Головна
Банківська справа  |  БЖД  |  Біографії  |  Біологія  |  Біохімія  |  Ботаніка та с/г  |  Будівництво  |  Військова кафедра  |  Географія  |  Геологія  |  Екологія  |  Економіка  |  Етика  |  Журналістика  |  Історія техніки  |  Історія  |  Комунікації  |  Кулінарія  |  Культурологія  |  Література  |  Маркетинг  |  Математика  |  Медицина  |  Менеджмент  |  Мистецтво  |  Моделювання  |  Музика  |  Наука і техніка  |  Педагогіка  |  Підприємництво  |  Політекономія  |  Промисловість  |  Психологія, педагогіка  |  Психологія  |  Радіоелектроніка  |  Реклама  |  Релігія  |  Різне  |  Сексологія  |  Соціологія  |  Спорт  |  Технологія  |  Транспорт  |  Фізика  |  Філософія  |  Фінанси  |  Фінансові науки  |  Хімія

Водовідливні установки - Промисловість, виробництво

ЗМІСТ

Введення

1. Розрахунок водовідливної установки

1.1 Визначення нормального й максимального припливів

1.2 Необхідний орієнтовний напір насоса

1.3 Вибір типу насоса і їхньої кількості

1.4 Розрахунок потрібного діаметра трубопроводу і його вибір

1.5 Розрахунок характеристики мережі

1.6 Визначення сумарних втрат напору в трубопровід

1.7 Встановлення дійсного напору насоса

1.8 Визначення потужності електродвигуна й вибір його типу

1.9 Розрахунок витрати електричної енергії та встановлення ККД водовідливної установки

2. Спеціальна частина

3. Екологія при водовідливі

Висновок

Список літератури

ВСТУП

Розробка корисних копалин підземним і відкритими способами характеризується значними притоками підземних вод. Тому необхідно виробляти комплекс складних робіт з попередження їх надходження в кар'єрні виробки. Частка витрат на осушувальні заходи в загальному комплексі гірських робіт досягає 10-15% капіталовкладень. При осушенні родовищ осушувальні роботи мають мету завчасно знизити припливи і напори вод, а так само здійснити їх плавний переклад за кордону кар'єрного поля. Для видалення води з кар'єру обладнуються складні водовідливні установки, безперебійна робота яких забезпечує безпечну відпрацювання родовищ і створює необхідні умови праці. Частка приток шахтних вод в кар'єр має велике значення при проектуванні та експлуатації водовідливних установок. Вона визначає: тип насосних агрегатів, їх продуктивність, режими роботи, розташування водовідливних установок по горизонтах кар'єру. Невідповідність між продуктивністю водовідливних установок і припливами вод, як правило, тягне за содою затоплення робочої зони кар'єру. Причини подібних явищ у неправильному виборі обладнання водовідливної установки без обліку очікуваних припливів вод.

1. Розрахунок водовідливної установки

1.1 Визначення нормального й максимального припливів

Номінальна подача насоса при максимальному числі годин його роботи в добу:

(1.1)

де- нормальний годинний приплив, м3 / год;

- Максимальне число годин роботи насоса в добу, відповідно до

правилами безпеки, 20ч.

Для шахт геодезична висота

(1.2)

де Hк- глибина шахти, м;

- Висота всмоктування насоса, м. При позитивній висоті всмоктування ставиться знак "+", при негативній висоті - "-",

- Перевищення зливу води на поверхні щодо устя стовбура, 1,5?2 м;

1.2 Необхідний орієнтовний напір насоса

(1.3)

де- геодезична висота шахти, м.

1.3 Вибір типу насоса і їхньої кількості

Орієнтовно виробляється вибір типу насоса, для чого будується ескізний графік характеристики насосів, близьких до параметрів насосної установки (Нн, Qн).

На підставі раніше обчислених: номінальної подачі насоса Qні орієнтовного напору Нм- по каталогу насосів або таблиці вибираємо найбільш підходящий тип і марку насосів.

Виписується з каталогу тип насоса і його марка із вказівкою подачі й напору на одне колесо.

ЦНС 500-160-800

Оптимальна подача - 500 м / год;

Напір одного робочого колеса - 81,3 м.

