Курсовая, насосная станция

14М-12х4.frw

Насосная камера.dwg

- нагнетательный трубопровод;
- всасывающий трубопровод;
- трубопровод для спуска воды
из нагнетательных трубопроводов;
- водозаборный колодец;
- погружной заливочный насос;

Курсовой руднич. водоотл Ивана Миосеева..docx

Исходные данные для расчета
Производительность рудника ;
Количество рабочих горизонтов – два;
Расстояние между горизонтами
Нормальный приток воды по горизонтам
Максимальный приток воды по горизонтам
Продолжительность максимального притока воды – 55 суток;
Плата за 1 кВт*ч потребленной энергии 14 руб.;
Годовая плата за 1 кВт максимальной нагрузки 750 руб.
Выбор и обоснование схем водоотлива
Рис. 1. Схемы рудничного водоотлива при наличии двух горизонтов.
При организации водоотлива по схемам 1 и 3 расход электроэнергии минимальный однако капитальные затраты на оборудование и сооружение комплекса камер и выработок водоотлива – наибольшие. Наименьшие капитальные затраты и наибольший расход электроэнергии будут при организации водолива по схеме 2.
Произведем расчет по всем 3 схемам.
1 Расчет 1- го варианта
Расчетная производительность насоса для водоотливной установки:
где: - нормальный часовой приток воды .
Ориентировочные напоры насосов:
где: - геодезическая высота м; – к.п.д. трубопровода ().
По найденным значениям выбираем насосы основные показатели которых приведены в таблице 26 [1].
Основные показатели предварительно выбранных насосов
Потребная мощность приводных электродвигателей насосов:
где: К – коэффициент запаса мощности = 11; – номинальная производительность принятого насоса ; - номинальный напор развиваемый насосом м; ρ – плотность шахтной воды (ρ = 1020 ); - номинальный к.п.д. насоса.
По прил. 4 [2] выбираем электродвигатели.
Основные показатели приводных электродвигателей насосов
Тип электродвигателей
Диаметр нагнетательных трубопроводов:
где: - расчетная подача насоса ; - скорость воды в нагнетательном трубопроводе ( ).
Принимаем по табл. 27 [1] трубы с наружным диаметром и толщиной -
Стоимость трубопровода. Стоимость погонного метра труб:
Общие затраты на трубопровод:
где: φ – коэффициент учитывающий затрату на футеровку (φ = 12 – 125); К – коэффициент учитывающий стоимость фланцев и трубопровода (К= 16 – 18); L – расчетная длина трубопровода ( м; - стоимость погонного метра трубы руб.; m – число трубопроводов в стволе.
Согласно ПБ в каждой насосной камере устанавливаем 3 насоса. Определим объем насосной камеры:
где: - длина насосной камеры м;
где: - длина платформы для перевозки оборудования() м; - ширина водотрубного ходка ( м; n – число насосных агрегатов.
– ширина насосной камеры м;
где: b – наибольшая ширина насосного агрегата м; – ширина платформы для перевозки оборудования (.
- высота насосной камеры принимаем 44 м.
Объем водосборников:
Стоимость насосных камер и водосборников. По табл. 1.12 [2] принимаем что 1 м3 насосной станции стоит а 1 м3 водосборника - . Тогда затраты по насосным камерам и водосборникам составят:
Выбор подъемного крана. Выбираем по весу наиболее тяжелого оборудования. В соответствии с табл. 1 и 2 для насосной станции 1 – го горизонта грузоподъемность крана – 15 т; для 2 – г о горизонта - 17 т.
Для автоматизации водоотливных установок принимаем аппаратуру типа УАВ.
Капитальные затраты по первому варианту
Стоимость един.тыс. руб.
Общие затраты тыс. руб.
Аппаратура автоматизации и пусковая
Кран грузоподъемностью:
Всего затрат на оборудование
Монтаж оборудования и транспортные расходы (30% от затрат на оборудование)
Всего капитальных затрат
Текущие расходы. По данным табл. 3 и прил. 2 [2] годовые амортизационные отчисления составят:
где: - общая стоимость насосов руб.; - норма амортизации насосов; - общая стоимость электродвигателей руб.; – норма амортизации электродвигателей; - общая стоимость пусковой аппаратуры и автоматизации руб.; - норма амортизации пусковой аппаратуры и автоматизации; - общие затраты на трубопровод руб.; - норма амортизации трубопровода; - общие затраты краны руб.; - норма амортизации кранов; - общие затраты на водосборник и насосные камеры руб.; - норма амортизации водосборников и насосных камер.
Годовой расход электроэнергии:
где: – номинальный к.п.д. электродвигателя; - к.п.д. электрической сети; t – продолжительность работы насоса в сутки ч; m – число дней в году.
Суммарный расход электроэнергии:
Годовые затраты по электроэнергии:
где: - плата за 1 кВт максимальной нагрузки рубгод; N – максимальная нагрузка кВт; Э – годовой расход электроэнергии на водоотлив; - плата за 1 потребленной энергии руб.
Расходы на текущий ремонт:
Суммарные годовые текущие затраты:
Приведенные затраты:
где: - нормативный коэффициент; - сумма капитальных затрат руб.
2 Расчет 2 - го варианта
Ориентировочные напоры насоса:
По найденным значениям выбираем насос основные показатели которого приведены в табл. 26 [1].
Принимаем 2 одновременно работающих насоса на горизонте это обеспечит нужную производительность
