Розрахунок водовідливної установки (стр. 2 из 3)

№	Найменування місцевого опору	Величина	Кількість	Сума
1.	Коліно 90°	0,64	2	1,28
2.	Прийомний клапан	4,4	1	3,6
Усього				4,88

Підставивши у формулу (1.10) значення Н_г і R, одержимо рівняння зовнішньої мережі.

1.7 Установлення дійсного напору насоса

Режим роботи насосного агрегату визначається графоаналітичним методом. Спочатку визначають графічне зображення зовнішньої характеристики мережі (залежність Н=f(Q)), тобто в аналітичне рівняння зовнішньої мережі підставляють різні значення Q. Дані зводять у таблицю 3.

Таблиця 3 - Характеристика нагнітального трубопроводу

Параметри	0Q	0.5Q	1.0Q	1.5Q	2.0Q
Подача, м3/год	0	250	500	750	1000
Напір, м	309	309,9	312,5	316,8	323

Маючи каталожну характеристику (графік) прийнятого насоса й графічну аналітичну характеристику зовнішньої мережі насосної установки, можна одержати режим роботи насоса на цю зовнішню мережу. Координати режиму роботи виходять, якщо накласти характеристику мережі на характеристику насоса.

За графіком нагнітального трубопроводу визначаємо

=508; =346; =0,7

Після чого визначається число годин роботи насоса в добу при відкачуванні припливу води:

(1.13)

де

– дійсна подача насоса;

- нормальний приплив води в шахту.

1.8 Визначення потужності електродвигуна й вибір його типу

Даних координат крапки режиму роботи насосної установки досить, щоб визначити потужність двигуна насоса (кВт):

(1.14)

де

– щільність рудничної води, 1050 кг/м³;

коефіцієнт запасу потужності двигуна, при, при > 100м³/год, = 1,1¸ 1,15.

- дійсний напір;

Таким чином, знаючи потужність двигуна, приймається найближчий більший по потужності двигун, частота обертання якого збігається із частотою обертання насоса. Приймаємо двигун ВАО630M4. Номінальна потужність - 800 кВт, напруга - 6000 У, КПД - 95%, синхронна частота обертання - 1500 про/хв.

1.9 Розрахунок витрати електричної енергії й установлення КПД водовідливної установки

Число роботи насоса в добу при відкачуванні нормального припливу, (година):

(1.15)

Те ж при максимальному припливі, (година):

(1.16)

Річна витрата електроенергії ,кВт:

(1.17)

де η_д - КПД двигуна, 0,95;

η_мережі - КПД електричної мережі, 0,95;

? - КПД насоса;

- кількість днів у році з нормальним водо припливом, 305;

- кількість днів у році з максимальним водо припливом, 60.

Річний приплив води (м³/рік

):

(1.18)

Питома витрата електроенергії (кВт×година/м³):

(1.19)

Корисна витрата електроенергії ( кВт×година/м³):

(1.20)

Коефіцієнт корисної дії водовідливної установки:

(1.21)

2. СПЕЦІАЛЬНА ЧАСТИНА. ЗАХИСТ АПАРАТУРИ Й НАСОСІВ ВІД ГІДРАВЛІЧНИХ УДАРІВ

Основна причина, що викликає гідравлічні удари в напірних трубопроводах, - аварійне відключення електроживлення двигунів насосів. Гідравлічних ударів, що виникають у результаті зміни ступеня відкриття запірних арматур, практично можна уникнути, змінюючи режим закриття й відкриття. При відключенні електродвигунів насосів, що подають воду по напірних трубопроводах у відкриті ємкості, процес гідравлічного удару протікає в такий спосіб. Після відключення насосів зменшуються частота обертання роторів агрегатів, подача й напір. Тиск на насосній станції починає знижуватися. Знижуються й швидкості руху води в трубопроводі. У якийсь момент вода зупиниться й далі почне рухатися із прискоренням у зворотному напрямку. При наявності зворотних клапанів на напірних лініях насосів зміна напряму руху води в трубопроводі викликає закриття їхніх дисків, що різко сповільнює рух потоку й значно підвищує тиск - відбувається гідравлічний удар.

