矿井维修钳工技师专业论文-论提高煤矿排水系统的方法与途径功效.doc

技师专业论文工种: 矿 井 维 修 钳 工题目: 论提高煤矿排水系统的方法与途径功效 姓 名: 刘 风 堂 身份证号:等 级: 高 级 技 师 准考证号: 培训单位: 冀中能源技师学院 鉴定单位: 日 期: 2014年8月论提高煤矿排水系统的方法与途径功效 作者: 刘风堂 （峰峰集团新屯矿） 时间: 2014年8月 摘要: 根据本人的实际工作经验，对如何提高矿井排水系统工作效率的几种实施要领进行简要分析。主要从矿井排水系统中的对于水仓的清挖、改善水质，水泵的检修以减少功率损失提高功效，预防、减小汽蚀现象，改善管网特性等方面入手，论述了如何采取有效措施提高矿井排水系统的功效。关键词：矿井排水；提高功率因数；功效； 论文主体:摘要： 我国煤矿分布广，面积大。尤其是是峰峰集团公司地质条件尤其复杂，这时候排水系统管理偶为突出矿井排水的主要设备，如何充分发挥、提高排水系统的效能是本文的主题。矿井排水系统担负着排水安全的重要任务，主要由水仓、水泵、电动机、电控、管网系统组成。而排水系统的运作效率是一个综合性指标，受诸多因素的影响，提高整个排水系统效率对于降低能耗、减少运营成本、增大矿井安全系数具有重要的意义。本人从事本工作二十余年把一些总结出来的经验和大家谈谈就如何提高排水系统效率分析如下：一、制定年度水仓清挖计划，保证水质符合环保要求：矿井生产主要是以工作面为主，开展煤炭生产工作。矿井排水系统的作用是把矿井井下涌水排至地面，以保证矿井安全生产。矿井涌水在穿过岩层并沿坑道流动的过程中融入井下各种杂质。因此，矿井涌水的重度一般比清水大的多。水温在15时其重度约为10151025Kg/m3，矿井涌水含有许多物质，其中悬浮状态的颗粒容易磨损水泵内部各种零件，有的水中存在的游离酸对水泵具有腐蚀作用。为了改善水质，煤矿安全规程规定井下应建有符合本矿井涌水量的主、副水仓和配水井。水仓的作用是储存矿井涌水和沉淀杂质。矿井主水仓在使用一段时间后，积存在水仓内的水中的杂质有相当一部分沉淀在水仓底部，既减小了水仓的有效容积、增加排水泵的启动次数，还会带来许多不安全因素。如增大水泵零部件的磨损，降低水泵使用寿命等。所以，要定期安排逐步清挖水仓和配水井。为了有效防止硬质、大件杂物通过水仓吸入水泵内部，还要在各水仓进水口加装过滤网，改善水质以达到减小水泵各部磨损的目的。一般对于涌水量相对较小的矿井，水仓清理应在所在地区雨季期前完成。配水井中漂浮物最好班班清理，防止吸入泵中堵塞、损坏叶轮以致降低排水能力。二、加大检修力度，保证设备完好率，提高设备效率：水泵工作过程中不可避免的会产生容积损失、泄漏损失和机械损失。1、水泵效率损失的原因分析以及预防措施：容积损失包括密封缝隙循环流损、填料和平衡盘的泄漏损失等。尤其是叶轮大小口环的配合间隙对水泵特性和效率的影响特别大。当口环间隙增大后泄漏损失随之增大，而叶轮流量仍保持不变的情况下，则吸水量减小。如果运行过程中不能保持允许的间隙值，则吸水量减小，水泵特性恶化、效率下降。如口环间隙由0.3mm增大到0.5mm效率下降4%，小口环间隙由0.25mm增大到0.7mm效率下降5%左右。口环是易损件，应按检修周期定期检查间隙值，在不能调整的情况下必须及时更换。以在检修维护方面保持的水泵效率和特性曲线。在选择口环时，应尽可能的改善口环材质，延长其使用周期。2、泄漏损失的分析与预防：通过密封填料和平衡盘外泄的水量属于泄漏损失。吸水量与排水量之差主要是由平衡盘的泄露损失决定的。控制平衡盘各部的配合间隙，可以有效的减小泄漏损失，平衡盘尾套外径和串水套内径的间隙对清水泵一般控制在0.2mm0.4mm。对矿井用泵，因矿井井下水中含有大量煤泥等颗粒，也可适当加大间隙，一般为0.4mm0.5mm，但最大达到0.75mm，当间隙值大于此值时应立即更换新平衡盘。平衡盘与平衡环进行研磨面积应在70%以上。3、机械损失的分析与预防：机械损失包括轴封及轴承摩擦，这种损失大概约占整个功率13%。圆盘摩擦损失比较大，为机械损失的主要成分。影响圆盘损失的因素很多，如与圆盘直径、转速、侧隙、结构等都有关系。此外与叶轮盖板、泵体内壁的表面粗糙度有关，试验表明铸铁泵体的粗糙表面打光涂漆后，泵的效率较未涂漆时能提高23%；叶轮盖板和泵体粗糙面经机械打光后，泵的效率可提高24%。三、提高检修质量，保证检修效果：、检修时要把水泵同电机中心线同轴度认真找正，必须符合检修标准。因为同轴度偏差大不但会增加电机负荷、消耗功率，而且使轴承发热、振动导致断轴。