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        南山煤礦三水平新泵房改造及新型無底閥水箱的應(yīng)用

        2016-12-31 00:00:00邴龍海
        科技創(chuàng)新與應(yīng)用 2016年28期

        摘 要:文章主要闡述了在安全第一理念的形勢下,南山煤礦三水平新泵房排水系統(tǒng)經(jīng)采用無底閥新型水箱排水裝置代替?zhèn)鹘y(tǒng)的底閥排水,使排水裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、性能可靠、使用及維護方便等新特性,在我礦得到推廣使用。

        關(guān)鍵詞:離心式水泵;水箱;無底閥

        由于南山煤礦生產(chǎn)接續(xù)的需要,南山煤礦三水平老泵房上方將進行煤層的開采,可能導(dǎo)致南山煤礦三水平老泵房部分塌陷,經(jīng)與礦方協(xié)商,龍煤設(shè)計院設(shè)計,建設(shè)南山煤礦三水平新泵房,2015年下半年南山煤礦礦領(lǐng)導(dǎo)、動力科科領(lǐng)導(dǎo)、壓風隊全隊職工全力配合礦建處機電安裝區(qū)的工作,建設(shè)新型水箱引水的無底閥主排水泵房,三水平新泵房共安裝水泵5臺,1#水泵型號為SGD200×5,2#至5#水泵型號均為D450-60×7,均配備佳木斯電機股份有限公司生產(chǎn)的900kW電動機,三水平新泵房現(xiàn)已投用。新型水箱由動力科設(shè)計,由加工廠自行加工,節(jié)約成本,投用后使用效果好。

        1 研究背景

        排水泵是煤礦生產(chǎn)的四大件之一,如何使水泵正常運轉(zhuǎn),保證煤炭生產(chǎn)的正常進行是我們的首要任務(wù),水泵由于在使用前為了防止水泵空轉(zhuǎn),必須先對排水泵進行注水,長期運轉(zhuǎn)這就使水泵底網(wǎng)存在大量的污垢,清理不及時就會造成水泵堵塞,導(dǎo)致維修量加大,降低了排水泵的使用壽命。水箱的主要功能是在使用前在箱內(nèi)注滿水,使水箱呈真空狀態(tài),水箱體積為吸水管路體積的3-4倍,水泵在開車前不用2次注水,延長水泵的使用周期及水泵的清污工作,對水泵起保護作用,延長了水泵的使用壽命。

        2 無底閥水箱的研制思路

        根據(jù)這一情況,在南山煤礦三水平新泵房建設(shè)前,我們研制了一種水箱,來取代水泵底閥,水箱體積為來水管體積的3-4倍,我們因地制宜,根據(jù)現(xiàn)場情況將水箱放置在吸水井蓋板上,用槽鋼進行支撐,這樣既節(jié)約了占地面積又顯得美觀,考慮到三水平新泵房位置深,將水箱設(shè)計成圓形,能承受較大的壓力。

        離心式水泵主要由葉輪、泵軸、泵殼、軸承等部件組成,水泵啟動前,先灌滿引水,然后啟動電動機。通過電機帶動水泵葉輪旋轉(zhuǎn),產(chǎn)生離心力,葉輪內(nèi)的水在離心力的作用下由水泵入口流向出口,經(jīng)螺旋形擴散室進入排水管道后被排出。同時葉輪入口處因水被排出而壓力降低,形成局部真空,吸水井中的水在大氣壓力的作用下,通過吸水管被壓入葉輪入口,于是旋轉(zhuǎn)的葉輪就連續(xù)不斷地把水吸入和排出。常規(guī)的排水系統(tǒng)在水泵啟動前,要求水泵泵體和吸水管處于真空狀態(tài),而安裝在吸水管下端的底閥,其作用相當于一個單向閥,當水泵在灌引水和停止運轉(zhuǎn)時,底閥關(guān)閉使泵體內(nèi)的水充滿泵體和吸水管而不會泄漏;當水泵運轉(zhuǎn)后,泵內(nèi)的水被排出而形成真空,使吸水井中的水在大氣壓力的作用下,頂開底閥閥芯,經(jīng)吸水管被壓入葉輪,從而使水不斷地被吸入和排出。