Показники труб міцності для прокладки напірних водоводів призначають по розрахунковому тиску, прийнятому рівним робочому тиску, або тиску при гідравлічному ударі, помноженому на коефіцієнт 0,85 для сталевих труб і на 1 для труб з інших матеріалів. Підвищення тиску при гідравлічному ударі може бути визначальним при виборі показників труб. Розраховують показники міцності труб зовнішнього навантаження трубопроводу при наявності в ньому вакууму (практично це ставиться до сталевих труб великого діаметра). Тому повинні бути використані засоби захисту від гідравлічного удару щоб не збільшувати показники міцності труб у порівнянні з тими, які можуть бути прийняті по максимальному робітнику. Засобу захисту від гідравлічного удару можна розділити на дві більші групи: перша - засобу захисту, призначені для скидання води з напірних трубопроводів, друга - засобу захисту, що перешкоджають розвитку значних швидкостей руху води у зворотному напрямку. Воду з напірних трубопроводів скидають через насоси й прямо. Скидання води через насоси - найбільш простий і дешевий засіб захисту, не потребуюче яких-небудь додаткових витрат, однак при цьому виникає реверсивне обертання роторів насосних агрегатів, що в окремих випадках може перевищити припустиме (як для насоса, так і для електродвигуна) Іноді для зменшення реверсивної частоти обертання можна обмежити скидання води, здійснюючи його через обвідні лінії до зворотних клапанів на напірних лініях насосів.

Воду крім насосів скидають і через звичайні запобіжні клапани або спеціальні клапани-гасителі, що відкриваються ще до підвищення тиску понад робітника (мал. 1, 2).

Малюнок 1 - Схема пристрою обвідної лінії до зворотного клапана: 1 - зворотний клапан; 2 - обвідна лінія із засувкою; 3 - засувка на напірній лінії насоса

Малюнок 2 - Клапан-Гаситель: 1 - клапан; 2 - циліндр; 3 - поршень; 4 - гідро розподільник; 5 - масляне гальмо; 6 - сполучні імпульсні трубки; 7 - зворотний клапан; 8 - магістральний трубопровід; 9 - відвідна труба

До засобів захисту від гідравлічного удару, що перешкоджає розвитку значних швидкостей, ставляться: впуск повітря в місця утворення розривів потоку в трубопроводі з наступним стиском повітря, для чого на трубопроводі встановлюють аераційні клапани (клапани для впуску й защемлення повітря - КВЗП), які відкриваються при зниженні тиску в трубопроводі нижче атмосферного, забезпечуючи впуск повітря в трубопровід, і закриваються при підвищенні тиску більше атмосферного. Стиск обсягу, що ввійшов через клапан, повітря приводить до зменшення швидкості потоку у зворотному напрямку й тим самим знижує тиск у трубопроводі в процесі гідравлічного удару. На практиці застосовували пружинні й вантажні аераційні клапани. Однак серійно їх не випускали. Тому було запропоновано використовувати в якості аераційних зворотні клапани. Установка аераційних клапанів на трубопроводах - простий і дешевий засіб захисту від гідравлічних ударів. Однак стиск повітря приводить до відчутного зниження тиску лише при відносно невеликих статичних напорах (15...20 м) у місці установки аераційних клапанів. Тому при більших напорах використовують інші засоби захисту або сполучать впуск повітря з іншими засобами; впуск води в місця можливого утворення розривів потоку для усунення цих розривів (мал.3). Впуск води в більшості випадків здійснюють зі спеціального резервуара, з'єднаного з напірним трубопроводом лінією, обладнаної зворотним клапаном. При нормальному режимі роботи зворотного клапана закрита тиском води в трубопроводі, при зменшенні тиску в трубопроводі нижче рівня води в резервуарі зворотний клапан відкривається й вода надходить у трубопровід. Впуск води може бути здійснений і з водонапірних колон, але через відносно високу вартість у меліорації їх практично не застосовують; поділ трубопроводу на кілька частин і установка на ньому додаткових зворотних клапанів. У результаті гідравлічного удару вода починає рухатися у зворотному напрямку, клапани закриваються й розділяють трубопровід на кілька частин, у межах кожної з яких статичний напір відносно невеликий. Це засіб захисту може бути ефективно використане при значному геометричному підйомі води (мал. 3).