矿用潜水电泵范文

矿用潜水电泵范文（精选8篇）

矿用潜水电泵 第1篇

关键词：大型矿用潜水电泵,新型排水系统,布置

矿井透水灾难具有危害面较大、影响时间较长的特点, 其已成为影响矿山安全生产的重大关键问题。一般在对矿井水灾害的防治和救治时, 传统的卧泵排水模式抗灾能力较差, 并且当水文地质条件较为复杂或存在突水淹井危险的矿井时, 就必须引入大型矿用潜水电泵作为潜水式主排水系统, 从而全面提高矿井的抗水灾害能力。

1 煤矿现有主排水系统弊端

我国矿山目前使用最普遍的排水系统, 其基本方式就是设置卧泵、防爆电机、电液控闸阀、开关柜、PLC电控柜、敷设电缆和管路等排水设备在井底泵房内。现有的基于该方式的排水系统存在一系列的弊病。

(1) 系统效能因为卧泵气浊现象的限制而不能被全部利用。离心泵安装的实际高度会因为受泵汽浊现象的限制, 其安装高度要比允许吸水的高度高, 因此矿井井下水仓的开拓工程量和布置井下巷道的难度增加。 (2) 降低抗水灾能力。具有防爆性的电机、开关柜和电控柜并不具有防水性, 如果谁侵入, 会因为电气系统损坏而引起断电。如果矿井发生突水事故, 瞬间的涌水量会远远大于矿井排水系统的最大排水能力, 井底泵房会因此被淹没, 排水系统瘫痪, 淹井事故发生。 (3) 复矿困难。只有利用外部设备才能在水灾过后将矿井水位恢复到安全水位下, 然后恢复排水系统的工作。

2 潜水电泵的结构特点

潜水泵和潜水电机组成了潜水电泵的主体。其中潜水电动机装在泵的下面, 泵与电动机用刚性联轴器连接。

潜水泵的泵体结构分为单吸、双吸两种形式, 单吸泵吸入口在泵体下方, 双吸泵吸入口分别在泵体上方和下方。单、双吸两种结构形式的泵, 叶轮均为上、下两组对称分布, 即两组叶轮背靠背布置, 并且上下各有一个吸水口。水泵工作时, 上泵对轴的作用力与下泵对轴的作用力大小相等方向相反, 理论上泵的轴向推力趋于平衡, 使推力轴承负荷减轻, 延长轴承使用寿命, 提高泵的运行可靠性。

潜水式电动机采用的是充水式三相异步, 泵机联结套将电机的主轴和潜水泵的主轴相连。电动机的功率不同, 内部设置的散热系统也不同, 冷却水的循环流动不间断, 可以冷却电动机内部。安装使用电泵时, 会装一个筒罩 (吸罩) 在电动机外壳的外边, 电泵运行时, 泵的吸水从电动机外壳和统之间流过, 将电动机外壳的热量吸走, 达到冷却电动机外部的目的。

上下泵体的对旋特性在大功率潜水泵运行的时候结合电机内外水流的对冲散热特性, 对整套系统安全可靠的优良性能起决定作用, 该设备可以作为煤矿生产排水的主设备。

3 新型主排水系统的设计和布置

潜水式排水系统与传统卧式排水系统相结合的新型排水系统的设计的关键是潜水电泵及卧泵的选型、管路计算及系统布置。现以内蒙古银宏能源开发有限公司泊江海子矿井为例, 介绍新型排水系统的设计和布置。

3.1 水泵的选型

1) 水泵选型计算。

根据所需的水泵排水能力的要求, 潜水式排水系统设计选用BQ550688/181 6 0 0/WS型矿用隔爆型潜水电泵 (5 5 0 m3/h, 6 8 8 m) , 配1 6 0 0/4S型 (1600 k W、1470 r/min、10 k V) 矿用隔爆型潜水电动机。卧式排水系统设计选用PJ15010型矿用多级离心泵 (300 m3/h, 648 m) , 配Y B6 30 M14型 (1 00 0 k W、1 48 0 r/min、10 k V) 矿用隔爆电动机。

3.2 管路计算

新型主排水系统排水管路主要综合考虑潜水电泵和卧泵的工况点、经济流速等因素来合理选择管径、壁厚。主排水管路也必须有工作和备用管路, 其中工作水管的能力应能配合工作水泵在20 h内排出矿井24 h的正常涌水量, 工作和备用水管的总能力, 应能配合工作和备用水泵在20 h内排出矿井24 h的最大涌水量。但在水文地质条件复杂的矿井, 建议一泵一管以便应对突发情况。辅助排水离心泵的排水管路可以与主排水管路共用, 以达到减少管材并能应对复杂水况的目的。

吸水管直径:d=D+0.25 (m) 。

排水管选择Φ32514型热轧无缝钢管, 吸水管选择Φ3518型热轧无缝钢管。

经过以上计算, 选用BQ550688/181600/WS型矿用隔爆型潜水电泵3台作为主排水设备, 全部在地面集中控制, 主排水管路选用三趟DN300的管路。正常涌水时1台工作, 1台备用, 1台检修, 最大涌水时2台水泵工作, 当矿井发生突水危险时, 3台水泵同时工作。并选用PJ15010型矿用多级离心泵2台作为辅助排水设备, 在枯水期或矿井涌水量较小时使用, 辅助排水管路共用三趟主排水管路, 正常及最大涌水时均为2台工作同时。

3.3 潜水泵的布置方式

根据矿井现场的不同条件, 大型潜水泵在安装方式上可有立式、卧式和倾斜式三种形式。

(1) 潜水泵的立式安装。其设计特点具有运转可靠、使用寿命长等优势, 但其井巷工程量大。排高超过600 m, 流量超过300 m3/h的潜水泵长度约在8 m左右, 再加上潜水电机的长度, 总体长度会超过10 m以上, 从而给安装施工带来了很多不便。

(2) 潜水泵的卧式安装。这种方式的优点是可以减少大量的井巷工程, 但由于由于泵的上下级流体压力不同、磨损、泄露等问题, 其两端的轴向力肯定存在差异, 这就使其长轴长时间受力挠度变形, 导致潜水电泵寿命大大降低。故当选用潜水电泵的功率较大时, 建议采用立式安装方式, 若采用卧式安装方式, 应采取一定安装措施如在泵底座增加支撑梁, 减少其挠度变形。

(3) 潜水泵的倾斜安装。倾斜安装方式和水平安装方式的工程量基本相当。把泵座倾斜的固定在吸水斜井内, 倾斜角度可视现场具体情况而定, 倾斜角度越大, 越有利于泵细长轴的受力, 减小对其变形的影响, 从而延长泵的寿命。

总之, 应根据矿井现场具体情况来选择潜水泵的安装方式, 并且潜水泵的上吸水口高度不应高于卧泵泵房的地板标高, 以防止卧泵排水系统进水失效, 而达不到预定目的;若在一个吸水井内安放多台潜水电泵, 为防止各个潜水泵吸水口互相干扰, 应使各台泵的吸水口在空间上保持一定的距离。

4 结论

如果矿井所处位置水文地质条件复杂或者有突水淹井的危险, 将井下主排水系统和潜水式排水系统或者传统卧式排水系统两者的优势相结合, 利用合理选择水泵和管路, 减少矿井枯水期的不必要消耗, 同时国家财产也能有效地避免较大损失。

参考文献

[1]王东霞.临时应急抢险潜水泵的应用[J].科技信息, 2010, 8.

[2]张万忠.大功率潜水泵在煤矿的安装应用[J].煤矿安全, 2011, 8.