        3 與國內(nèi)成功案例的研究對比

        在外礦無底閥改造的成功案例中,往往都是用射流泵,來去掉底閥,實現(xiàn)灌水的功能。所謂無底閥射流泵就是把水泵吸水管底部的底閥去掉,在離心式水泵上安裝射流器,高壓介質(zhì)通過射流器,在射流器內(nèi)形成負壓將泵體及吸水管內(nèi)空氣抽出,使泵體及吸水管內(nèi)形成真空,吸水井內(nèi)的水在大氣的壓力下充滿水泵及吸水管完成啟動準備。射流器一般由三通、噴嘴、擴散管、吸水管、閥門等部件組成。在排水系統(tǒng)中,無底閥射流泵工作方式往往采用高壓水作為水泵啟動前引水灌注,如果出現(xiàn)高壓水源停止對正常排水將造成嚴重的影響,礦井安全就得不到保障,嚴重還會造成重大事故。

        我們無底閥新型水箱,原理同樣也是將水泵的底閥去掉,改為密封水箱,當水泵啟動時,首先吸入水箱內(nèi)的水,由于水箱內(nèi)部的水在短時間內(nèi)被排空,使水箱形成局部真空,從而使吸水井中的水在大氣壓力的作用下,通過吸水管被壓入水箱,從而保證了水泵的正常排水。

        4 無底閥水箱的結(jié)構(gòu)及技術(shù)要求

        新型水箱由箱體、進水管、出水管、過濾網(wǎng)、排氣閥、觀察口等組成,用10mm的A3鋼板制作,使用水箱可根據(jù)水泵的實際揚程來確定材料的厚度,若楊程較高的場所可使用較厚一點的材料,避免多次因水泵突然停電后高壓水流反沖的沖擊力和水箱因出現(xiàn)真空時大氣壓力對水箱的壓力導(dǎo)致水箱焊接部位出現(xiàn)裂紋,使水箱無法正常工作。水箱的形狀可制作成圓形和方形等形狀,可根據(jù)使用地點的空間及水泵的大小來確定。根據(jù)使用經(jīng)驗水箱的容積一般達到3~4倍的吸水管容積即可滿足實際使用要求,為保證水箱的密閉性,要求各焊接點要牢固、可靠、不漏氣;同時箱體內(nèi)部可加拉筋,以保證水箱的強度。為避免吸水管底部過濾網(wǎng)失效,應(yīng)在水箱加裝一個觀察口,以便于清理和排污,但要保證其達到密封要求。

        5 無底閥水箱的社會效益及經(jīng)濟效益

        南山煤礦三水平新泵房使用新型水箱后,效果相當明顯,減輕了工人勞動強度,而且延長了水泵的使用壽命,盤根的更換周期,使維修率大大降低,在之前沒安裝水箱的老泵房,水泵磨損嚴重,每年都得檢修1-2次,內(nèi)部水扇經(jīng)常被塞住,如KND450型水泵檢修一次需15天左右,內(nèi)部零件更換頻繁,使礦投入大量資金及物力、人力。采用了無底閥新型水箱后不僅為礦節(jié)約了大量資金,而且減輕了工人的勞動強度,為我礦安全生產(chǎn),創(chuàng)建本質(zhì)安全型礦井做出了很大的貢獻。

        南山煤礦三水平新泵房排水系統(tǒng)經(jīng)采用無底閥新型水箱排水裝置代替?zhèn)鹘y(tǒng)的底閥排水,經(jīng)過使用和改進,該排水裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、制作方便、性能可靠、使用及維護方便等特點,已在我礦得到推廣使用。

        作者簡介:邴龍海(1983-),工程師,2006年畢業(yè)于黑龍江工程學院電氣自動化本科專業(yè),現(xiàn)任龍煤集團鶴崗分公司南山礦動力科主任工程師職務(wù)。

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