Обраний насос перевіряється на наявність робочого режиму в зоні

промислового використання і на стійкість.

(1.4)

де- напір насоса при закритій засувці, м;

- Число коліс насоса. Для спіральних насосів їхнє число міняти не можна. Для насосів серії ЦНС їхня кількість повинна бути в межах від 2 до 10.

Кількість робочих коліс:

(1.5)

Де Нкол- напір одного робочого колеса при нульовій подачі

Округляємо кількість робочих коліс до найближчого цілого значення - 4.

1.4 Розрахунок потрібного діаметра трубопроводу і його вибір

Трубопровід є одним з найважливіших елементів водовідливної установки. До трубопроводу пред'являються такі вимоги:

- Надійність, довговічність і безпеку обслуговування;

- Доступність для огляду і ремонту;

- Наявність резервних ставов і можливість швидкого перемикання на резервний трубопровід в автоматичному режимі;

- Стійкість до агресивних впливів рудничної води;

- Мінімальні капітальні та експлуатаційні витрати;

- Мінімальні гідравлічні опору.

Оптимальний діаметр напірного трубопроводу

(1.6)

де- номінальна подача насоса при максимальному числі годин його роботи в добу, м3 / год;

- Коефіцієнт, що враховує кількість напірних трубопроводів, т.к кількість трубопроводів 2, отже = 1.

За отриманого значення вибирається стандартний діаметр трубопроводу. Діаметр усмоктувального трубопроводу приймається на 25?50 мм більше напірного.

Приймаємо діаметр напірного трубопроводу - 245мм, всмоктуючого - 299 мм.

Товщина стінки напірного трубопроводу (мм)

(1.7)

де- стандартний зовнішній діаметр нагнітального трубопроводу, м;

- Тиск - 6 МПа у напірного патрубка; 3 МПа у підвідного.

- Термін служби трубопроводу, 10 років.

Приймаємо товщину стінки напірного трубопроводу - 7 мм.

Внутрішній діаметр напірного трубопроводу:

Dвнутр = Dст-2? (1.8)

Dвнутр = 245-2 · 7 = 231 мм

Товщина стінки усмоктувального трубопроводу:

Приймаємо товщину стінки усмоктувального трубопроводу - 7 мм.

Внутрішній діаметр усмоктувального трубопроводу:

Dвнутр = 299 - 2 - 7 = 285 мм

Обрані стандартні діаметри трубопроводу перевіряються по швидкості руху води:

(1.9)

де- стандартний внутрішній діаметр трубопроводу, м.

Швидкість руху води в нагнітальному трубопроводі повинна бути в межі 1,5?2,5 м / с, у всмоктуючому - 0,5?1,7 м / с.

м / с

м / с

1.5 Розрахунок характеристики мережі

Основне рівняння мережі водовідливної установки

(1.10)

де- постійна трубопроводу, ч2 / М5.

Постійну трубопроводу можна визначити за формулою

(1.11)

де l- коефіцієнт гідравлічного тертя в трубопроводі - 0,03;

- Довжина трубопроводу, м;

- Сумарний коефіцієнт місцевих опорів;

- Стандартний внутрішній діаметр трубопроводу, м.

Для нагнітального трубопроводу:

Для усмоктувального трубопроводу:

Довжина трубопроводу при відкритому водовідливі:

(1.12)

де l1- довжина трубопроводу по насосній камері - 20 м;

l2- довжина труб у трубному ходці - 20 м;

l3- довжина труб на поверхні від устя стовбура до місця зливу - 60 м

1.6 Визначення сумарних втрат напору в трубопроводі

Таблиця 1 -Визначення коефіцієнта місцевого опору для нагнітального трубопроводу

 № Найменування місцевого опору Величина Кількість Сума

 1. Коліно 135 ° 0,195 3 0,585

 2. Засувка відкрита 0,27 1 0,27

 3. Коліно 90 ° 0,64 3 1,92

 4. Зворотний клапан 14,5 1 14,5

 Всього 17,275

Таблиця 2 - Визначення коефіцієнта місцевого опору для усмоктувального трубопроводу

 № Найменування місцевого опору Величина Кількість Сума

 1. Коліно 90 ° 0,64 2 1,28

 2. Приймальний клапан 4,4 1 3,6

 Всього 4,88

Підставивши в формулу (1.10) значення Нгі R, одержимо рівняння зовнішньої мережі.