潜水电泵的典型结构分析与工程应用 第2篇

论文摘要：潜水电泵则是一种泵与电机合二为一的特殊的输送液体的机械，顾名思义，机电一体潜入水中工作．它结构简单，使用方便．随着材料科学、密封技术、控制和保护技术的发展以及冷热加工工艺水平的提高，潜水电泵得到了飞速发展。

THE TYPICAL STRUCTURE ANALYSIS AND ENGINEERING APPLICATION OF SUBMERSIBLE PUMPS Shi Weidong

(Jiangsu University of Science and Technology，Zhengjiang，212013)

ABSTRACT The author reviews the development general situation and analysis the typical

structure of submersible pump at home and abroad，introduces the structure shapes of impeller.types and engineering application at abroad.It is characterized by a great variety and in a novel design.it can be used for reference at home.KEY WORDS submersible pump，general situation，impeller structure analysis application

引言

潜水电泵则是一种泵与电机合二为一的特殊的输送液体的机械，顾名思义，机电一体潜入水中工作．它结构简单，使用方便．随着材料科学、密封技术、控制和保护技术的发展以及冷热加工工艺水平的提高，潜水电泵得到了飞速发展。

1904年，美国的布隆*杰克逊(Byron Jackson)公司第一个成功地设计、制造了卧式连接的潜水电泵和潜水电机，这就是现代潜水电泵的“祖先”．1928年，该公司发明了直接连接的立式潜水电泵，这是现代深井潜水电泵的最初形式．可见，潜水电泵的发展已经有了60多年的历史了。

瑞典的飞力(Sterbery Flygt)公司，1948年首次研制成功了世界上第一台给排水用的浅水(或称作业面)潜水电泵，从根本上简化了泵的型式，改革了建筑基坑和矿井等的排水设备，并很快在全世界范围内获得成功．1956年，Flygt公司生产出了排放污水用的潜水泵，使污水泵站的成本大约减少一半．此外，Flygt公司还解决了一系列疑难问题，开发的各种特殊的潜水泵可以用来抽吸含有固体颗粒的磨蚀性液体、粘性溶液和腐蚀性液体等．近年来，Flygt公司在泵的结构上已取得了很大进展，并发展了四个系列：抽送含小颗粒磨蚀液体的2000系列、抽送民用和工业废水的3000系列大流量污水潜水泵、抽送清水的5000系列、具有大流量中等扬程螺旋(轴流)式的7000系列。

到了60年代，美国、英国、德国、法国、芬兰、日本等国也都大批量生产作业面潜水电泵．尤其是日本(如日立、鹤见等公司)已实现了建筑设备用和工程用潜水电泵的标准化和系列化，无论在结构设计、材料选用和自动控制等方面都取得了新的成就。

我国于1958年由上海人民电机厂开始生产7kW的作业面潜水电泵，揭开了我国潜水电泵生产的序幕，经过30多年的发展，目前已经取得了较大的成绩．已先后生产出了QY、QS、QX、QDX(单相)型系列的小型潜水电泵．年产量约150万台．80年代后期以来又发展了QW型污水潜水电泵．QZ型潜水轴流泵和QH型潜水混流泵等．年产量约8万台．江苏理工大学流体机械研究所与扬州市亚太特种水泵厂等工厂合作，系统地研究了污水潜水电泵，先后承担了三项省、部级科研课题．试验研究了泵内的流动状态、叶的结构型式、几何参数对泵特性的影响等．从而掌握了各种无堵塞污水潜水电泵的设计理论和方法，在改善无堵塞泵的性能方面积累了丰富的经验，并先后四次荣获国家及省、部级科技进步奖，同时还被国家科委列为国家级科技成果重点推广计划项目。国内外潜水电泵典型结构分析

1.1 国外潜水电泵典型结构分析

Flygt公司是世界上最大的生产潜水电泵的厂家，拥有最齐全的潜水泵系列．其产品设新颖，组件系统标准化，设备现代化．现选其中一种典型结构予以分析。

Flygt公司典型的C泵结构，主要特点如下。

(1)电机的电缆必须是能够经受介质侵蚀的，电缆可以采用挠性金属软管保护。

(2)定子绝缘等级F(155℃)．按照标准，电机定子内装入过载保护器。

(3)功率在9kW以上时装有冷却系统，叶轮的背叶片使冷却水环绕定子室循环．也可采用独立的冷却系统，外围的冷却套与蜗壳不相通，直接由外部引进冷却水．当泵抽送的液体温度会升高或者有可能干运行的情况下，采取这种冷却系统特别有效。

(4)在电机与水力部件之间装有双层机械密封，以防止液体进入电机腔．通常上层是石墨/碳化钨，下层碳化钨／碳化钨．另外，密封材料除碳化钨以外，也可采用氧化铝或碳化硅。

(5)根据不同的用途，采用不同的叶轮结构型式．图示叶轮具有大的通道面积，可以通过大的颗粒和缠绕物，减小堵塞危险。

(6)在泵叶轮和泵体之间装有可更换的密封环，以保持泵以最佳效率运行．大型泵装有两组密封环。

1.2 国内潜水泵典型结构分析

扬州亚太特种水泵厂是目前国内生产潜水电泵的最大厂家，其产品已成功地应用于上海宝钢、大庆油田、北京新客站等国家大型重点工程，大量替代引进产品．同时，其开发产品已打入国际市场。

由江苏理工大学流体机械研究所设计、扬州亚太特种水泵厂生产的QW型污水潜水电泵的典型结构，其主要特点如下。

(1)功率在30kW以上的潜水泵．接线腔内设有漏水检测探头，当电缆断裂或其它原因漏水时，探头发出信号，控制系统对泵实施保护。

(2)电机定子采用F级绝缘(155℃)，并设计成细而长的圆柱体，内装过热载保护器。

(3)功率在15kW以上时，各泵均装有自备冷却系统，叶轮的背叶片使涡室内的水流入定子室外围循环冷却，能够保证水泵在水池的最低水位或抽干的情况下正常运转。

(4)电机腔下端装有漏水检测器―浮子开关，当水进入电机腔时发出信号，控制系统对泵实施保护。

(5)在电机与水力部件之间装有双层机械密封，以防止介质渗漏到油室内，上层、下层科学配对能保证水泵运转安全、可靠．密封材料有碳化硅、碳化钨、硬质合金副或超耐磨密封副。

(6)油室内设有电极保护，当水进入油室时电极发出信号，由控制系统显示，告知管理人员及时保养。同时，控制系统严密监视其渗漏情况。

(7)独特设计的叶轮，具有很大的通道，能够通过大的物料及纤维等，减小堵塞、缠绕的危险。

(8)在泵叶轮与蜗壳之间装有可更换的密封环，以保持泵以最佳效率运行。国外潜水电泵的种类与工程应用

随着科学技术的不断发展，国外的潜水电泵出现了不少新型的结构和种类，本文仅以Flygt公司生产的潜水电泵为例作一介绍．其品种繁多，设计新颖，对国内同行具有借鉴作用。

