ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 22.11.2023
Просмотров: 164
Скачиваний: 7
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Очистку водосборников скважинных водоотливных установок производят, как правило, при помощи эрлифтов.
КОМПОНОВОЧНЫЕ СХЕМЫ И АРМАТУРА ТРУБОПРОВОДОВ ВОДООТЛИВНЫХ УСТАНОВОК
Главные водоотливные установки являются наиболее ответственными. Их компоновочные схемы должны исключать возможность появления аварийных ситуаций, при которых возникает опасность затопления горных выработок. Поэтому на водоотливных установках предусматривается значительный резерв насосных агрегатов, готовых к вводу в эксплуатацию при выходе из строя рабочих насосов, а также резервные трубопроводные ставы. Энергоснабжение главных водоотливных установок производится, как правило, по двум линиям электропередачи от двух независимых электроподстанций. Надежность работы и оперативность ввода резерва обеспечивается соответствующей компановкой оборудования насосных станций и необходимым набором трубопроводной арматуры.
Насосы 1 имеют индивидуальные всасывающие трубопроводы 2 и нагнетательные стояки З. Каждый стояк оборудован задвижкой 4 и обратным клапаном 5 и соединяется с кольцевой сетью 6 насосной станции. Задвижки 7 и 8 обеспечивают подключение насосных агрегатов к любому из двух трубных ставов – рабочему 9 и резервному 10. Кольцевая сеть соединена с трубными ставами компенсаторами 11, исключающими передачу на арматуру и насосные агрегаты нагрузок, обусловленных температурными изменениями длины трубопроводов. Всасывающие трубопроводы снабжены обратными клапанами 12 и приемными сетками 13, обычно изготовляемыми комплектно и называемыми храпками, и опущены в индивидуальные водозаборные колодцы 14, сообщенные с коллектором 15.
На рис.6.35.Типовая гидравлическая схема главной водоотливной установки, оборудованной тремя насосными агрегатами.
Вода из водосборника 16 поступает в коллектор через перепускные трубы 17, снабженные задвижками 18 и смонтированные в специальном перепускном колодце. Заливочный насос 19 имеет индивидуальный водозаборный колодец, в котором обычно устанавливают также реле уровня воды 20. Заливочная магистраль 21 подключается посредством вентилей 22 к всасывающим линиям рабочего и резервных насосов.
Если трасса трубопроводов, проложенных по поверхности карьера имеет сложный профиль с перегибами в вертикальной плоскости
, нижние точки перегибов обязательно снабжаются выпускными патрубками с заглушками или задвижками, а в верхних точках устанавливают вантузы, выпускающие из трубопроводов накапливающийся в них воздух. Установка вантузов 1 на всасывающих линиях перекачивающих насосов (рис.6.36) обязательна.
В этом случае они, наряду с выпуском в атмосферу воздуха, обеспечивают его впуск в перекачивающий насос при пусковых режимах последнего, что необходимо для избежания гидравлического удара при несоблюдении необходимой последовательности операций пуска насосных агрегатов.
Рис.6.36. Перекачивающие насосы.
Сила гидравлического удара может быть в значительной степени снижена за счет установки воздушных компенсационных колонн 2 на нагнетательных линиях насоса. Компенсационные колонны представляют собой герметичные металлические емкости вертикальной трубчатой конструкции, заполненные воздухом и сообщенные в нижней своей части с трубопроводом. При гидравлическом ударе воздух в колонне сжимается, поглощая значительную часть энергии удара. Такие колонны рекомендуется устанавливать как на перекачивающих, так и на головных насосных станциях. Для гидравлических схем перекачивающих насосных станций типичным является применение турных коллекторов 3 и 4 на всасывающих и нагнетательных линиях, что позволяет обеспечить включение насосов на любой из трубных станов при простой схеме разводки труб на станции. Каждый насосный агрегат перекачивающей станции имеет обводную магистраль 5, необходимую при его пуске.
Соединение труб может выполняться полностью на сварке или с использованием стандартных фасонных узлов (поворотов, тройников, переходов и пр.) и фланцево-болтовых соединений. Последнее, как правило, используется и для соединения труб с пускорегулирующей и предохранительной арматурой (рис.6.37).
Храпок (рис.6.37, а) имеет сборно-литую или сварную конструкцию. Нижняя часть 1 (приемная сетка) выполнена в виде цилиндра с отверстиями диаметром 3-5 мм или металлического каркаса, обтянутого сеткой. Клапан 2 смонтирован в верхней корпусной части 3 и под действием перепада давлений перемещается в направляющей втулке 4.