1.7 Встановлення 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 нагнетательного трубопроводу

 Параметри 0Q 0.5Q 1.0Q 1.5Q 2.0Q

 Подача, м 3 / год 0250500750 1000

 Напір, м 309 309,9 312,5 316,8 323

Маючи каталожну характеристику (графік) прийнятого насоса і графічну аналітичну характеристику зовнішньої мережі насосної установки, можна отримати режим роботи насоса на цю зовнішню мережу. Координати режиму роботи виходять, якщо співмасштабним 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 точки 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 з частотою обертання насоса. Приймаємо двигун ВАО630M4. Номінальна потужність - 800 кВт, напруга - 6000 В, ККД - 95%, синхронна частота обертання - 1500 об / хв.

1.9 Розрахунок витрати електричної енергії та встановлення ККД 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 ?д- ККД двигуна, 0,95;

?сеті- ККД електричної мережі, 0,95;

? - ККД 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 ? год / м3):

(1.19)

Корисний витрата електроенергії (кВт ? год / м3):

(1.20)

Коефіцієнт корисної дії водовідливної установки:

(1.21)

2. СПЕЦІАЛЬНА ЧАСТИНА. ЗАХИСТ АПАРАТУРИ І НАСОСІВ ВІД гідравлічних ударів

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

Показники міцності труб для прокладки напірних водоводів призначають по розрахунковому тиску, що приймається рівним або максимальному 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 міцних показників труб. Розраховують показники міцності труб зовнішнього навантаження трубопроводу при наявності в ньому вакууму (практично це відноситься 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 робочому. Засоби захисту від гідравлічного удару можна розділити на дві великі групи: перша - засоби захисту, призначені для скидання води з напірних трубопроводів, друга - засоби захисту, що перешкоджають розвитку значних швидкостей руху води у зворотному напрямку. Воду з напірних трубопроводів скидають через насоси і безпосередньо. Скидання води через насоси - найбільш простий і дешевий засіб захисту, яке не потребує будь-яких додаткових витрат, однак при цьому виникає реверсивне обертання роторів насосних агрегатів, яке 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 (рис. 1).

Рисунок 1 - Схема пристрою обвідної лінії до зворотного клапану:

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 - гідророзподільник; 5 - масляний 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 стисканням повітря, для чого на трубопроводі встановлюють аераційні клапани (клапани для впуску й защемлення повітря - КВЗВ), які відкриваються при зниженні тиску в трубопроводі нижче атмосферного, забезпечуючи впуск повітря в трубопровід, і закриваються при підвищенні тиску більше атмосферного. Стиснення увійшов через клапан об'єму повітря призводить до зменшення швидкості потоку у зворотному напрямку і 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 стиснення повітря призводить до відчутного зниження тиску лише при відносно невеликих статичних напорах (15 ... 20 м) в місці установки аераційних клапанів. Тому при великих напорах використовують інші засоби захисту або сполучать впуск повітря з іншими засобами; впуск води в місця можливого утворення розривів потоку для усунення цих розривів (рис.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 і 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. В результаті гідравлічного удару вода починає рухатися в зворотному напрямку, клапани закриваються і розділяють трубопровід на кілька частин, в межах кожної з яких статичний напір відносно невеликий. Це засіб захисту може бути ефективно використано при значному геометричному підйомі води.

Малюнок 3 - Резервуар для впуску води, поєднаний з анкерної опорою:

1 - резервуар; 2 - зворотний клапан; 3 - напірний трубопровід

Гідравлічні удари в закритих зрошувальних системах можуть значно відрізнятися від гідравлічних ударів в трубопроводах, що подають воду у відкриті ємності. Вони виникають не тільки при аварійних відключеннях насосних агрегатів, але й внаслідок інших причин. Роботу насосних станцій закритих зрошувальних систем звичайно передбачають в автоматичному режимі, тому відключають і пускають насосні агрегати при зміні режиму поливу при відкритих засувках на напірних лініях насосів. При відключенні насосів напрямок руху води в його напірній лінії змінюється дуже швидко, і до цього часу зворотного клапана залишається ще відкритою. Закриття зворотного клапана приводить до значного, щоправда, нетривалому підвищенню тиску. Для визначення підвищення тиску при гідравлічних ударах і призначенні відповідних заходів захисту потрібні розрахунки, що враховують основні фактори, які суттєво впливають на процес гідравлічного удару і дозволяють отримувати результати з необхідним ступенем точності. Однак вони складні і трудомісткі, і виконати їх можна лише із застосуванням сучасних засобів обчислювальної техніки.

