淺談?dòng)绊懨旱V排水泵運(yùn)行性能的因素及改進(jìn)措施

■李油生 ■福建煤電股份有限公司，福建 龍巖 364000

煤礦產(chǎn)生的地下水主要源于多方面，在我國有近五分之一的煤炭儲(chǔ)量受水害的威脅。通常礦井的排水量能達(dá)到采煤量的2 至7 倍，甚至有的礦井可達(dá)數(shù)十倍，這就需要有可靠的井下排水設(shè)備將水安全可靠排到地面，以便給井下開采創(chuàng)造適宜的環(huán)境。影響煤礦排水泵運(yùn)行性能的相關(guān)因素主要有設(shè)備選型、維修周期與質(zhì)量以及吸入口的控制等相關(guān)方面。因此，在影響排水泵運(yùn)行性能的因素方面有很多值得注意和研究的地方。

1 煤礦如何選用型號合適的排水泵

一般而言，煤礦使用的排水泵無故障運(yùn)行的時(shí)間一般不超過1000小時(shí)，由于礦井的特殊需要，選用煤礦排水泵時(shí)要充分考慮使用環(huán)境、排水效率和可靠性。

1.1 排水泵的選型

選用排水泵以最大流量為依據(jù)，流量大的泵價(jià)格高，但可以安排在電價(jià)低廉的時(shí)段作業(yè)?？扇≌Ａ髁康?.1 倍，在揚(yáng)程方面適宜選用揚(yáng)程為系統(tǒng)揚(yáng)程的1.05 至1.1 倍的排水泵，同一個(gè)排水泵根據(jù)礦井水深要配備不同揚(yáng)程的葉輪。大型礦井中央泵房排水可選用高壓D 型多級泵為主排水泵，區(qū)段排水或截流排水則可選用價(jià)格便宜，配件通用且維修方便的IS 系列排水泵，注意要充分考慮礦井最大涌水量和突發(fā)水的因素而要確保排水能力要有充足的余量，而采區(qū)或工作面則可選用保護(hù)裝置齊全的潛水電泵進(jìn)行排水，從而組成完整的礦井排水系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，才能確保排水泵的安全運(yùn)行和礦井排水可靠。

1.2 選用耐磨泵

當(dāng)煤水中各種顆粒較多，煤礦采區(qū)排水用泵必須充分考慮抗磨蝕，MD 型泵抗磨損能力相對更強(qiáng)。耐磨鑄鐵制的泵效率較老款的泵高10%至20%，使用壽命也更長。且由于煤礦井下瓦斯、水中巖塵和煤塵含量高，選用隔爆型電機(jī)驅(qū)動(dòng)的排水泵比較適宜。

1.3 選用耐腐蝕泵

煤礦開采過程產(chǎn)生的礦坑水當(dāng)pH 值小于4 時(shí)，因礦坑水會(huì)腐蝕排水泵葉輪等，降低其使用壽命，會(huì)導(dǎo)致普通排水泵連續(xù)工作時(shí)間短且維修頻率高，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。因此，在礦坑水腐蝕性明顯時(shí)應(yīng)選用耐酸泵提高排水泵使用壽命。

2 維護(hù)檢修安排

煤礦礦井排水泵的內(nèi)部構(gòu)件應(yīng)經(jīng)常養(yǎng)護(hù)和維修，各種易損件包括各葉片、葉輪以及導(dǎo)葉和平衡盤等，在其損壞或磨損后及時(shí)進(jìn)行維修和更換，特別注意要保證維修質(zhì)量。排水泵在每年雨季前要安排大修，且雨季來臨前很有必要對排水泵進(jìn)行性能測試，確保排水泵性能可靠。雨季結(jié)束后適宜安排中修，同時(shí)要綜合考慮效率和電耗的因素，靈活安排排水泵的維修和養(yǎng)護(hù)。排水泵檢修時(shí)，應(yīng)合理控制好間隙，間隙過大會(huì)降低效率;間隙太小會(huì)縮短使用壽命，應(yīng)用較多的主力泵型在這方面都有可借鑒的成功經(jīng)驗(yàn)。