表 1 Flygt公司潜水电泵的种类与工程应用

名称

叶轮结构型式

叶轮结构特点

工程应用

B泵

开式或半开式叶轮，抗磨材料制造，附有可调节的导叶及滤网

广泛用于建筑工地、岩洞、港湾、工厂、舰船等给排水或水喷射等，可以抽送含磨料如粘土、砂、碎石、钻屑等液体介质等。

移动式结构，放到水中便可起动，可满足大流量、高扬程、有限空间或易爆环境等特殊要求。

C泵

无堵塞闭式流道式叶轮，具有好的可靠性和较高的效率。

主要用于城市泵站和污水处理厂抽送污水和泥浆，工业流程中抽送冷却水、废水、腐蚀性介质等，工地和大型工厂连续排水等．非常适合抽送含长纤维的物质和大固体颗粒的介质。

安装在小型而简单的泵站，可隐设在地下，泵可以快速而简单地安装在导轨或绳索上并下到泵坑。

D泵

旋流式叶轮

广泛用于工地、矿山、工业上抽送含长纤维、粘土、钻屑、岩石碎片、污泥和腐蚀性介质的废水，并可满足易爆环境排水的要求。

F泵

开式叶轮并带有S型切断器，具有抽送、切削和混合功能．可靠性好，效率高。

主要用于农业上抽送液体粪，可以破碎干的固体，禾杆和其它长纤维物质，螺旋状的叶轮入口可以使吸入的稠厚粪肥送入泵中，共有四种规格。

结构紧凑，安装在粪肥池中的导轨上，也可安装在贮存池中，可与潜水搅拌器配合使用。

G泵

开式或闭式叶轮，有多个叶片

主要用于地下室或其它领域地面排水，也可用于灌溉，可满足小流量及适中扬程需要，适合于抽送清水或轻度污染的水，共有三种规格。

结构紧凑，安装简单，只需将泵放于泵坑底部即可。

H泵

开式或闭式流道式叶轮，抗磨材料制造

主要用于矿山、工地、岩洞、隧道和堤坝等地方抽送含有磨蚀性颗粒如钻屑、砂、碎石等的液体，吸入端采用可调节的橡胶覆层，利于在高效点运行。

L泵

闭式流道式叶轮，与导叶相匹配，可靠性好。

广泛用于城市、农业、舰船、工业等给排水，可满足低扬程大流量需要，流量可达2000m3/h，适合于抽送清水或轻度污染的水，共有六种规格。

安装、维护简单、采用无管路连接设计。

M泵

开式叶轮，入口处附有一个切碎装置，由铬合金与不锈钢组成

特别适用于压力污水系统，可以通过仅仅直径为40mm的管子被输送走。

P泵

可调叶片轴流式叶轮，具有高效节能的特点。

主要用于农业、城市给排水及工业上抽送冷却水等，并可用于控制内河水道系统。可满足低扬程大流量的特殊需要，适合于抽送清水或轻度污染的水。

结构紧凑而简单，不要求特殊安装，只需下落到壳座的突肩上即可。

R泵

多叶片闭式叶轮，用铸铁或不锈钢铸造，单侧或双侧(双吸)进水。

特别适合于农业喷灌和各种工业应用，如供清水、工艺流程用水、喷射和冷却水等．可满足高扬程大流量需要，流量达2000m3/h，扬程达110m，适合于抽送清水或轻度污染的水，有多种规格和结构型式。

功能强，可靠性高，容易安装和维护。结束语

使用潜水电泵八忌 第3篇

潜水泵采取保护接地是国家强制性标准的要求。只有采取保护接地, 才能确保使用时的人身安全。因为潜水泵没有保护接地, 一旦外壳漏电, 就造成潜水泵出水口处的水及所抽水的水面带电, 危及人畜的安全, 同时浪费大量电能。若将潜水泵的金属外壳与符合国家标准的接地体 (接地电阻4Ω) 接地连接, 当潜水泵外壳漏电时, 电流经潜水泵金属外壳、保护接地线、接地体、大地、变压器的工作接地线和电源形成一个闭合回路, 当漏电流过大时, 特别是火线碰壳时, 就能使潜水泵的保护装置动作 (熔断器熔断或空气开关跳闸) , 切断漏电潜水泵的电源, 既保证了工作人员的安全, 也避免了长时间漏电。

二忌不安装漏电保护器

潜水泵工作在水中, 容易漏电造成电能损失甚至引发触电事故。如果装有漏电保护器, 只要潜水泵漏电值超过漏电保护器的动作电流值 (一般<30mA) , 漏电保护器就会切断潜水泵的电源, 这样既避免了漏电浪费电能, 同时也防止了触电事故的发生。因此, 一定要安装漏电保护器。

三忌电源电压异常时开机

电压过高和过低都会使潜水泵温升过高, 缩短使用寿命甚至烧毁潜水泵。农村由于低压供电线路比较长, 线路的末端电压过低、始端电压过高是常有的事。因此, 在使用潜水泵过程中, 操作者必须随时观察电源电压值, 若低于额定电压10%以下, 高于额定电压10%以上, 或电流大于潜水泵额定电流的20%时, 应立即停机检修, 避免电源电压异常时开机。

四忌电机反方向旋转

因为现在有许多类型的潜水泵正转和反转时皆可出水, 但反转时出水量小、电流大, 其反转时间长了会损坏电机绕组。因此, 潜水电泵入水前, 先接电源检查旋转方向是否正确。若三相潜水泵叶轮倒转, 应立即停车, 调换电缆中三相芯线中任意两相的接触即可。

五忌长期超负荷工作

为避免潜水电泵长期超负荷工作, 不要把低扬程泵用于高扬程工作, 不要抽含沙量大 (重泥浆) 的水, 并随时观察电流值是否在规定的范围内运行, 若发现电流过大, 应停机检查。另外, 潜水泵以水作为冷却源, 因此, 潜水泵脱水运行的时间不宜过长, 否则, 电机因过热而被烧毁。

六忌频繁开关

潜水泵不宜过于频繁启动, 这是因为潜水泵停转时会产生回流, 若立即开机, 会使电机负载启动, 导致启动电流过大而烧坏绕组, 必须等管内的存水回流完毕后, 才能启动, 一般需要间隔5min左右。

七忌在淤泥环境中使用

潜水泵在使用时, 如果要沉入泥中, 会导致散热不良而烧坏电机绕组。因此, 潜水泵一定不能在淤泥环境中使用。为防止潜水泵沉入淤泥中, 应在潜水泵下水前清除其工作环境内淤泥, 有条件的还应采用栅栏护罩把潜水泵罩住, 以避免废弃物堵住进水栅栏, 导致电机发热出水不畅。

八忌停用后长期放在水中不管不问

潜水电泵系统水力过渡过程分析 第4篇

跃龙电排站位于广东省肇庆市西江边上,系排涝泵站。由于设备陈旧老化和排涝标准的提高,对泵站进行了更新改造。新泵站采用3台潜水电泵,投资少、工期短、安装检修方便;结构上采用自由式拍门断流,采用简单调压塔进行水锤防护,出水流道为平直管形式,3台泵出口分别与压力涵箱连接,之后汇合与平直出水管,拍门装在泵出口,调压塔从压力涵箱尾部引出。潜水电泵基本参数:型号为1400HQB-50A;额定扬程HR=7.36 m;额定流量QR=5.5 m3/s;额定转速NR=365 r/min;额定效率ηN=87.5%,机组转动惯量GD2=1 232.6 kg.m2配套电机功率为560 kW。跃龙电排站所采用的潜水电泵是目前广东省内单机容量最大、泵站内外水位变幅最大、装机规模最大的城区排涝泵站。

图1所示为跃龙泵站总体布局图。跃龙电排站排水流量大,内外江水位变化大,采用自由式拍门断流,因此有必要对其水力过渡过程计算分析,以便采用合理水锤防护措施,也可以为以后潜水电泵的推广提供借鉴和指导。