Вентиль (рис. 6.37, б) и задвижка (рис. 6.37, в), служащие для полного или частичного перекрытия (дросселирования) трубопровода, отличаются направлением потока в их проточной части. В задвижке перекрывающий элемент 1 перемещается перпендикулярно потоку, не меняя его направления. В вентиле этот элемент перемещается навстречу потоку, форма которого является белее сложной, в связи с чем вентили, имея лучшую герметизирующую способность, обладают и более высоким гидравлическим сопротивлением.
Обратный клапан (рис. 6.37, г) предназначен для мгновенного перекрытия трубопровода при отключении насосного агрегата. Перекрывающий элемент 1 укреплен на шарнире 2 и удерживается в положении А потоком жидкости. В положение Б он приводится автоматически под действием собственного веса, не допуская обратного движения жидкости. В корпусе 3 предусмотрена крышка 4 для ревизии и ремонта перекрывающего элемента.
Сальниковый компенсатор (рис. 6.37, д) представляет собой раструб 1, в который свободно вставлен наконечник трубопровода 2. В зазоре между раструбом и наконечником размещены сальниковые уплотнения 3, затяжка которых производится гранд-буксой 4. При изменении длины участка трубопровода из-за колебаний температуры наконечник свободно перемещается в раструбе. Раструб компенсатора жестко соединяют с опорой трубопроводного става, в то время как крепление труб к опорам между компенсаторами должно обеспечивать возможность их относительного смещения вдоль оси трубопровода.
Рис. 6.37. Аппаратура трубопроводов водоотливных установок.
Вантуз (рис. 6.37, е) состоит из корпуса I, присоединяемого к патрубку трубопроводного става, и крышки 2 с выпускным отверстием, перекрываемым поплавковым клапаном 3. По мере накопления воздуха под крышкой уровень воды в корпусе понижается и под действием веса грузовых пластин 4 поплавковый клапан спускается, открывая выход воздуху.
Насосные станции водоотливных установок открытого типа (рис. 6.38) размещают в специальных зданиях 1 у водосборников 2, представляющих открытые траншеи удлиненной пирамидальной формы. Минимальная длина водосборника в направлении потока, поступающего из дренажной канавы 3, должна обеспечивать осаждение твердых частиц до входа в перепускной колодец 4 и коллектор 5. Объем водосборника главной водоотливной установки определяется из расчета размещения четырехчасового нормального водопритока в каждом из двух его отсеков: рабочем А и резервном Б, вводимом в работу при чистке рабочего отсека.
Рис. 6.38.Схема водоотливной установки открытого типа.
Насосные станции водоотливных установок подземного типа располагаются в специальных насосных камерах 1 околоствольного двора 2 дренажных шахт. Помещение насосной камеры от околоствольного двора отделяют герметические двери 3, предотвращающие проникание в нее воды при аварийном затоплении околоствольных выработок. Водосборник 4, перепускной колодец 5 и коллектор 6 представляют собой сеть подземных горных выработок, расположенных ниже уровня пола насосной камеры. Задвижками, расположенными в перепускном колодце 5, регулируется подача воды в коллектор 6 и к водозаборным колодцам 7. Нагнетательный трубный став прокладывается по трубному ходку 8, соединяющему насосную камеру со стволом 9 шахты. Наклонный ходок выводится в ствол на высоте не менее 7 м от уровня пола насосной камеры, а последний
Иногда на конец воронки по внешнему периметру устанавливают экран из листовой стали квадрат со стороной, равной двум диаметрам всасывающей воронки), чтобы избежать образования воронки вокруг трубы. Скорость движения жидкости 1,2 - 1,7 м/с. Его диаметр выбирают по условному проходу всасывающего патрубка насоса с увеличением на 10 - 15%.
Нагнетательный трубопровод оборудуют трубами диаметром от 75 до 600 мм при откачке воды под давлением 1 - 16 мПа. Нагнетательные трубопроводы (ставы) испытывают внутреннее давление (основное силовое воздействие) и продольные (растягивающие, сжимающие и изгибающие) напряжения. Для всасывающего и нагнетательных трубопроводов применяют стальные бесшовные общего назначения трубы из стали марок Ст.2сп, Ст.3сп, Ст.4сп, Ст.20к, обладающие хорошей свариваемостью.