3. ЕКОЛОГІЯ ПРИ водовідливу

Виробнича діяльність людини вносить певні зміни, в процеси, що відбуваються в природній екологічній системі, і викликає тим самим порушення рівноваги між окремими її елементами.

Джерелами гідродинамічних порушень є технологічні процеси, пов'язані з будівництвом і експлуатацією промислових підприємств.

Більшість гідрологічних порушень пов'язане з попередньою підготовкою поверхні родовища і його експлуатації:

перенос русел водотоків, що протікають по поверхні над площею залягання корисних копалин;

-попереднє осушення поверхневих водойм шляхом перекачування води з них у зниження рельєфу поза гірничого відводу;

-осушеніе площі земельного відводу шляхом відкачування води з водоносного горизонту;

Гідрогеологічні порушення пов'язані з процесом видобутку і переробки корисних копалин;

-підвищення і пониження рівня підземних вод при підробці водонасосних горизонтів;

-істощеніе водоносних горизонтів над площею відпрацьовування родовища й за її межами шляхом надходження піднімальних вод у гірських виробках з наступною відкачкою у водойми і водотоки;

-заводненіе підземних горизонтів при закачуванні в них вод з поверхневих об'єктів.

Води добуваються при видобутку корисних копалин розділяються на шахтні, кар'єрні та дренажні. Дренажні води утворюються за рахунок попадання підземних і поверхневих в гірничі виробки, але на відміну від шахтних і кар'єрних вони не схильні до забруднення, тобто в більшості випадків відносяться до нормативно-чистим. Дренажні води утворюються в тих гірничих виробках, де не ведуться гірські роботи, тому вони не піддаються забрудненню зваженими частинками і нафтопродуктами. Найбільш ймовірно бактеріальне забруднення дренажних вод.

За величиною рН шахтні, кар'єрні та дренажні води діляться на нейтральні (рН = 6.5-8.5), кислі (рН <6.5) і лужні (рН> 8.5). За ступенем мінералізації вони поділяються на прісні з вмістом сухого залишку до 1 г \ л, слабосолоно-ватие - 1-3, солонуваті - 3-5, сільносоловатие - 5-10, солоні - 10-25, сільносоление - 25-50 і розсоли більше - 50 г \ л. Чим вище мінералізація шахтних, кар'єрних і дренажних водах коливається від 5 до 30 мг * екв \ л. Вміст завислих речовин в шахтних і кар'єрних водах коливається в межах від 10-30 до 500-600 мг \ л і вище, але зазвичай не перевищує 1000 мг \ л, концентрація нафтопродуктів від слідів до 0,2-0,8 мг \ л і вище.

Бактеріальна забрудненість може змінюватися в межах 0,001-4.

Комплексне використання мінеральних ресурсів, видобутих із надр, і охорона природного середовища представляються найважливішими завданнями у вирішенні загальної проблеми раціонального природокористування на сучасному етапі.

Вирішення цих завдань пов'язане з розробкою принципово нових і вдосконаленням старих технологій вилучення корисних компонентів з надр, комплексної переробки видобутої мінеральної сировини із застосуванням замкнутих і маловідходних схем.

ВИСНОВОК

У курсовому проекті відповідно до вихідних даних зроблений розрахунок насосної станції шахтного типу. Глибина шахти 250 метрів, максимальний годинний приплив 400 м3 / год. Також у курсовому проекті зроблений вибір типу насоса ЦНСК-500-160-800, марка двигуна ВАО630M4. Розраховані діаметри всмоктувального і нагнітального трубопроводів. Діаметр усмоктувального трубопроводу - 299 мм, нагнітального - 245 мм. Коефіцієнт корисної дії насосної установки 80%.