、确定水泵与电动机的相对位置还应保证两个联轴器间间隙适当，因为水泵轴是经常窜动的，而且有很大的频繁的轴向力。如果间隙小可使轴端连轴器损坏使平衡装置失去作用。轴向力传递给电机引起电机轴承发热增大负荷，严重者可烧伤电机。、另外轴承要安装正确，润滑油要适当，经常检查间隙必须保证运转。、盘绠起密封作用，若填压得太紧会增大阻力降低效率，而填压得太松泵轴端头会漏水，以滴水不成线为最低标准。、水泵转子部分在检修时一定要做静平衡实验，静平衡调整不好也会影响水泵的效率。、因为多级单吸泵叶轮的两侧压力不等，而产生的轴向力。该轴向力使水泵的转子向吸水侧移动。除了利用平衡盘调节轴向力外，在组装时可使用叶轮的中心线向排水侧偏离以保持平衡盘磨损量达到极限时仍有较好的叶轮对中性。此外要定期检查平衡盘面磨损情况，调整轴向窜量间隙，可采用石棉垫代替磨损面等方法延长平衡盘使用寿命、减小成本投入，如磨损量过大（一般超过4mm）则必须及时更换平衡盘。四、水泵出现气蚀问题的研究与预防措施：汽蚀对于水泵的危害主要有以下几点：、造成水泵的性能曲线恶化，特别是对流量扬程的曲线影响尤为严重，其结果是水泵的出水量少甚至不出水。、损坏内部部件，使叶轮泵壳、叶轮等部件出现裂纹剥落、蜂窝状小洞造成水泵部件损坏、效率降低。、能耗和管理费用增加。汽蚀使水泵工作效率降低一般为30%增加能耗，修复更换零件增加了成本的投入。对于以上危害应采取以下措施：、根据如下公式确定水泵的吸水高度：HSg=HS(VS2/2g+HSL) 吸水几何高度（米）：HSg ；样本规定允许吸上真空度： Hs；吸入口流速（米/ 秒）：VS； 重力加速度（米/ 秒2）：9.8g；吸水管的阻力损失（米）：HSL、注意合理运用水仓和配水井进水管的设计。水仓和配水井的设计要与水泵的数量和安装位置对照协调。避免在水泵运转的情况下由于水仓内水补给到配水井内时出现旋涡和偏流，其次在水泵进水口前应有57倍进水管直径长的直管段，目的是使叶轮的进口流速均匀。、及时清理吸水管及滤水器。、给水泵进水管的水流升压，水泵汽蚀产生时可将水泵出口的高压水引入水管喷嘴做成混合器来提高水泵进口吸力。、采用高水位排水，减小吸水高度，同样可以减小吸水阻力，降低吸上真空度，提高排水效率。、对多水位排水的矿井，采用高压排水和下水平集中排水的运行方式可减小汽蚀的可能性。、采用无底阀排水以减小水的阻力，既可提高排水的效率又能增大水泵的汽蚀余量。、改进叶轮入口的几何形状可选择改善叶轮入口的几何形状来提高抗汽蚀能力，因为当泵的流量和转速确定后，泵的最小汽蚀余量仅与吸入量和叶轮入口的几何形状有关，所以提高水泵抗汽蚀性能主要措施之一是改进叶轮入口的几何形状，在如何选择叶轮入口结构的水泵能提高叶轮抗汽蚀性能方面有如下几点建议。1）、选择同能力的叶轮背对背安装的并联式双吸叶轮泵。2）、在兼顾水泵效率的同时，可选择叶轮入口速度较小的水泵。3）、正确选择适当的叶轮片数和冲角。4）、采用相对较大的叶片入口边宽度；降低入口相对速度。、在不可能完全避免发生汽蚀时，可采用抗汽蚀材料制造叶轮的水泵，以延长叶轮使用寿命，如铝铁青铜、稀土合金铸铁和高镍铬合金等材料，加工要求表面尽可能光洁。、采用适当的诱导轮提高抗汽蚀能力，使离心泵效率提高13%。五、解决管路结垢问题及节能减排合理化建议：降低排水管阻力，可使管路阻力变缓，水泵运转的工况点右移，阻力损失减少、流量增加，可使系统效率提高，降低排水单耗。具体措施有以下几点：1、清扫排水管路积垢，因为排水管路长期运行杂质污垢逐渐沉积在管路内壁管路内径减小使管路阻力增大，管路特性曲线变陡工况点右移，排水单耗量显著增加。清洗管路能明显改善工况点提高水泵的工作效率。清洗排水管路内污垢的方法：根据本矿排水管路设计使用的不同，可采用不同的清洗方法。建议使用柔性棘球清洗法清洗管路。鉴于柔性棘球具有变形性，在管路内运行时不会卡阻在管路内造成堵塞的危害，而且具有成本较低的优点，一般排水管路的清洗常采用此法。其原理为，利用水泵驱动管路内高速的水流旋转的上升力旋起球，其表面钢丝不断刷洗管路内壁，使内壁污物剥离后随水流冲出。可使用不同规格的棘球多次对管路内壁进行清洗，一般能清洗掉内壁90%的污物，使其效率提高5%左右。2、采用多管路排水，根据煤矿安全规程规定排水设备应配有备用的排水管路。为降低管路阻力在排水时应充分利用备用管路，将其投入运行以提高系统排水能力。实践证明，实行多管路排水后水泵工况点效率应比单管路排水的效率有显著增加。若不出现汽蚀，电动机也不过负荷的情况下，多管路排水是经济的。3、在条件允许的情况下，设计安装时排水管路的直径尽量大一些。综上所述，对于提高矿