论大流量自平衡多级离心泵在矿用主排水系统改造的可行性

郭龙光

摘 要：大流量自平衡多级离心泵替代传统的MD系列矿用多级泵，改变结构、提高效率。延迟了维修时间，促使泵效率提高3-6%（节能效果提高4-7%）该泵已在龙煤双鸭山、鸡西矿业集团得到应用，效果良好，节能显著。

关键词：自平衡；离心泵；排水系统；改造

1 改造目的与意义

对于煤矿井下溶水量较大的煤矿而言，且井下水仓容积较深，任何一台多级离心式主排水泵的汽蚀余量及允许吸上高度是有科学依据和能力限制的。水仓过深不可能把底部积水及时排出，随着排水液面的降低变化，还会给主排水泵造成汽蚀现象，致使主排水泵的过流部件经常损坏，增加了不必要的维修费用。因此，设计一套切实可行的《主排水系统改造方案》尤为重要。

《主排水系统改造方案》充分考虑了煤矿井下水仓的实际状况，此《改造方案》不仅投资少，而且易改造，见效快。它的显著特点是：

（1）节能：降低电能消耗，为提高煤矿经济效益做贡献。

（2）增大水仓排水容量：在水仓底部增加一套主排水泵“前置供水节能装置”。使“前置供水节能装置”和主排水泵的流量、扬程明显提高。

（3）延长主排水泵使用寿命：由于主排水泵前增加了“前置供水节能装置”主排水泵不会产生汽蚀现象，泵不会轻易损坏，降低主排水泵故障率，减少泵维修费用，从而大大提高了井下排水效率。

2 改造措施

2.1 选用合适的主排水泵

推荐选用MD700-100型自平衡耐磨多级离心泵，该泵水力模型经过修正后其性能参数：

流量：Q=700m3/h

扬程：H=600 m

效率：n=80%

轴功率：Pa=1430Kw

2.2 在水仓液下安装主排水泵前置供水节能装置：

前置供水节能装置性能参数：

流量：Q=1000m3/h

扬程：H=10m

功率：N45Kw

2.3 安装与操作方法

2.3.1 自动控制运行

在矿井水仓液体下面安装一套“前置供水节能装置”用液位传感技术控制，当水仓液位上升到一定高度（设定高度）时，“前置供水节能装置”便自动启动，向主排水泵供水，当主排水泵的进口压力达到设定规定值时（也就是主排水泵内注满水后）主排水泵开始启动排水，可以连续作业。当水仓液位降低到低水位时，液位传感器控制主排水泵先停止运行，再控制“前置供水节能装置”停止运行。

2.3.2 人工操作控制运行

由井下水泵排水值班人员控制操作。每次排水前，先启动“前置供水节能装置”，由“前置供水节能装置”向主排水泵供水，待查看主排水泵的出口压力表稳定后（主排水泵内注满水）再启动主排水泵，进行排水作业。当要暂停排水作业时，先停止主排水泵，然后再停止“前置供水节能装置”，一定要按操作规程进行操作，这样可以加强泵的维护与保养，延长使用寿命，提高使用效率。

同时要求值班人员做好值班记录，详细记载“前置供水节能装置”和主排水泵的运行状况。

3 使用效果分析

从“前置供水节能装置”和主排水泵的特性曲线上进行分析：

3.1 主排水泵加装“前置供水节能装置”同时运行时，流量和扬程都在增加。这是《本改造方案》的关键。（参见图1）

从（图1）的特性曲线中可以看出：图中H1为主排水泵单独运行的特性曲线；H2为“前置供水节能装置” 单独运行的特性曲线；H3是主排水泵加装“前置供水节能装置”合成运行的特性曲线；R是装置特性曲线。可以看出，主排水泵加装“前置供水节能装置”合成运行时，在系统特性不变的情况下，流量和扬程都明显增加。

3.2 主排水泵加装“前置供水节能装置”合成运行时效率明显提高。当井下水仓液面高度H1达到7m时，一般的泵都接近汽蚀状态，或已经产生汽蚀现象。致使水泵性能下降，甚至泵不能正常工作，严重时将水泵过流部件损坏，不得不停机检修、更换损坏的水泵零件，造成维修费用增加，泵使用寿命降低等多种弊病。通过用户走访调查和用户反映的问题分析，多数主排水泵是由于泵內汽蚀现象造成泵过流部件损坏的主要原因。本《改造方案》就是解决主排水泵不产生汽蚀现象问题。由于安装“前置供水节能装置”后，使主排水泵的进口由负压变成正压，消除了汽蚀现象，保证井下排水不受影响。加装“前置供水节能装置”后比主排水泵单独使用时明显改善，不仅延长泵的使用寿命，还可以使泵效率提高7%。

3.3 延长主排水泵的使用寿命

由于在主排水泵前加装了“前置供水节能装置”，主排水泵基本不会产生汽蚀现象。泵不产生汽蚀现象，泵的运行状态稳定了，效率提高了，水泵的使用寿命延长了。

再加上正常的使用、维护与保养，一定会收到更加满意的效果。

3.4 增大了水仓排水容量

由于在主排水泵前加装了“前置供水节能装置”，水深H2得到了有效利用，从而加大了排水的容量。排水容量加大不仅提高排水效率，还可以降低排水费用，企业自身效益大幅度提高，还可以带来社会效益。

4 经济效益分析

4.1 节能效果显著

主排水泵配套电机为1600Kw/小时，按提高效率7%计算：

1600×0.07=112Kw

112Kw-45Kw=67Kw

如果水量大，需要每天24小时排水计算

67Kw×24小时=1608Kw，也就是每天24小时可以节省电量1608Kw。

4.2 节省主排水泵的维修资金

由于在主排水泵前加装了“前置供水节能装置”，使得主排水泵工作状态稳定了，无汽蚀现象发生。我东北泵业生产的MD700-100型矿用耐磨多级主排水泵耐磨材质保证；质量保证；售后服务保证。只要消除汽蚀现象，泵的过流部件不会轻易磨损损坏，保证泵的使用寿命延长，从而节约了泵的维修费用。

4.2.1 从煤矿自身效益考虑

一是显著节约电能；二是提高排水效率；三是延长泵的使用寿命；四是降低主排水泵的维修费用。

4.2.2 从社会效益考虑

仅黑龙江龙煤集团所属的四大矿务局基层煤矿就有几十家。煤矿《主排水系统改造方案》如获得成功，不仅煤矿获得巨大的经济效益，还会将《主排水系统改造方案》加以总结推广，对其他煤矿起到示范作用。由此而带来的社会效益是无法估量的，为黑龙江龙煤系统做出突出贡献！

从上述方案论述中可以看出：《主排水系统改造方案》是切实可行的，是有科学依据的，是可以实施改造、推广的好技改项目。

参考文献

[1]李顺明.自平衡型耐磨多级离心泵的推广与应用[J].矿山机械，2013，4.

[2]黄化柏.矿用主排泵的节电措施[J].华东电力，1989，10.

[3]徐霁宇.浅谈注排水泵在煤矿中的重要性[J].煤，2010，1.