力损失,0.76m;
H动损—排水管出口动能损失,0.19m;
Haf=0.76+66.53+0.19=67.48m
4、管道阻力系数及管道特性方程
(1)管道阻力系数
R—管路阻力系数;
Haf—管路阻力总损失,67.48m;
Q—水泵额定流量,280m3/s。
8.61×
10-4
(2)管道特性方程
Hm=(H+S)+RQ2
H—排水高度,84m;
R—管路阻力系数,8.61×
10-4。
Hm=84+5+8.61×
10-4Q2=89+8.61×
10-4Q2
(3)水泵工况点确定
取不同的Q值得出相应的H值,在MD280-43×
4型水泵特性曲线上,如下图,绘出管道特性曲线,得水泵工况点:
Qm=296m3/hHm=164mηm=77%n=1480r/min
MD280-43×
4型水泵特性曲线
5、验算水泵
(1)正常涌水量时的排水时间
T正=
=
=16.5<20h
(2)最大涌水量时的排水时间
T大=
=14.4<20h
(3)水泵轴功率
N轴=
N轴—水泵轴功率,KW;
Qm—水泵在工况点处流量,296m3s;
Hm—水泵在工况点处扬程,164m;
ηm—水泵在工况点处效率,77%;
γ—矿井水比重,1.02×
103。
(4)电动机功率
N电机=K
N轴—水泵轴功率,175.12KW;
K—富裕系数,取1.10;
—传动效率,0.98。
N电机=
(五)结论
经计算,确定轨道下山排水设备如下:
(1)排水设备:
4型水泵五台;
两台工作,两台备用,一台检修。
配用电机功率200kW,电压1140V;
(2)排水管选用无缝钢管Ф273×
7两路,各3000米,其中:
两路工作,一路备用;
吸水管选用无缝钢管Ф299×
7.5。
(3)起动设备选用QJZ-315/1140型防爆起动设备5台。
二、供电系统
1、概况
530采区在530三段皮带集中巷设计一个变电所,主要供采区采掘工作面、皮带输送机、排水用电,安装9台BGP9L-6AK型高防开关,2台KBSGZY-500/6型所内变。
2、负荷统计
设备名称
型号
功率
KW
台数
合计功率
电压等级
V
采煤工作面(综采面,一个工作面生产,另一个备用)
采煤机
MG400/930
685
1
930
3300
前部运输机
SGZ-800/400
375
400
转载机
SZB-730/132
132
1140
破碎机
PCM110
110
乳化泵
MRB200/31.5
160
3
喷雾泵
KPB-250/10
55
2
660
双速绞车
SDJ-20A
22
44
回柱机
JH2-5
7.5
皮带运输机
SSJ800/2×
75
150
张紧绞车
15
多级泵
QSWK65/25
ΣP1=2128.5KW
掘进工作面(两个综掘,一个普掘)
综掘机
EBZ132TY
222
444
皮带机
SSJ800/55
SSJ800/2×
2×
220
绞车
JD-25
25
50
排沙泵
QBK50/50
100D16×
4
18.5
37
局扇
KDF
30
信保
WZXZ-4-Ⅱ
8
涨紧绞车
JBY4-4
耙装机
P-60B
喷浆机
XZ-7
ΣP2=1036KW
排水泵
200D45×
200
5
1000
ΣP3=1000KW
轨道上山绞车
卡轨车
KWGP-60/900J
90
ΣP4=90KW
ΣP总=4254.5KW
3、负荷计算
采用需用系数法进行计算:
即S=ΣP
=4254.5×
=2978.2KVA
式中:
S-----视在功率,KVA;
ΣP----参加计算的设备额定功率之和,KW;
Cosα--参加计算的设备功率因数,取0.7;
Kr------总需用系数,负荷统计为实际运行功率,取0.7;
Ks------同时系数,取0.7;
4、高压电缆的选择
(1)供电电缆的选择:
计算长时工作电流Ig=S/
U
式中:
Ig----长时工作电流A
S-----供电线路视在功率KVA
U-----线路平均电压KV
Ig=
=286.5A
参照长时工作电流选择电缆,选用两条YJV223×
95mm2交联聚乙烯塑料绝缘电力电缆,额定电流286A。
按允许电压损失校验电缆截面
根据公式ΔU=K×
P×
L
K----电缆每兆瓦公里电压损失百分数,查表此处为0.73%;
P----参加计算的有功功率总和,2.978MW;
L----电缆总长度,3Km。
430采区变电所到530采区三段变电所的电压损失为:
ΔU1=0.0073*2.978*3=6.52%<
7%
所选电缆满足电压损失的要求。
按短路电流校验电缆的热稳定性
根据公式Amin≧Id⑶
/c
式中:
Amin----电缆短路时热稳定要求的最小截面mm2
Id⑶----井下中央变电所母线最大三相短路电流,17KA
tf-----短路电流作用的假象时间,取0.4秒;
C-----热稳定系数,为165。
Amin=17000×
/165=65.16mm2
95mm2>
65.16mm2
所选电缆满足要求。
附:
设备明细表
序号
项目名称
单位
数量
备注
台
6
7
9
10
11
12
13
14
16
17
18
19
20
21
23
24
26
27
28
29
移动变电站
KBSGZY-500/6
KBSGZY-315/6
31
KBSGZY-1000/6
32
CHP331500KVA
33
钢管
DN250
米
7500
34
高压电缆
YJV22-3×
95mm2
4000