1 停泵水力过渡过程计算数学模型的建立

停泵水力过渡过程计算数学模型的建立,既建立各种复杂的边界条件,如水泵的边界条件、拍门的边界条件、调压塔的边界条件以及液柱分离的边界条件等。

1.1 水锤计算的特征线法

描述管内非恒定流动的水锤基本方程是由运动方程和连续性方程组成的双曲型偏微分方程组。为了便于计算机编程计算,应将该偏微分方程组离散化,为此,需在沿特征线方向上将它转换为水锤全微分方程:

$\begin{array}{l}\begin{array}{l}\frac{g}{a}\frac{\text{d}{\rm H}}{\text{d}t}+\frac{\text{d}V}{\text{d}t}+\frac{fv|v|}{2D}=0\\ \frac{\text{d}x}{\text{d}t}=+a\end{array}\}C{}^{+}(1)\\ \begin{array}{l}-\frac{g}{a}\frac{\text{d}{\rm H}}{\text{d}t}+\frac{\text{d}V}{\text{d}t}+\frac{fv|v|}{2D}=0\\ \frac{\text{d}x}{\text{d}t}=-a\end{array}\}C{}^{-}(2)\end{array}$

由式(1)和式(2)进行有限差分近似,可以得到对应的水锤离散特征线方程:

$\begin{array}{l}{\rm H}{}_p-{\rm H}{}_A+\frac{a}{gA}(Q{}_p-Q{}_A)+\frac{f\Delta x}{2gDA{}^2}Q{}_A|Q{}_A|=0(3)\\ {\rm H}{}_p-{\rm H}{}_B-\frac{a}{gA}(Q{}_p-Q{}_B)-\frac{f\Delta x}{2gDA{}^2}Q{}_B|Q{}_B|=0(4)\end{array}$

解上述方程可得:

$\begin{array}{l}C{}^{+}:{\rm H}{}_p={\rm H}{}_A-B(Q{}_p-Q{}_A)-RQ{}_A|Q{}_A|(5)\\ C{}^{-}:{\rm H}{}_p={\rm H}{}_B+B(Q{}_p-Q{}_B)+RQ{}_B|Q{}_B|(6)\end{array}$

若将常数和计算时段初值已知的参数组合在一起,则以上两式可缩写为:

$\begin{array}{l}C{}^{+}:{\rm H}{}_p=C{}_p-BQ{}_p(7)\\ C{}^{-}:{\rm H}{}_p=C{}_{{\rm M}}+BQ{}_p(8)\end{array}$

式中:$B=\frac{a}{gA}$;$R=\frac{f\Delta x}{2gDA{}^2}$;Cp=HA+B QA-R QA|QA|;CM=HB-B QB+R QB|QB|。

1.2 水泵段边界条件

由水头平衡方程F1和机组惯性方程F2联立,可得求解事故停泵水锤的水泵边界条件:

$\begin{array}{l}F{}_1=E{}_{l}s-C{}_m-BQ{}_{R}V+{\rm H}(\alpha {}^2+v{}^2)[A{}_0+\\ A{}_1(\text{π}+\text{a}\text{r}\text{c}\text{t}\text{g}v/\alpha )]-\frac{{\rm H}{}_{f0}v|v|}{\tau {}^2}=0\\ F{}_2=(\alpha {}^2+v{}^2)[C{}_0+C{}_1(\text{π}+\text{a}\text{r}\text{c}\text{t}\text{g}v/\alpha )]+\\ \beta {}_i-{\rm K}{}_1(\alpha {}_i-\alpha )=0\end{array}\}(9)$

式中:K1=2KnR/MR。

F1和F2是一组包括α和v两个未知量的非线性方程组,为非线性代数方程,可采用Newton迭代方法求解。

当两台或多台水泵并联运行时,分别对每台泵建立由水头平衡方程和机组惯性方程,仍采用Newton迭代方法求解非线性代数方程组。

1.3 拍门的边界条件

大型泵站直管式出水流道多采用拍门断流。水泵启动后,拍门被水流自动冲开,停机时,拍门借自重或倒流水压力关闭,从面截断水流,保护机组。跃龙电排站为平直管出水流道,采用浮箱式拍门断流,拍门置于出水口。拍门前、流道最高处往往设有通气孔,以便机组启动时排除流道内的空气,减少水流脉动压力,机组停机时往流道补气,避免流道内产生负压和减少拍门的下拍力,改善流道和拍门等结构的工作条件。

拍门水力损失随拍门角度的增大而减小,相当于管路中的阀门,其水力损失公式可按下式计算:

${\rm H}{}_f=\frac{{\rm H}{}_{f0}}{\tau {}^2}v|v|(10)$

式中:Hf0为拍门全开,流量为Q0时的压力水头损失;τ为拍门的无量纲开度。

拍门开度越小,对应的压力水头损失就越大,其τ～θ关系曲线较难确定,在资料欠缺的条件下,本计算参考了液控蝶阀的τ～θ特性曲线。

1.4 调压井水锤防护边界条件

压井是一种缓冲式的水锤防护设备,它是一个接到管路上的开敞式竖井,其主要目的是防止压力管道中产生负压。一旦管道中压力降低,调压井迅速给管道补水,以防止或减小负压;当管道中的压力增大时,水从管道流入调压塔内,可以减小压力上升。

调压井结构简单,安全可靠,易于维护,调压井下游的管道不会产生压力升高。调压井一般应尽可能装设在可能产生负压的部位,并尽可能靠近水泵侧。

如图2所示,调压井边界条件及数学模型建立如下:

$\begin{array}{l}{\rm H}{}_{{\rm P}3}={\rm Z}+S+\frac{Q{}_{{\rm P}3}+Q{}_3}{2}\frac{\Delta t}{F}\\ Q{}_{{\rm P}1}=Q{}_{{\rm P}2}+Q{}_{{\rm P}3}\\ Q{}_{{\rm P}1}=(C{}_{{\rm P}}-{\rm H}{}_{{\rm P}})/B{}_1\\ Q{}_{{\rm P}2}=({\rm H}{}_{{\rm P}}-C{}_m)/B{}_2\\ S{}_{{\rm P}}={\rm H}{}_{{\rm P}3}-{\rm Z}\end{array}\}(11)$

式中:S为调压塔的水深;F为调压塔的断面面积;Z为调压塔相对于基准面的高度。

式(11)包含有5个未知量,即HP3、QP1、QP2、QP3、SP,可联立求解。

2 停泵水力过渡过程仿真分析

采用上面建立的停泵水力过渡过程技术的数学模型,再结合跃龙电排站的具体布置及运行情况,编制计算程序,对跃龙电排站的停泵水力过渡过程继续数值仿真分析。

2.1 无拍门时停泵水力过渡过程

无拍门防护时进出水为设计水位时单泵停泵的水力过渡过程线如图3所示。从图上可以看出,一旦停泵,机组很快开始倒流、倒转,在5～10 s时间按内即达到飞逸转速,在实际工程中,这种情况已应该避免的。表1为不同进出口水位,3种运行情况下的计算结果。根据各组合的流量回零时和转速回零时间可以近似得到各组合工况拍门关闭时间。

2.2 停泵水力过渡过程计算

有拍门防护是进出口水位为设计水位时单泵停泵的沿管路压力包络线,如图4所示,由于采用了拍门和单向调压塔等水锤防护措施,从图中可以看出沿管线没有发生的第压力上升和下降,并且可以看到调压塔后面的管线的最大压力和最小压力呈现快的下降趋势,因此调压塔布置时应尽量靠近泵出口,以最大限度地减小管路的压力波动。表2为不同进出口水位,3种运行情况下的计算结果,可以看出各组合工况下各项指标均没有超出均许范围,最不利的水力过渡过程发生在3台泵运行时由于断电同时事故停泵。

3 结 语

(1)跃龙电排站各种运行工况各种水位条件下停泵水力过渡过程中,最大水锤压力没有超过管路承受的能力,最大倒流转速也在均许范围内,表明跃龙电排站的泵型选型、结构设计合理。

(2)调压塔后面的管线的最大压力和最小压力呈较快的下降趋势,因此,调压塔布置时应尽量靠近泵出口,以最大限度地减小管路的压力波动。

(3)由于拍门结构简单,操作方便,在泵站中得到了大力推广,但拍门的张角及拍门下拍的撞击力应多加考虑,对于跃龙泵站采用自由浮箱式拍门,拍门的张开靠水流冲开,张角教小,水力损失比较大,在以后拍门的设计应用中应多考虑。拍门的下拍时间是计算过渡过程的重要参数,其准确的确定有待进一步研究。

参考文献

[1]刘竹溪,刘光临.泵站水锤及其防护[M].北京:水利水电出版社,1988.

