自吸式大流量多級離心泵在煤礦主排水系統中應用與推廣

郭龍光

摘 要：自吸式礦用大流量（450m3/h以上）主排水多級離心泵，是一種新型節能換代產品。用自吸式礦用多級泵可以逐步取代過去的傳統泵，自吸式多級泵的出現改變了傳統用泵的方式。其特點是啟動時不用真空泵、潛水泵、前置泵，不用底閥，不用灌水，啟動電流低，節省購置和運行成本，保證運行安全。該產品填補了國內外礦用主排水泵的空白，達到國際先進水平，目前產品已得到優良的應用效果，并繼續向更廣泛的市場推廣普及。

關鍵詞：離心泵；排水系統；應用

中圖分類號：TP31 文獻標識碼：A

1 概述

目前國內大流量煤礦主排水系統中通常采用多級臥式離心泵，由于礦用多級泵安裝在礦井巷道內，建有水倉，配有潛水泵、前置泵、供水管路、排水管路及閥門、儀表等；投資及運行成本較高。自吸式礦用多級離心泵以其特有的優點：即自吸高度可達6米，自吸時間短（10-30s），使用性能可靠、節省空間與占地面積、降低工程造價、減少運行費用、便干管理維護等優點， 自吸式礦用多級離心泵將成為今后煤礦主排水泵更新換代產品。

龍煤集團雙鴨山主要礦井在礦用主排水系統技術改造中，應用新型自吸式多級離心泵（MDZ450、 MDZ480）共計30余臺，其泵參數：流量：450-480m3/h、揚程500-720m、配套功率分別為630、710、1000、1250、1600KW；水泵安裝在巷道地面，水倉（吸水池）為地下式，依靠泵的自吸裝置將吸入管的空氣排出進行灌泵，改變了以往采用普通離心泵的傳統設計和布置，具有投資少、能耗低、檢修方便等優點。

2 自吸式大流量多級離心泵結構與工作原理

自吸式多級離心泵如圖1所示，泵頭部分在普通離心泵的基礎上，增加了一個獨特的強自吸裝置，使泵入口在啟動時處于真空狀態自動進行灌泵。強自吸裝置與主泵在結構上為一體，強自吸裝置與主泵軸承體相聯接，強自吸裝置配有單獨工作的電機（2.2KW以下）， 強自吸裝置入氣管與主泵進口間接連接；且強自吸裝置與泵單獨運行工作，互不干擾。

儲水倉水池水位低于地面。當水位達到需排水位置時，首先泵配置的強自吸裝置啟動工作，依靠強自吸裝置在泵入口建立真空區，將水吸入泵內腔，將泵腔內的空氣迅速排出，與此同時，水倉內水通過大氣壓力迅速進入泵腔，使離心泵達到運行條件，這時主泵配套電機運行工作，出口閥門打開，同時強自吸裝置停止工作；主排泵正常工作，將水送到地面。當水倉內水位下降到低水位時，泵自動停止工作。

3 強自吸裝置排氣時間

T-強自吸裝置排氣時間（泵腔內注水時間）.單位：s；

V1-吸入管路吸氣容積，V2泵腔容積 單位：m3；

f -系數：吸入管路一般為0.98；泵腔容積為0.6

Qs-排氣流量，單位：m3/s

T=（V1·f1+V2·f2）/ Qs

Qs=v.s

v.-強自吸裝置內腔行程容積（m3）

s.-配套電機轉速（r/min）

現以MDZ480×8型自吸式多級離心泵為例；計算強自吸裝置吸氣時間；

Qs-排氣流量=0.6×0.04×（3.14×

0.352/4）×1450/60=0.0558 m3/s

V1=0.98×6×（3.14×0.252）/4

=0.432m3

V2=0.6×1.45×（3.14×0.722）/4

=0.35 m3

T=（V1·f1+V2·f2）/ Qs

=（0，432+0.35）/0.0558=14.01s

灌水時強自吸裝置的排氣時間是一個過程，用以排出泵吸入水管及主泵腔中集結的空氣和在離心泵起動前將泵內部充滿輸送介質。

4 自吸泵式多級離心泵特征：

在普通多級離心泵上加裝一套強自吸裝置使之與泵結合為一體。強自吸裝置的動力源取之于單獨配置的電機，當將吸入管及泵內空氣排凈后，泵即可開啟電機正常工作。

強自吸裝置本身即可完成吸、排氣工作，所以不用加裝低閥，因其結構簡單，安裝使用維修方便、效率高、自吸高度大，自吸時間短，且始終不用灌水。

5 自吸泵式多級離心泵與傳統礦用多級泵比較優勢：

5.1 啟動時利用配置的強自吸裝置排氣引水，不需配置真空泵，射流泵、潛水泵、前置泵等設備及其相應的管路，同時也不用配置底閥。

5.2 每次最大自吸高度6米；吸氣管泵時間僅為10-30s；

5.3 突破了主泵“允許吸上高度”的限制，主泵在運行時，即使出現“失水”現象，強自吸裝置將迅速自動啟動吸氣，隨時達到斷水自復的效果。

5.4 獨特的強自吸裝置，即與主泵為一體，相互關聯，且各自單獨運行。充分滿足了多級離心泵配有平衡裝置，啟動泵前泵腔必須充滿介質的需要。使自吸式多級離心泵整機運行安全，使用壽命延長。

5.5 自吸式多級離心泵比較傳統的礦用多級泵安裝方式，節省了真空泵、射流泵、前置泵、潛水泵等輔助設備與管路，即節約了大量設備購置資金，降低工程造價，減少運行成本；又節省了礦井巷道空間和占地面積。并且整套設備簡化，便于維修、維護管理。

結語

采用新型自吸式多級離心泵解決了以往吸上揚程低，底閥泄漏不上量等問題，由于改變了安裝方式，不僅節能、投資少、而且具有技術可靠，占地面積小。維修方便等特點，可取代目前大多數煤礦主排水泵配置前置泵的形式，并具有極為廣泛的應用于與推廣前景。

參考文獻

[1]張萬忠.大功率潛水泵在煤礦的安裝應用[J].煤礦安全，2011（08）.