Соединение труб сварное или фланцевое. Для присоединения насосов и арматуры в большинстве случаев используют фланцевые соединения с использованием для уплотнений прокладочных материалов. При давлении до 6,4 мПа применяют паронит, резину, асбестометаллические прокладки толщиной 2 – 3 мм и при давлении свыше 10 МПа - металлические гофрированные прокладки с мягкой набивкой толщиной 3-4 мм .
При откачке вод с 5 трубы футеруют деревом или бетоном, либо применяют пластмассовые трубопроводы. Они имеют ряд преимуществ: коррозийная и эрозионная стойкость, снижение гидравлического сопротивления на 30% по сравнению с металлическими, сохранение пропускной способности, так как не происходят механические отложения на внутренних стенках трубопровода, отсутствие в необходимости в защите трубопроводов от блуждающих токов, они легче в 5-8 раз стальных, легко режутся и соединяются путем сварки, склеивания или на фланцах, повышается производительность труда, значительный экономический эффект за счет монтажа, уменьшения расхода металлических труб, экономия условного топлива.
ТРУБОПРОВОДЫ И АРМАТУРА ВОДООТЛИВНЫХ УСТАНОВОК
Трубопровод водоотливной установки состоит из нескольких трубопроводов: от приемного клапана до насоса; от насоса до трубного коллектора; самого коллектора; по наклонному ходку; по стволу шахты (став) и на поверхности.
Всасывающий трубопровод - один из ответственных элементов насосной станции. Он должен быть герметичным, минимально коротким, с минимальным количеством арматуры и не должен иметь участков для образования воздушных мешков. Герметичность всасывающего трубопровода достигается путем тщательного соединения труб и арматуры, устанавливаемой из стальных труб. Сварка обеспечивает более надежное соединение с точки зрения герметичности, но создает трудности при ремонте трубопровода. Всасывающий трубопровод должен иметь постепенный подъем к насосу (0,005), чтобы воздух, попавший во всасывающий трубопровод мог свободно двигаться с водой к насосу. На всасывающих трубопровода могут быть установлены всасывающие или приемные клапаны, всасывающие воронки, сетки, задвижки, колена, тройники и переходы.
В насосных установках с положительной высотой всасывания на кед ие всасывающего трубопровода устанавливают обратный клапан, который плотно закрывает всасывающую трубу и позволяет залить всасывающий трубопровод перед пуском насоса в работу. Сетка клапана предназначена для предохранения насоса от попадания в него различных крупных взвесей и плавающих предметов. Сетку приемного клапана, представляющую собой полый цилиндр с круглыми или прямоугольными прорезями в боковой поверхности или дне, иногда называют решеткой. Общая площадь отверстий в 4-6 раз больше площади сечения всасывающей трубы. Во избежание попадания воздуха во всасывающий трубопровод входное отверстие всасывающей трубы должно быть заглублено не менее чем на 0,5 м по наиболее низкий уровень веды в колодце или зумпфе.
Напорный трубопровод предназначен для транспортировки воды от насоса на поверхность или в емкость. В напорных трубопроводах соединения звеньев труб, фасонных частей и арматуры должны обеспечивать необходимую герметичность. При откачке воды из карьеров в зимний период трубопровод необходимо защитить от промерзания.
В насосной станции напорные трубы диаметром более 150 мм рекомендуется укладывать в специальные каналы, до 150 мм - под агрегатами по обе стенки камеры. Для переключения трубопроводов (при необходимости подавать насосом воду на заданный трубопровод) устанавливают в насосной камере или в узле управления переключающий трубопровод -коллектор. Скорость воды в коллекторе при пропуске максимального расхода одного насоса обычно равна-1,5 м/с, а в нагнетательном трубопроводе 2 - 2,5 м/с.
На напорном трубопроводе устанавливают задвижку, обратный клапан и перепускное устройство. Первой от насоса монтируется задвижка, а выше нее - обратный клапан. Назначение обратного клапана - автоматически закрывать доступ воды в насос при внезапной остановке двигателя и предохранения насоса от гидравлических ударов.
Трубопровод собирается из звеньев труб длиной 4 - 7 м, Для ускорения сборки и разборки трубопровода (проходческий водоотлив) некоторый звенья труб соединяют с помощью подвижных фланцев„ К одному концу каждой трубы приваривается литой стальной фланец, плоскость которого строго перпендикулярна оси трубы, на другой конец свободно насаживается второй фланец, имеющий внутреннюю расточку больше наружного диаметра трубы. На конец трубы приваривают кольцо для удержания фланца от соскакивания с трубы.
16.6. Эксплуатация насосного оборудования