3 改進(jìn)措施

3.1 降低水泵內(nèi)部損失，使水泵使用效率提高

水泵在原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)榱黧w機(jī)械能時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生不同能量損失的現(xiàn)象，這些損失可以分為三類:(1)容積損失;(2)機(jī)械損失;(3)流動(dòng)損失。因?yàn)樗脙?nèi)部流體運(yùn)動(dòng)具有復(fù)雜性，這些損失到現(xiàn)在還不能進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算，都是采取試驗(yàn)的方式進(jìn)行測定，之后再通過經(jīng)驗(yàn)與相關(guān)理論進(jìn)行計(jì)算，要想促使水泵自身的效率有所提高，就必須要將這些損失降低。首先。水泵的機(jī)械效率受到泵機(jī)葉輪的形狀的直接影響，所以，在選取水泵的過程中，必須要選擇或者設(shè)計(jì)一些轉(zhuǎn)速相對較高，并且葉輪的直接較小的水泵;將葉輪蓋板的外表面與泵殼內(nèi)表面的粗糙度有效降低，能夠促使水泵效率的提高。其次，將動(dòng)、靜間隙所產(chǎn)生泄露流動(dòng)的過流面有效減小，還可以盡可能將泄露流道的流動(dòng)阻力不斷增加，有利于將水泵的容積損失降低，從而促使容積效率的不斷提高。最后，在設(shè)計(jì)或改進(jìn)水泵的過程中，要將葉輪出口和導(dǎo)水圈裝配的較吻合，將水圈向返水圈翻轉(zhuǎn)時(shí)流道內(nèi)的毛刺等進(jìn)行清除;對于過流部件每個(gè)部位的流速值進(jìn)行有效的確定;在流道中盡可能防止或降低脫流現(xiàn)象的出現(xiàn)等。

3.2 選擇合理的水泵設(shè)計(jì)參數(shù)

為了降低與避免由于水泵的額定參數(shù)不小于具體運(yùn)行參數(shù)，所導(dǎo)致運(yùn)行效率與可靠性的降低，必須要通過不同狀況分別采取更換高效葉輪與切割葉片的方式對水泵進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)?，F(xiàn)階段，我國采用的水泵模型較多，但是效率指標(biāo)卻都不夠高，那么久可以采用高效水泵與之替換，也可以設(shè)計(jì)出效率高的葉輪與原值葉輪進(jìn)行替換，不僅可以促使水泵效率的提高，還實(shí)現(xiàn)了節(jié)能的目標(biāo)。

3.3 加強(qiáng)對污水沉淀的重視

最大程度的將水中的木屑攔擋在水泵外部，采取有效的污水沉淀措施，將煤礦中礦井水中含量的煤泥等有效的減小，避免或降低堵塞現(xiàn)象的發(fā)生。

3.4 避免外界空氣進(jìn)入到水泵中

在具體操作過程中，必須有效避免外界空氣進(jìn)入到進(jìn)水管與水泵的進(jìn)水段中。與此同時(shí)，還需要保證下限水位必須在過濾器法蘭端面的30—40cm 以上，不然空氣就會(huì)穿過水層進(jìn)入到水管中。

4 吸入口的控制

吸入口是排水流程的起始環(huán)節(jié)，對于能否有效排水具有至關(guān)重要的作用。在吸入口的裝置中應(yīng)充分考慮合理使用控制技術(shù)，控制好進(jìn)水的雜質(zhì)含量，控制好可能對排水泵造成腐蝕的其他不良因素，盡量把潛在的危害消除在吸入口。在吸入礦坑水時(shí)，會(huì)有小塊的物體夾雜在水中，并卡在第一、二級葉輪的流道內(nèi)。水泵的故障產(chǎn)生的部位大約有一半會(huì)來自吸水端，在吸入口采用必要的防堵塞、防汽蝕等裝置可以有效降低故障發(fā)生率，延長排水泵壽命。可以使無底閥排水的水泵工作的效率提高1 至2 個(gè)百分點(diǎn)，同時(shí)，可免去底閥漏水、堵塞等麻煩。通過真空泵或噴射吸水器可以有效提高吸水高度并實(shí)現(xiàn)節(jié)電的效果。若取消水泵的底閥，需在進(jìn)水口加裝一個(gè)有孔的鐵板濾網(wǎng)，鐵板濾網(wǎng)上可以鉆f6～16 的孔，這些孔的總面積原則上不應(yīng)小于進(jìn)水管截面積的4至6 倍;鐵板濾網(wǎng)底面距離吸水小井底部應(yīng)大于等于50 厘米。

5 存在的問題和建議

煤礦在選用排水泵時(shí)，應(yīng)充分考慮到使用的具體環(huán)境，同時(shí)要考慮維修、養(yǎng)護(hù)等方面的問題，并安排專人進(jìn)行監(jiān)護(hù)。目前，煤礦排水泵在使用中受到的影響因素較多，致使排水泵的使用效果和壽命都不是很理想。只有不斷加強(qiáng)排水泵的維護(hù)保養(yǎng)和操作工的操作技能，不斷的加強(qiáng)水泵的改進(jìn)措施，才能不斷提升煤礦排水泵的性能和壽命。

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