煤矿机电排水设备的经济运行分析_新闻_

煤矿经济论文煤经济管理论文关于煤矿流体机械的经济运行分析.doc

王帅

[摘要]从技术改造、使用维护、科学管理等多方面入手，分析制订节能提效措施，实现矿井排水设备的经济运行。

[关键词]煤矿节能提效经济运行

中图分类号：TD442 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）16-0248-01

煤矿排水设备是矿山大型设备之一。其效率的高低，将直接影响煤矿企业经济效益。矿井排水电耗占煤矿总电耗的15%～40% ，有的甚至高达 50 %，用电量在煤矿总电耗中占有很大的比例。因此，加强和改善煤矿企业排水设备的运行管理，研究节能有效途径和提高煤矿排水设备效率的措施，规范经济运行，降低电耗，对于煤矿企业经济效益的提高具有十分重要的意义。

煤矿排水设备的效率不仅与水泵效率有关，还与设备选型、水泵的安装、运转、维护、科学管理等方面有直接关系。本文结合煤矿生产实际，就如何提高煤矿排水设备效率提出其有效措施，以利提高企业的经济效益。

1 矿井排水设备运行现状

煤矿排水设备效率普遍偏低，原因如下：

（1） “老、旧、杂”水泵较多。目前部分煤矿仍有若干老型号低效水泵。其效率一般在 60 %～70 %基至更低。如果选用新型高效水泵将效率提高到80 %左右，则节约电能是相当可观的。

（2）吸、排水管路效率偏低。由于部分煤矿排水管直径偏小，与水泵不配套，再加上管路，积垢未清，阻力过大，从而降低了水泵排水量，增加了电耗。

（3）管理水平不高。根据调查生产现场对排水设备的管理上，往往只限于水泵的正常运转，对其性能测定，维护检修，提高效率等则重视不够。上述情况显然不适应煤矿节能和提高经济效益的要求，应引起足够重视，采取相应措施，尽快提高煤矿排水设备的运行效率。

2 矿井排水设备经济运行分析

2.1 排水设备效率与吨水百米电耗

矿井排水设备包括水泵、管路和电动机；其运行效率及经济性一般用吨水百米电耗来评价。所谓吨水百米电耗，即水泵将1t水提高100m所需的耗电量。若水泵工况点的流量为Qm，扬程为 Hm，效率为ηm；水泵与电动机间的传动效率为ηc；电动机效率为ηd；电网效率为ηw；实际扬程为Hsy；则排水设备的吨水百米电耗为：

Wt·100=1.05

=1.05 （1）

式中， ηg 为管路效率。显然某一工况下的管路效率为：

ηg= （2）

通常又将水泵的工况效率ηm、管路效率ηg、机械传动效率ηc 和电动机效率ηd 的乘积，称为排水设备效率，用ηp 来表示，即：

ηp=ηmηdηgηc （3）

由上述公式可知，排水设备效率越高，吨水百米电耗就越低，经济性就越好；否则，经济性就越差。一般来说，传动效率ηc、电动机效率ηd 和电网效率ηw 在水泵运行期间变化很小，可近似为常数。于是，吨水百米电耗和排水设备效率就主要受水泵工况效率ηm 和管路效率ηg 的影响。因此，要提高矿井排水设备的效率及其运行的经济性，就必须设法提高水泵的工况效率和管路效率。

2.2 管路效率与水泵工况效率

据以上分析可知，要提高排水设备效率，既要求水泵具有高效率的工况点，又要尽量减小管路阻力，即提高管路效率。在排水设备的设计选型中，往往注重选取高效水泵和较高效率的工况点，而对提高管路效率及其与工况点效率的合理配合方面却易忽略。对此问题，现举出一个实例加以说明。某煤矿排水高度为 Hsy = 335 m ，正常调水量Q = 40 m？/h。该矿井特点是涌水量小，而排水高度较大。

2.21水泵选择

通过计算比较确定选取 6GD67 × 5 型水泵。

2.22排水管径选择

根据计算选取3 种不同管径的排水管来进行比较，其结果见表 1。

2.2 3管路效率与排水设备效率计算

已知ηc = 0198 ， ηd = 0193 ， ηw = 0196 ，根据上述公式进行计算其结果见表 2。

由表1和表2可知，如果单比较工况点效率ηm 则排水管径为φ108 ×4 的最高，而排水管径最大的φ159×5反而最低仅为 0159。若看管路效率，则排水管径为φ159×5的是最高，而排水管径φ108×4的却是最低。由此可见，如果孤立地来比较工况效率ηm和管路效率ηg的大小，尚不能得到整个排水系统的最佳效率，则必须视ηm和ηg之乘积为最大值才是最佳设计方案。正如表1和表2中所示的排水管径为φ133×4.5，尽管其ηm和ηg值都不是最大，可两者的乘积却为最大值。

3 开展排水设备经济运行分析

3.1 提高水泵运行效率

（1）选用效率高的水泵，如D型水泵，效率可达80%。

（2）调节工况，尽量使工况点在工业利用区内向流量增大的方向移动，以提高排水设备效率。调节的方法有：闸门节流法、并联管路调节法、减少叶轮数目调节法、削减叶轮叶片长度调节法。对于已减少了级数或车削了叶轮的外径的水泵，原配电动机富裕量就会过大，在水泵使用中，由于多种原因，有些情况下会出现工况点常年需要的功率远远小于配套电动机功率，为了降低能耗，应当考虑是否需要更换配套的电动机，但水泵更换电动机后要保证电动机功率仍有一定的富裕。

（3）提高水泵的检修和装配质量。

3.2 降低排水管路阻力

（1）定期清理管路，管路经过长期使用后，矿水中杂质挂在内壁上形成污垢层，使管径减小，阻力系数增加，管路效率降低。

（2）采用多条管路并联排水：这种方法不仅可以调节工况，而且可较大幅度地减少管路阻力，使管路效率提高。因此，在保证电动机不过载和水泵不发生汽蚀的情况下，将备用管路投入运行，以达到节电的目的。

（3）如果是斜井，应采用立管排水。斜井的排水管路许多都是由斜巷铺设的，如果采用钻孔垂直敷设，则由于缩短了管路，会降低管路阻力，提高效率，从而节省电能。

3.3 降低吸水管路的阻力

（1）无底阀排水，就是取消吸水管末端的底阀，在水泵启动时，利用喷射泵或真空泵，把水泵和吸水管内的空气吸走，使水泵自动充水，然后启动水泵。

（2）正确安装吸水管

首先，确定合理的吸水高度Hx < Hs - v2/2g-hw式中：Hs-说明书上给定的允许吸上真空度，mV -吸水管内的水流速度，m/shw-克服吸水管的沿程阻力和局部阻力而损失的压头。

其次，尽量减少各种附件，以降低局部阻力损失。在吸水管靠近水泵入口处安装一段长度不小于3倍直径的直管，以使水流在水泵入口处速度均匀，如需要装异径管，则应用长度等于或大于大小头直径差的7倍且为偏心的直角异径管。

（3）避免存气，吸水管的任何部位都不能高于水泵的入口。

3.4 实行科学管理