[2]严登丰.泵站过流设施与截流闭锁装置[M].北京:中国水利水电出版社,2000.

[3]张成波,蒋劲,赵红方,等.台山电厂循环水供水系统起动水锤分析[J].中国农村水利水电,2004,(10):65-67.

农用潜水电泵的选购和使用 第5篇

一、农用潜水泵的选购

1、生产厂家的选择。

优先考虑购买充水式潜水泵, 选泵时要看清牌号和产品合格证, 千万不能购买“三无”产品, 即无生产厂家, 无生产日期, 无生产许可证。否则出现问题, 用户将束手无策。同时应根据当地电源情况来决定用单相或三相泵。

2、潜水泵参数的选择。

如选用的参数不恰当, 将无法获得足够的出水量, 不能发挥机组的效率。选潜水泵的参数, 重点是确定潜水泵的扬程和流量, 用户所需扬程最好选择与水泵铭牌上扬程相当, 若不相等的偏差不超过20%, 这样使用才能经济, 效率才能达到最高。如果选择的水泵扬程太小, 低扬程泵用于高扬程工作, 即“小马拉大车”, 即使能抽上水, 水量也会很小;水泵扬程太高, 高扬程泵用于低扬程工作, 即“大马拉小车”, 会出现运行时流量过大, 电机超载, 若长时间运行, 电机温度升高, 绕组绝缘层便会逐渐老化, 甚至烧毁电机。水泵流量选择, 要与水源的来水量和用水量以及当地的经济条件相适应, 要具体问题具体分析。

3、购买地点的选择。

要到农机部门认可的销售点或专卖店购买, 并索要正规发票, 否则出现了问题用户将无法解决。

4、电泵的用途。

购买的潜水电泵必须根据其用途来选型。用于农田灌溉的, 在扬程合适的情况下, 尽量选择流量大的;用于水塔供水的, 根据水塔大小和扬程, 可选择中等流量的;用压力罐供水的, 应选择流量较小而扬程较高的。

二、农用潜水泵的安装

1、电源应按规定选用, 电缆线要架空, 电源线不要太长, 若电源与水泵使用地距离较远, 接线电缆的导线截面积应适当加大, 接头要尽量少, 以减少线路压降, 确保正常使用的线电压在342~418V之间。可在电源与水泵附近的潮湿地中埋入一根长度一米以上的金属棒作为地线。机组下水时切勿使用电缆受力, 以免引起电缆线断裂。潜水泵工作时不要沉入泥中, 否则导线电机散热不良而烧坏电机绕组。安装时, 电机的绝缘电阻不应低于0.5MΩ, 10KW以下的电机可直接启动, 10KW以上的应采用降压启动。

2、潜水泵的安装位置要正确。潜水泵的潜水深度一般为0.5~3米。潜水泵在潜入水中时应垂直吊起, 不能横卧着, 更不能陷入泥中。

三、农用潜水泵的使用

1、潜水电泵不宜过于频繁启动, 这是因为潜水泵停转时会产生回流, 若立即开机, 会使电机负载启动, 导致启动电流过大而烧坏绕组, 必须等管内的存水回流完毕后才能启动。若启动后不能出水, 则应查明原因, 予以排除。潜水泵不能脱水运转, 在无水条件下试运转不得超过5分钟, 以免使电机过热而烧毁。在抽水过程中, 水位不断下降时, 须注意不得让潜水泵露出水面进行工作。

2、避免在低压时开机, 电源电压与额定电压不可相差10%, 电压过高引起电机过热而烧坏电组, 电压过低则电机转速下降, 如达不到额定转速的70%时, 启动离心开关会闭合, 造成启动绕组长时间通电而发热, 甚至烧坏绕组和电容器。

3、不得用于排灌含沙量较高的泥浆水, 为防止泥沙、杂草等杂物堵塞潜水泵网格孔或卡住水泵叶轮, 可在潜水泵外面用竹网或铁丝网罩住。

4、不可长期超负荷运转, 在抽水中, 必须随时观察其工作电压和电流是否在铭牌上规定的范围内, 若不符合, 电机应停止运转, 找出原因并排除。

5、对使用三相电的潜水泵, 开机后若出现叶轮倒转, 此时出水量大为减少或不出水时, 应立即停止, 调换电缆中三相芯线中任意两相的接触, 即可使之正转出水。

6、在搬运、拆缷及检修潜水泵时, 应先切断电源, 以防触电。潜水泵放入水中或提出水面时, 必须拉住“耳攀”上的绳子, 绝对不可拉电缆线。

摘要：对农用潜水电泵的使用现状进行了调查, 发现在实际使用过程当中, 有许多潜水电泵经常发生故障的原因是因为使用维护不当造成的, 甚至追溯到选购过程当中。

关键词：农用潜水泵,扬程,流量,电源,密封

参考文献

[1]王学洲.农用潜水电泵的选型方法[J].排灌机械, 2004 (4)

潜水电泵的优化选择与使用维护 第6篇

1 潜水电泵的优化选择

1.1 水泵厂家的选择

首先要了解水泵生产厂家, 看清牌号和产品合格证, 绝不能购买无生产厂家、无生产日期、无生产许可证的“三无”产品, 否则很容易出现安全隐患。同时, 要到农机部门认可的销售点或专卖店购买, 并索要正规发票。

1.2 水泵性能的选择

潜水电泵品种规格繁多, 能适用于不同的工况, 用户只有正确选用符合自己工况的潜水电泵, 才能以最少的投入获得最大的效益。

1) 单相泵或三相泵的选择。应根据当地电源情况决定用单相泵或三相泵, 凡是有三相电源的地方一般要选择三相泵。这是因为同规格的单相泵与三相泵相比, 三相泵体积小、质量轻、振动小, 且较经济。

2) 水泵扬程的选择。选择潜水电泵的重点是确定水泵的扬程、流量等性能参数。扬程是指所需扬程而不是提水高度, 这对水泵的选择尤为重要。水泵扬程大约为提水高度的1.15～1.20倍。选择水泵时, 所需扬程最好选择与水泵铭牌上扬程接近, 偏差不能超过20%, 这样水泵工作效率最高, 使用更经济。如果低扬程泵用于高扬程工作, 会出现“小马拉大车”现象, 即使能抽上水, 水量也很小。反之, 高扬程泵用于低扬程工作, 即“大马拉小车”, 会出现流量过大、电机超载现象, 造成机械磨擦增大, 长时间运行将损坏电机。扬程选择按下列公式计算:H= (h1+h2) (1+r) , 其中, H为选择的扬程, h1为水井动水位, h2为井上输水垂直高度, r为沿程损失, 一般为0.05～0.10。

