瓦斯抽放泵站泵选型问题3.doc

瓦斯抽放泵站泵选型问题3

———————————————————————————————— 作者：
———————————————————————————————— 日期：

10

个人收集整理 勿做商业用途
瓦斯抽放泵设备选型
一、需抽瓦斯抽放量计算
（一）按照目前井下抽采管路系统所抽采瓦斯参数进行统计，具体统计数据如下:
1。12031上巷钻孔为601个，孔深62645，大气压109 Kpa，瓦斯抽采管路温度18°，抽采负压为25 Kpa，混合流量为26。84m3/min。
2。12031下巷钻孔为364个，孔深37133，大气压109 Kpa，瓦斯抽采管路温度18°，抽采负压为25 Kpa，混合流量为20.88m3/min.
3.12031下隅角抽采负压为15Kpa,混合流量为22。65m3/min。
综上所述：目前瓦斯抽放混合流量为70.37 m3/min。
（二）预计今年9月份抽采量最大，具体统计抽采参数数据如下：
1。12051上巷预计完成7个钻场施工,每个钻场39个钻孔，共计钻孔273个，孔深30030m，大气压109 Kpa，瓦斯抽采管路温度18°，抽采负压为25 Kpa,混合流量为15.66m3/min。
2。12051下巷预计完成6个钻场，每个钻场39个钻孔，共计钻孔234个，孔深25740m,大气压109 Kpa,瓦斯抽采管路温度18°，抽采负压为25 Kpa，混合流量为13。42m3/min。
3。西二辅助回风巷预计完成钻孔77个，孔深8470m,大气压109 Kpa,瓦斯抽采管路温度18°,抽采负压为25 Kpa,混合流量为4.42m3/min。
4.预计12031上巷剩余钻孔225个，大气压109 Kpa，瓦斯抽采管路温度18°，抽采负压为25 Kpa,混合流量为12.91m3/min。
5。预计12031下巷剩余钻孔153个,大气压109 Kpa,瓦斯抽采管路温度18°，抽采负压为25 Kpa，混合流量为8。78m3/min.
6.12031下隅角抽采负压为15Kpa,混合流量为22.65m3/min。
综上所述：预计9月份瓦斯抽放混合流量为77.84 m3/min。(故以下数据只计算最大瓦斯抽放量即可即77.84 m3/min）
二、阻力计算
(一）瓦斯抽放管网系统
为了保证选用的瓦斯抽放泵能满足抽放系统最困难时期所需抽放负压，应根据矿井各生产时期瓦斯抽放系统中管路最长、阻力最高的抽放管路来计算矿井抽放系统总阻力。
抽放管路系统:Φ864主管路共计长度1685m；12051下巷Φ325支管路最长，其长度为1500m ，钻孔抽放负压为25kpa用h孔表示，出口正压为5kpa用h正表示,需抽采瓦斯量77。84 m3/min,最长支管路瓦斯流量采用最大瓦斯抽放量进行计算15.66 m3/min。
（二）瓦斯管路的阻力计算
瓦斯管路的阻力分为摩擦阻力和局部阻力两种。
1.摩擦阻力的计算
（1）计算直管摩擦阻力公式：

式中:
——阻力损失，Pa;
L--管路长度,m；
Q—-瓦斯流量,m3/h；
K-—与管径有关系数,直径150mm以上均取0.71；
γ——混合瓦斯对空气的相对密度，6％浓度时取0。978；
D——管道内径。
(2)局部阻力的计算公式：（局部阻力按摩擦阻力的10%～20%计算）

(3）阻力计算的校正系数:

式中：
Pd—-测定地点的大气压,109pa；
Tb—-工程标准温度，293K;
Tg-—管路中的绝对温度，291K;
Pb——标准大气压，101。325.
（4）阻力计算:支管路和主管路的摩擦阻力分别如下：
===103。16 pa
===493.53pa
井下负压段管路全部阻力损失为：
H全=K校×（H局+hm）= K校×1。2×（+)=1。083×1.2×（103。16+493.53)=775.46pa
（5）瓦斯抽采泵的压力
瓦斯抽采泵的压力计算公式为：
H=（H全+ h孔+H正)K
式中：
H——瓦斯抽采泵的压力，pa；
h正——井上出口所需的正压，pa；
K——抽采系统压力富余系数,可取K=1.2～1.8
瓦斯抽采泵压力为：
H全—-井下负压段管路全部阻力损失,pa；
h孔—-井下抽采钻孔孔口必须造成的负压,pa；
H=（H全+h孔+h正）K=[775。46+25000+5000］×1。2=37kpa
2.瓦斯抽采泵的流量
（1）瓦斯抽采泵的流量计算公式为:
Q泵=
式中：
Q泵——瓦斯抽采泵的额定流量,m3/min；
Q混——瓦斯最大抽采总量（纯量），m3/min；
K——瓦斯抽采能力富裕系数，取K=1.2～1.8。
η——瓦斯抽采泵的机械效率，一般取η=0。8
瓦斯抽采泵的流量计算为：
Q泵===114 m3/min
三、泵选型方案
根据以上计算数据可以看出，以H=37kPa和 Q泵=114 m3/min为依据选取瓦斯泵.在选型时一般选择额定压力超过实际使用压力的10％-20％为佳即抽放负压在41 kpa~44kpa之间时最佳或者工作绝压在65 kpa～68 kpa之间时为最佳，既可以节约资源，降低成本，又可以提高计量泵在实际使用时的计量精度。计量泵工作时，一般在额定流量的10%—90%之间使用计量精度比较高即在127 m3/min~1140 m3/min之间的瓦斯抽放泵,所以在选择额定流量时，一般所选取的流量应等于或略大于工艺所需流量。
方案一：
拟选用1台120 m3/min满足该矿高负压抽放需要， 120 m3/min瓦斯抽放泵其型号为2BEC420，流量为120 m3/min，工作绝压68KPa，转速360r/min；配套电机功率132kW。
选用1台120 m3/min瓦斯抽放泵抽放瓦斯时,预计9月份由于12051上、下巷为新打钻孔,所有新打钻孔必须进行抽放；12031工作面共抽采瓦斯混合流量为21。69m3/min，而12031抽放流量超过15。85m3/min时,此时瓦斯抽放泵超出工作能力极限不能满足需要，所以12031上、下巷必须减少抽放量才能满足要求，故在选择该型号的抽风泵必须间隔抽放钻孔瓦斯.
方案二：
拟选用1台120 m3/min、井下一台60 m3/min的瓦斯抽放泵以满足该矿高负压抽放需要，井下一台60 m3/min的瓦斯抽放泵其型号为2BE1-303，流量为60 m3/min，工作绝压70KPa，转速270r/min；配套电机功率90kW；120 m3/min瓦斯抽放泵其型号为2BEC420，流量为120 m3/min，工作绝压68KPa,转速360r/min；配套电机功率132kW。
方案三：
拟选用1台505 m3/min的瓦斯抽放泵以满足该矿高负压抽放需要,其型号为2BEC67，流量为505 m3/min，工作绝压55KPa,转速270r/min；配套电机功率630kW；故所选真空泵满足要求。（备注：现在使用的瓦斯抽放泵）
三、瓦斯抽放泵选型方案经济比较
瓦斯抽放泵方案经济比较表
类别
方案
人工值班费（元)
电费（元）
维护费用(元）
年服务费用
共计（元）
预计西二盘区12051采完总费用(元）
方案一
10200元/月
（共3人）
81。84元/小时
5000元/ 月
889497.6
1334246.4
方案二
20400元/月
（共6人)
137.64元/小时
10000元/ 月
1554009。6
2331014。4
方案三
10200元/月
（共3人）
390.6元/小时
5000元/ 月
3556884
5335326
通过对方案一、方案二、方案三进行比较可以得出:方案一每年比方案二、方案三每年少花费664512元、2667386.4元；预计西二盘区12051采完方案一比方案二、方案三少花费996768元、4001079.6元;
五、结论
（一）从上述经济比较表来看，方案一最佳，可以节约电费、人工维护费、值班费用。
（二）从目前管路来看,管路适合选择抽放混合流量在175。83~527。475m3/min的瓦斯抽放泵,故选择方案三最佳。
（三）从目前矿所有设备上来看，60m3/min瓦斯抽放泵无法满足矿抽采瓦斯需要;用505m3/min瓦斯抽放泵能满足矿抽采瓦斯需要，但使用费用较高，不经济。
综上所述：预计今年9月份,12031工作面共抽采瓦斯混合流量为21.69m3/min，而12031抽放流量超过15.85m3/min时,此时120m3/min瓦斯抽放泵超出工作能力极限不能满足需要，但可以采用12031工作面瓦斯抽放钻孔间隔抽放的方法，解决瓦斯混合流量超过抽放能力的问题。故选择120m3/min的抽放泵不但能够满足要求，而且也是最经济、最可行的方案.其他方案均能满足要求，但投资较多。