Висвітлено питання екології при відкритих гірничих роботах, техніки безпеки при експлуатації насосної станції в кар'єрі. У спеціальній частині розглянуте питання про захист водовідливного встаткування від гідравлічних ударів.

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

1. Алексєєв В.В. Стаціонарні машини - М: Недра, 1989, с 304.

2. Картавий Н.Г. Стаціонарні установки - М: Недра, 1981, с 263.

3. Хаджіко Р.Н., Бутаков С.А. Гірнича механіка. - М: Недра, 1982, с 409.

4. Песвіанідзе А.В. Розрахунок шахтних підйомних установок. - М: Недра, 1992, с 273.

5 Хаджіко Р.Н., Бутаков С.А. Збірник прикладів і завдань по гірській механіці. - М .: Надра, 1989, с 160.

6. Попов В.Н. Водовідливні установки. Довідковий посібник. - М .: Надра, 1990, с 302.

7. Єдині правила безпеки при розробці родовищ корисних копалин підземним способом. - Алмати, 1994, с 120.

8. Картавий Н.Г., Топорков А.А. Шахтні стаціонарні установки. Довідковий посібник. - М .: Надра, 1978, с 245.
Порівняльна характеристика понять "наукова революція" і "наукова еволюція" (на прикладі розвитку природознавства)
Білоруський державний університет Державний інститут управління і соціальних технологій Контрольна робота з дисципліни: "Концепції сучасного природознавства" Порівняльна характеристика понять "наукова революція" і "наукова еволюція" (на прикладі розвитку природознавства)

Рідкі комахи краю
"ГОУСПО Кунгурський коледж промислових технологій, управління і дизайну" Педагогічне відділення Контрольна робота Рідкі комахи краю Виконала: студентка групи Дз - 31 заочна форма навчання Хатибзянової Э. Ф. Викладач Рачунь Т. Ф. 2009 Зміст 1. Загальне поняття про комах 2. Особливості

Комп'ютерна освіта по-русски
У середовищі викладачів різного роду комп'ютерних курсів досі популярною темою є розповіді про який-небудь дамі середніх років, яка, прийшовши на курси "так як начальство вимагає", і в перший раз, всівшись перед екраном монітора, побачивши магічні піктограми "Windows", столбенеет

Технологія саморазвивающего навчання (Г.К. Сельовко)
Міністерство освіти і науки Республіки Казахстан Східно-Казахстанський гуманітарний коледж Технологія розвиваючого навчання (Г.К. Сельовко) Виконала: учень гр. 3-1 Тойгамбаєва Г.А. м. Усть-Каменогорск 2008 Сельовко Герман Костянтинович - кандидат педагогічних наук, науковий керівник авторської

Соціальна ситуація розвитку в неповній сім'ї
Реферат: Соціальна ситуація розвитку в неповній сім'ї Соціальний розвиток особистості в різні вікові періоди відбувається у взаємодії і під впливом соціальної середи і визначається як процес і результат социализации особистості. При цьому система відносин особистості з іншими суб'єктами соціальної

Роль оцінки і відмітки в навчанні
ГОУВПО «Карельська Державна Педагогічна Академія» Кафедра педагогіки Роль оцінки і відмітки в навчанні Петрозаводск 2009 Зміст Введення 1 Процес породження відмітки 2 Суть відмітки і оцінки 3 Відмітка в соціальному житті школяра 4 Відмітка в шкільному житті дитини 5 Відмітка в сімейному житті

Педагогічні погляди та освітня діяльність О.В. Духновича
ЗМІСТ ВСТУП РОЗДІЛ І. ПРОСВІТНИЦЬКА ДІЯЛЬНІСТЬ О.В. ДУХНОВИЧА 1.1 Життєвий шлях та літературна творчість О. Духновича 1.2 Характеристика мовного світогляду О. Духновича Розділ ІІ Педагогічні погляди О.В. Духновича 2.1 Педагогічні ідеї О. Духновича 2.2 Педагогічна спадщина

© 2014-2022  8ref.com - українські реферати