3) 水泵流量的选择。水泵流量的选择要与水源的来水量和用水量以及当地经济条件相适应。选择泵流量大小, 要从需水量和井的涌水量二方面考虑。在掌握需水量和涌水量之后, 按需水量潜水电泵流量涌水量的关系, 选用潜水电泵流量。水泵的流量一般不宜选得过大, 否则, 会增加购买费用。自家吃水用的自吸式水泵, 流量应选小一些;灌溉用的潜水泵, 选择流量应大一些。

2 潜水电泵使用注意事项

2.1 潜水电泵使用条件

潜水电泵的工作环境是在水中, 条件恶劣, 且井下情况复杂, 如使用不当, 很容易损坏, 给用户带来损失。

潜水电泵的使用, 应满足下列条件: (1) 电压380 V、偏差不超过±10%, 频率50 Hz、偏差不超过±1%的三相交流电。 (2) 电机功率小于15 kW满压起动, 大于15 kW采用降压起动。 (3) 电机内腔必须充满清水, 安全潜没于水中, 但潜水深度不大于70 m。 (4) 水源温度应不高于20℃。 (5) 输送液体中固体物含量按质量计不大于0.01%。 (6) 输送液体酸碱度pH=6.5～8.5。 (7) 水中氯离子含量不大于400 mg/L。 (8) 潜水电泵“开”、“停”不宜频繁。 (9) 潜水泵应尽可能选在水量充沛、无淤泥、水质好的地方, 垂直悬吊在水中, 不允许横放, 更不能陷入泥中。

2.2 潜水电泵使用要领

正确掌握潜水电泵的方法, 科学使用潜水电泵, 可延长水泵的使用寿命、减少经济损失。

潜水电泵启动前, 应做一些必要的检查, 如:泵轴转动是否正常, 有无卡死现象;叶轮位置是否正常;电缆线和电缆插头有无破裂、擦伤和折断现象;电路、开关接线是否正确和牢靠, 然后在地面上空转3～5 min (在陆地上试机时, 运转时间不得超过5 min, 以免损坏零件或烧坏电动机绕组) ;电动机放转方向是否正确等。在运行过程中, 应注意以下几点: (1) 注意观察电压的变化情况, 一般控制在额定电压的±5%范围以内。 (2) 运行中如出水量显著减少、电机突然停转或出现异常声音需提泵检查时, 必须先切断电源。 (3) 发现有漏电现象时, 应迅速切断电源检查处理。 (4) 不能抽取含沙量大的水。 (5) 停机后间隔3～5 m i n再起动。 (6) 严禁出水池中洗东西, 以防电泵漏电。 (7) 抽水时若水位不断下降, 要注意不要让潜水电泵露出水面运行, 以免影响电动机散热而烧坏绕组。应随井中水位变化, 随时升降电泵。电缆不能与井壁磨擦, 以免电缆磨破后井水沿电缆芯渗入电机内。 (8) 潜水电泵放入水中或提出水面时, 绝对不能拉动电缆线, 应用绳索将其拴在井口的木架上。电泵放入水中的最大深度为3 m, 最小深度为0.5 m (从叶轮中心算起) 。 (9) 停机后必须等管内存水回流完毕才能起动。若起动后仍不能出水, 应查明原因。

3 潜水电泵维护注意事项

维护保养至关重要, 也是农机用户容易忽视的环节, 影响机具的使用和寿命。在潜水电泵维护过程中, 应注意以下几点: (1) 新的或重新换过整体密封盒的潜水泵, 使用50 h以后, 应检查密封是否良好, 以后每月检查1次, 同时检查电动机转子和定子间的屏蔽套筒密封是否良好。 (2) 定期检查测量电源电压、工作电流和绝缘电阻是否正常。如发现在额定工作参数运转情况下电流增大到额定值的1 2 0%、动水位下降超过每一级叶轮并间歇出水、产生剧烈振动和噪音、电源电压低于340 V、接入的保险频繁熔断、管路发现漏水等情况时, 应立即停机, 排除故障后方可运行。 (3) 水泵出现故障时, 切忌自己动手拆卸, 应到有经验、有规模的维修点维修。 (4) 潜水电泵不用时, 应将水泵提离水源, 并排空泵内积水。尤其在寒冷的冬季, 应放在干燥通风的房子里保管。用户可在水泵的重点部位涂上黄油, 在轴承内加上润滑油, 以防零部件锈蚀。 (5) 抽水运转阶段每季应作一次全面检查。 (6) 潜水电泵每年应提出检修一次, 并进行涂漆防锈。 (7) 1～2年后进行大检查, 做系统修理维护。

更正启事

关于煤矿大型潜水电泵安装实践研究 第7篇

1 加强煤矿大型潜水电泵安装实践的必要性分析

现阶段, 我国矿井通常使用的排水系统都是在矿井底部设置卧泵, 安装防爆电机, 安设电液控闸阀和开关柜、PLC电控柜等, 通过电缆敷设和管路敷设等方式构建排水系统。在这种排水设备布置方式下, 我国的矿井排水工作还存在不少问题。首先, 由于卧泵经常会出现汽蚀现象, 排水系统的功能无法得到最大程度地发挥。受卧泵汽蚀现象的制约, 我们在安装离心泵时必须要保证其高度小于规定的吸水高度, 因此会增加矿井井下水仓开拓的工程任务量, 提高了矿井井下巷道布置的难度。其次, 传统排水系统的抗水灾能力有待提高, 电机、开关柜等系统设备虽然具有一定防爆功能, 但是防水性能较弱, 很容易被水侵害, 导致电气设备失效, 系统受损, 出现断电。如果矿井突遇水灾事故, 短时间内涌进来的水会造成排水系统负荷过大, 无法进行正常排水, 系统容易瘫痪, 严重的会引发淹井事故。最后, 在传统排水系统下, 我们要想进行复矿是十分困难的。因此, 我们必须要引进大型潜水电泵, 解决现有排水系统的不足和缺陷, 大型潜水电泵的电气控制系统的位置相对较高, 我们可以使用独立的供电系统对其进行远程运控, 当突发矿井水灾时, 大型矿用潜水电泵仍然可以正常进行工作, 电力系统能够有效防止水灾破环。此外, 大型潜水电泵式排水系统的抗水灾能力相对较强, 应变能力十分突出, 可以为矿井灾难的抢救工作赢得大量的宝贵时间, 就算在淹井之后, 我们也可以对其进行复矿, 减轻复矿的工程量[1]。