Потребная мощность приводных электродвигателей насоса:
Из [3] выбираем электродвигатель (табл. 5).
Принимаем по табл. 27 [1] трубу с наружным диаметром и толщиной -
Выбор подъемного крана. Выбираем по весу наиболее тяжелого оборудования. В соответствии с табл. 1 и 2 для насосной станции 2 – го горизонта - 15 т.
Общие затраты тыс.руб.
Текущие расходы. По данным табл. 6 и прил. 2 [2] годовые амортизационные отчисления составят:
3 Расчет 3 - го варианта
По найденным значениям из [3] выбираем в таблице насосы где приведены их основные показатели.
По прил. [3] выбираем электродвигатели (табл. 8).
Выбор подъемного крана. Выбираем по весу наиболее тяжелого оборудования. В соответствии с табл. 1 и 2 для насосной станции 1 – го горизонта грузоподъемность крана – 15 т; для 2 – г о горизонта - 10 т.
Стоимость един. тыс.руб.
Насосы: ЦНС 850-480 ЦНС 850-240
Текущие расходы. По данным табл. 9 и прил. 2 [2] годовые амортизационные отчисления составят:
4 Результаты расчетов по 3 вариантам
Затраты по сравниваемым вариантам руб.
Монтаж и транспортные расходы
Амортизационные отчисления
Стоимость электроэнергии
Расходы на текущий ремонт
Всего текущие затраты
Детальный расчет 2 – го варианта.
Рис. 5. Расчетная гидравлическая схема водоотливной установки.
l5 = 25 м (длина трубопровода на поверхности от устья ствола до места слива).
Оптимальный диаметр нагнетательного трубопровода насосной установки:
Выбираем трубы для 2 – го горизонта
Фактическая скорость движения воды в нагнетательном трубопроводе:
где: dH – внутренний диаметр нагнетательного трубопровода выбранного по ГОСТу м.
Проверка выбранной толщины стеки нагнетательного трубопровода:
Допустимое максимальное рабочее давление для равно 9 МПа. Следовательно выбранный трубопровод обеспечит надежную работу с учетом гидравлического удара.
Внутренний диаметр всасывающего трубопровода принимаем на 25 мм больше нагнетательного:
для 2 – го горизонта .
Фактическая скорость движения воды во всасывающем трубопроводе:
Коэффициент гидравлического трения – lzk всасывающего и нагнетательного трубопроводов:
Расчетные длины нагнетательного и всасывающего трубопроводов определяют согласно расчетной гидравлической схеме (рис. 5). Длина нагнетающих трубопроводов:
Длину всасывающего трубопровода на 1 и 2 горизонтах принимаем
Общие потери напора во внешней сети водоотливной установки:
где: – коэффициент местных сопротивлений значения представлены в табл. 1.3 [2].
Манометрический напор:
Постоянная внешней сети водоотливной установки:
Характеристики внешней сети водоотливной установки:
Характеристики внешней сети водоотливных установок
Рис. 1. Графический способ определения фактического режима работы насоса ЦНС 850-480
Графически находим параметры характеризующие фактический режим насоса установленного на:
-м горизонте – QФ2 =1035 м3ч НФ2 = 350 м Ф2 = 070 м NФ2 = 1170 кВт.
Окончательно принимаем электродвигатель насоса:
-го горизонта – ДАП 14-69-4( N = 2000 кВт n = 1500 обмин gном = 096 цЭ = 76995 руб.);
Время работы насосов в сутки при откачке нормального и максимального притоков:
Высота всасывания насосов:
Проверка устойчивости работы насосной установки:
Работа выбранных насосов будет устойчива.
Расчет осветляющего резервуара (для максимального притока).
Минимальная глубина:
Объем ходков насосной камеры. Насосную камеру проектируем с двумя ходками расположенными в противоположных ее концах. Длина водотрубного ходка равна 18м горизонтального – 8 м.
С учетом габаритов выбранного оборудования принимаем: высоту водотрубного ходка 15 м горизонтального – 2 м ширину ходков 2 м. Тогда объем ходков для насосной камеры:
Электродвигатель: ДАП 14-69-4
Ходки и осветляющие резервуары
Амортизационные отчисления:
Затраты на электроэнергию:
Годовой расход водоотливной установки:
Общий годовой расход электроэнергии:
Стоимость электроэнергии:
Затраты на текущий ремонт:
Суммарные годовые текущие расходы:
Годовой приток воды по руднику:
Основные технико-экономические показатели водоотливной установки
Расход электроэнергии на 1 м3 откачиваемой воды:
Расход электроэнергии на 1 т полезного ископаемого (по водоотливу):
Затраты на 1 м3 откачиваемой воды:
Эксплуатационные затраты по водоотливу на одну тонну полезного ископаемого:
Капитальные затраты по водоотливу на одну тонну полезного ископаемого:
В ходе курсового проектирования был произведен расчет водоотливной установки исходя из заданных условий. Для эффективности работы установки я выбрал один из трех представленных вариантов ее работы основываясь на технико-экономических расчетов. После чего сделал детальный расчет 2-го варианта и определил основные показатели водоотливной установки.
Баранников Н.М. Балабанов П.С. Стогней В.Г. Пособие к курсовому и дипломному проектированию по рудничным стационарным установкам. – К тип. «Красноярский рабочий» 1971. – 312.
Баранников Н.М. Стационарные установки рудников и шахт - К. изд. Красноярского университета 1985. – 194.
Рис. 2. Характеристика насосов ЦНС.