2 大型潜水电泵的具体安装流程

2.1 电缆敷设的具体流程和施工工艺

首先, 在大罐内建设一个工作平台, 在使用过程中, 将工作平台展开, 置于罐道梁表面, 准备好一个蓄电池和一个直流电锤, 将它们放在罐笼中, 用来进行电缆支架的打眼固定工作。将电缆的支架设置在罐笼的西南侧方向的罐道梁上方1 m位置, 为施工人员开展打眼工作提供一个站立的地方。将全部的电缆支架安装好并做好全部电缆挂钩的设置工作, 为电缆敷设工作做好准备。在矿井井口的南面方向的空地位置上进行地锚敷设, 使用2根圆半径为24 mm的钢丝绳来围绕地锚3轮, 做好J H-10稳车的固定工作。使用半经24 mm的钢丝绳绕过双速绞车700 mm, 伸入矿井井筒50 0 m之后持续往下放, 直到双速绞车进入潜水硐室之后才能停止下放。接着, 在矿井上井口上部西南方向设置套架主梁, 将1根30#工字钢放在套架主梁和井架首层平台梁上面, 利用螺栓将其固定, 方便进行滑轮的悬挂。利用1根半径24 mm的钢丝绳将套架主梁绕起3圈, 在上面悬挂一个20 t重、2.5 m高的滑轮。在摇台的左右两边固定一个1 m的1/4圆弧导向槽, 该导向槽的制作材料是10#的槽钢, 主要用来引导电缆进行下放。紧接着, 使用半径24 mm的钢丝绳绕上双速绞车, 利用20 t滑轮进入到矿井井筒里面, 在钢丝绳的绳头位置固定一根长度为1 m的11#工字钢, 将其当作坠陀, 为电缆的下放工作做准备。将电缆盘在电缆支架上进行固定, 通过矿井井口房将电缆盘引导进入到电缆导向槽里面, 进而进入副井井筒里面。在矿井井口下方位置首道罐道梁及第二道罐道梁上面进行平台搭建设置, 使工作人员能够把电缆和钢丝捆绑起来, 在捆绑过程中应该使用14#的铁丝, 将捆绑长度控制在60~7 0 mm之间。电缆到达井口位置时, 把电缆头和半径24 mm的钢丝绳仪器拉到潜水电泵硐室的接线部位, 对电缆和钢丝绳进行自上而下地分离, 于电缆支架上将电缆进行固定, 于事先安装好的电缆钩上将副井底部到潜水电泵硐室的电缆做固定处理[2]。最后, 把空的钢丝绳提上来, 绕住双速绞车, 做好第二根电缆的下放准备工作。把电缆盘上剩下的电缆都展开来, 平铺在地面上, 电缆头通过副井筒上口的电缆钩, 进入到35 k V变电站的10 k V高压室中。剩下的所有电缆的下放工作皆按以上方法进行。

2.2 管路敷设的具体流程和施工工艺

首先, 将半径377 mm的无缝钢管经副井井筒下放到矿井底部。于副井大罐南面方向割一个孔, 孔的直径为500 mm, 无缝钢管下放过程中要使其紧紧贴在孔上, 按1根/次进行下放, 保证下放牢固。接着, 进行地面钢管焊接。钢管要在地面上焊好其中一端套袖, 采用气割方式将套袖切成几段, 每节钢管的长度为350 mm, 将上车床切平之后, 焊接在各排水管的一端上。做好钢管的分段工作并焊接完毕后, 将工件上面的锈进行认真彻底地清除, 尽可能不要遗留有锈迹或者灰尘等杂质。除锈完成后实施涂漆工作, 将防锈漆刷涂在钢管上, 涂两遍, 注意保证漆的厚薄度基本一致, 不要遗留任何角落, 尽可能避免出现泪珠。接着, 开始制作管道托梁架, 选择11#工字钢作为托梁架的材料, 每4根工字钢就可以制作一道托梁架, 隔4 m距离就设一道托梁架。利用掏梁窝将管道托梁固定牢固。最后, 在矿井下做好管子对接后焊接起来。在挑选焊工时尽可能要保证其具备较可靠的工艺水平, 管子对接工作应从矿井底部开始进行, 直到分别进入到潜水电泵室中。

2.3 电气设备安装流程及注意事项

本次选用的是一级负荷的潜水电泵, 将其安装在35 k V变电站10 k V高压室的一母段和二母段上, 分列进行运行。本次潜水电泵安装使用的是KYN28型中置移开式高压开关柜。考虑到潜水电泵具有容量大、供电距离远的特点, 我们在结合矿井电源状况的基础上, 选用软启动器启动潜水电泵。在选择软启动器的类型时, 我们按照重载启动进行考虑和选择, 保证其能够符合潜水电泵的启动要求。地面10 k V高压室对大型潜水电泵进行“一对一”供电。潜水电泵的电源线路使用MYJV42-10 k V3×50电缆线路沿着副井方向下放, 进入到潜水泵硐室, 与潜水电泵进行连接。高压开关柜配有高压综合保护装置, 潜水水泵电机实行过流保护、失压保护以及过载保护。将高压柜安装在35 k V变电所10 k V控制室的一母段上, 将软启动柜及水泵控制柜安装在二母段上。在熟悉生产厂商设计的二次系统接线图的基础上开展接线工作。

2.4 潜水电泵的安装调试过程

首先, 进行潜水电泵的机组安装。机组的不可拆卸件的最大外形长度为3804 mm, 外径是840 mm, 最大质量是7030 kg。综合考虑落底标高和相关实际, 最终决定选用卧式安装方式进行潜水电泵机组的安装工作, 每一台潜水电泵的出口都要与逆止阀进行连接, 并将闸阀装在逆止阀和主排水管的中间, 通过CN250 mm的排水管引接至半径为377 mm的主排水管。接着, 进行罐笼运输工作。由于副井大罐罐笼底层的罐净空长度仅为1.20 m, 宽度为1.48 m, 高度为2.90 m, 比大型潜水电泵最大的不可拆卸构建的尺寸要小。所以, 我们必须要将不可拆卸件在罐笼中间隔层适当割掉, 保证潜水电泵能够顺利进入副井罐笼, 根据下放大件加配重方法, 开始下放潜水电泵并将其引入潜水硐室。最后, 在泵池内设置两根导轨, 将两者距离控制在600 mm左右, 开展安装工作时, 在导轨上方吊入电泵, 并且保证每个车轮都使用两个掩车器进行遮掩, 做好机组的固定工作。

对潜水电泵进行调试和试机工作时, 首先要做好电泵启动前的检查工作。正式启动潜水电泵之前要先摇测电动机的绝缘电阻, 检查其电阻有没有符合“不小于20MΩ”这一要求。我们要保证电动机启动柜的保护器能够正常显示, 检查显示屏上面的水位没有位于高水位范围, 温度状况正不正常。另外, 对电动机启动柜的三相电压进行检查, 保证其电压值在 (1±5%) 10 k V范围内。做好启动前检查工作之后, 对电泵进行直接启动。在直接启动过程中, 要先对手动开关及自动转换开关进行检查, 保证其手动位置符合要求。把控制柜小车慢慢摇到指定工作范围, 检查断路器在储能和控制回路方面的功能是否正常, 按下合闸开关, 并在此时检查储能指示灯能否正常发亮, 紧接着插入软启动柜操作钥匙, 转换开关应位于“本控”位置, 同时检查控制回路情况。检查软启动开关和直接启动开关有没有正常打在“直启”位置, 之后选择“启动”按钮, 合闸指示灯就会发亮, 潜水电泵开始运行。在进行电泵的软启动时, 要先对手动开关和自动转换开关进行全面检查, 保证他们处在正常的手动位置。接下来的步骤与直接启动一样, 最后, 检查软启动开关和直接启动开关有没有到达“软启”位置, 按下“启动”标识钮。合闸指示灯发亮, 水泵开始运行[3]。

潜水电泵启动完成之后, 水泵开始运行工作。我们必须根据相关规定按1次/月启动水泵, 每一次启动后都要让它运行1个小时。负责值班的工作人员要仔细检查每一个仪表的指示数值, 判断电流值、电压值及温度等指标是否符合要求, 同时注意进行记录。如果在水泵运行过程中, 机组的温度大于80℃或者出现不正常的波动的, 应该立即停止运行。此外, 如果发现水泵运行的电流数值超过1.10倍额定值或者波动十分不正常的, 也要立即停止电泵运行。在进行电泵的停机工作时, 直接选择“停止”按钮即可完成停机工作。

3 结语

要想切实提高煤矿排水系统的性能, 保障矿区生产安全和人员安全, 降低经济损失, 我们必须要引入大型潜水电泵, 对其进行正确安装。大型矿用潜水电泵的安装是一个系统性相对较强的工程, 我们必须要注意做好电泵安装过程中的电缆、管道敷设工作, 注意潜水电泵安装和调试、试机工作的规范化, 提高电泵安装的科学性和可靠性。

参考文献

[1]施卫东, 孙新庆, 陆伟刚.矿用潜水电泵性能正交试验[J].排灌机械工程学报, 20 11, 6 (9) :78-79.

[2]张万忠.大功率潜水泵在煤矿的安装应用[J].煤矿安全, 2011, 8 (11) :109-110.

大功率潜水电泵运用模式探讨及应用 第8篇

1976年我国向西德里茨 (Ritz) 公司采购一批功率为800~1 600 k W的大型矿井用潜水电泵, 并采取技贸结合的方式部分引进大型矿用潜水电泵的制造技术。但是, 引进后发现, 这种大型矿用潜水电泵存在一个功能性缺点, 即要求淹没深度很深。水泵具有上吸入口和下吸入口, 汇流后从最上端的吸入吐出体出水口排出。为了保证水泵的进水条件, 最低吸入水位必须高于设置在水泵最上端的上吸入口0.8~1.0 m, 因此要求大型矿用潜水电泵的淹没深度H必须为:

式 (1) 中, h为大功率潜水电泵总长度, H0为吸入口安全高度。

常用潜水电泵的总高度为7~12 m, 扬程越高, h越大, 这一运行模式适用于井底水窝较深的大型煤矿, 也适用于大江大湖的高扬程取水。但如果井底水窝不够深时, 该类潜水电泵只能将水排至距井底H高的位置。而残留水位过高, 将导致被淹泵房难以暴露, 人和设备难以进入, 泵房难以恢复, 矿井难以恢复生产。其运行方式如图1所示。

同时, 引进的大功率潜水电泵在结构上只适合立式安装, 难以解决斜井开拓大涌水量矿井的排水复矿问题。此外, 如果斜井开拓大涌水量矿井没有轨道或者斜井巷道塌方严重, 则该水电泵将会难以潜入水中而影响使用。因此, 需要对潜水泵的结构进行改进, 开发新的应用模式。本文, 笔者对此进行了探讨。

二、接力排水系统的开发与发展

1. 轴流式接力泵及其接力排水系统。

引进国外潜水电泵的最低淹没深度在8.5~15.4 m, 从式 (1) 可以看出, 由于大型矿用潜水电泵要求如此大的淹没深度, 因此在很大程度上限制了自身的使用范围和功能的发挥。为了复矿排水, 要求最低残留水位越低越好, 以便排水终结时可以暴露出主坑道, 而且, 还要求要能够进人、进设备, 这一安全高度为0.8~1.2 m。为此, 20世纪80年代, 人们开出大型潜水电泵+密封吸罩+全贯流式潜水轴流泵的接力排水系统, 系统运行模式如图2所示。

接力排水系统推出后, 在矿山抢险排水中发挥了重要作用。借助该系统, 在多次抢险排水中, 最低残留水位降到了0.5m, 使多次矿山抢险排水中得以成功复矿。但是, 这种接力排水系统在使用中也暴露出了一系列功能和技术上的缺陷。例如, 系统接力泵采用轴流泵水力模型, 与主潜水泵性能匹配性差, 容易出现超功率和关死点现象, 引起系统振动和电机过热, 使得系统可靠性降低, 运行很不安全;电机绕组线在水压作用下, 绝缘迅速下降, 系统一次潜没水深度受到很大限制 (厂家建议11m) , 使得联合排水系统不能一次安装到位, 需要多次安装追排水, 对于大涌水量矿井, 安装费用和运行电费耗资巨大, 同时也贻误了抢救遇险矿工的最佳时机。因此, 迫切需要研制新型接力排水泵, 提高其运行可靠性。

2. 混流接力潜水电泵及其接力排水系统。

该系统采用新型充油式可深潜的混流接力潜水电泵, 并与大功率潜水电泵组成接力排水系统, 可以解决原接力排水系统可靠性低的问题。该接力潜水泵的优点是适用于大淹没深度下的安全运行, 电机为内充油式、压力自平衡。并且, 在流量、扬程变化范围大的情况下, 接力泵不超功率, 可以安全、高效地运行 (吸水罩无需开天窗泄流) 。这种混流接力泵性能稳定可靠, 设计无故障运行时间达6 000 h。河南矿山抢险救灾中心应用该泵, 在现场运行的最长时间为900 h。

三、超大功率潜水电泵的斜置排水技术

1. 技术背景。

对于淹没的斜井开拓矿井, 当其涌水量小于250 m3/h, 可以采用卧泵跨步追排水进行复矿, 也可以采用小潜水泵群泵追排水复矿。目前, 国内200 k W以下多级潜水泵设计工况均是立式安装运行。作为抢险救灾可以将其卧式安装运行, 但运行的可靠性较低, 易出故障。小涌水量被淹矿井采用多泵并联的方法, 来增加可靠性可以成功排水。对于涌水量大于250 m3/h的斜式矿井, 采用以上方式排水复矿, 不仅代价昂贵, 成功概率也很降低。为此, 河南矿山抢险救灾中心开发出了卧式大功率潜水电泵并组成斜置排水系统。

2. 斜置排水装置的研制。

针对目前我国仅有的550 m3/h、1450 m3/h两种大功率高扬程排水模型, 并考虑矿井一般开拓深度在300 m左右, 笔者设计开发了HKQB-1600-1450/300卧式潜水泵。

HKQB-1600-1450/300潜水泵加接力泵、吸水罩, 主机自重16 t, 长达13 m。按斜角30°, 管子斜长将达600 m, 系统自重达130 t, 水锤力可达114 t, 系统最大载荷319 t。因此, 必须重新验算电机推力轴承、导轴承、定子、转子在卧式运行时的刚度和强度, 对薄弱构件重新选择材质和设计结构, 改善其结构性能, 以满足卧式运行工况要求。

3. 现场运行实例。

系统设计和改造完成后, 在湖南某矿进行了工业性试验。该矿正常涌水量为2 700~4 500 m3/h, 二水平暗斜井排水, 在排水中也曾经遇到过挫折, 但是主井主泵HKQB-1600-1450/300安全运行13 000 h, 标志着逆止阀卧式改造成功。

四、大功率潜水电泵的非潜水运行模式

1. 问题的提出。

笔者在排水复矿实践中遇到了多起斜井轨道被拆除或被洪水冲毁的情况, 同时矿井涌水量较大并伴随煤泥淤积和掉渣现象。例如, 河南某煤矿淹没已达3年, 淹没时轨道被拆除, 并有多处落渣现象, 现在需要排水复矿, 其涌水量达400 m3/h。矿井为斜井开拓, 井筒断面的限制决定了采用大功率卧泵追排水难以实现, 较大的涌水量和较高的扬程 (290 m) 决定了小潜水泵群泵追排水的低可靠性和高复杂性, 因而应当尝试大功率潜水电泵的适应性运行模式。

2. 系统的实现。

针对矿井实际, 笔者设计了一种大功率潜水电泵的非潜水运行模式, 系统的运行模式如图3所示。

吸水罩与接力泵之间采用Ф200软管连接, 接力泵为充油式混流接力泵, 随着其扬程增加而流量减少, 变化较急, 但功率变化较少, 扬程可调范围较大。浮子浮力为1.5 t, 足以支撑接力泵运行时漂浮在水面上。