2be1系列水环真空泵在煤矿瓦斯抽放中的应用和选型[1]

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1、2BE1系列水环真空泵在煤矿瓦斯抽放中的应用和选型[1]2007年6月　　　　　　　　　　矿业安全与环保　　　　　　　　　第34卷增刊技术经验2BE1系列水环真空泵在煤矿瓦斯抽放中的应用和选型阮绍刚,陈云碧(煤炭科学研究总院重庆分院,重庆400037)1　2BE1系列水环真空泵的结构特征和工作摘　要:2BE1系列水环真空泵越来越广泛地应用于煤矿抽排瓦斯气体,其选型的正确性对煤矿瓦斯抽放安全至关重要。介绍了2BE1系列水环真空泵的工作原理,以及在煤矿瓦斯气体抽放中的应用和选型。关键词:水环真空泵;工作原理;瓦斯抽放;选型中图分类号:TD7

2、12+.63　　　　文献标识码:C　　　　文章编号:1008-4495(2007)S1-0030-03分离器、供水管路、进气三通、轴封组件等组成。原理1.2　工作原理1.1　结构特征泵缸体与其两侧的前配气盘、后配气盘组成一2BE1系列水环真空泵结构如图1所示,它主个腔体。叶轮安放在腔体内,其轴与泵缸体轴平行要由端盖、轴封组件、配气盘、泵缸体、转动体、气水并有一定的偏心距。前后配气盘上开有吸排气孔。1—前轴承部件;2—端盖;3—前配气盘;4—转动体;5—泵体;6—后配气盘;7—轴封组件;8—后轴承部件;9—供水管路。图1　2BE1系列水环

3、式真空泵结构图　　收稿日期:2007-03-26·30·.1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net2007年6月　　　　　　　　　　矿业安全与环保　　　　　　　　　第34卷增刊1—排气腔;2—水环;3—泵缸体;4—吸气腔;5—叶轮。图2　水环式真空泵工作原理示意图水环在工作过程中有3个作用:传递能量;密封工作腔室;吸收气体压缩热。2　瓦斯抽放系统计算及设备选型2.1　抽放管路系统的选择及计算2.

4、1.1　抽放管路系统的确定在选择瓦斯抽放管路系统时,主要根据抽放泵站位置、开拓巷道布置、管路安装条件等进行确定。抽放管路应尽量选择敷设在巷道曲线段少和距离短的线路中,尽可能避开运输繁忙巷道,同时还要考虑供电、供水、运输方便。2.1.2　抽放管路系统计算1)瓦斯管径计算。根据瓦斯抽放管服务的范围和抽放量的大小,其管径按下式计算:D=0.1457(Q混PV)1P2　　启动泵前先向泵体内注入一定量的工作水,水量由自动排水阀控制。由于叶轮下部的叶片浸在水中,当叶轮旋转时,叶片便带动水运动,水受离心力的作用形成一紧贴壳壁的旋转水环,水环的轴线与泵

5、缸体轴线基本同轴,因而水环内表面与叶轮轮毂表面及两侧盖端面之间形成1个月牙形的工作空间,该空间被叶片分隔成若干个腔室,腔室容积随叶轮回转不断地改变。叶轮顺时针转动,在前半转(图2右半部分),工作小腔容积由小变大,形成真空。于是,外界的气体通过进气三通进入前、后端盖的吸气腔,再通过配气盘的吸气孔进入工作腔室。在后半转(图2左半部分),工作小腔容积由大变小,气体被压缩,压力升高,经配气盘的排气口排出,部分水环也随之被带走。所以运行过程中,必须连续向泵内供水,以保持泵内液环稳定地工作。式中　D———瓦斯管内径,m;V———管道中混合瓦斯的经济

6、流速,一般取V=5～15mPs;Q混———管内混合瓦斯流量,m3Pmin。2)抽放管材的选择和管径的确定。抽放管材可选择无缝钢管和阻燃抗静电聚乙烯塑料管,按照以上计算结果选择合适的抽放管道。3)管路阻力损失计算。管路阻力损失包括直管阻力损失和局部阻力损失,对于边界小、管路不是很长的矿井,其直管阻力损失可按下式计算:H=9.81LQ2Δ5式中　H———L———Q———瓦斯流量,m3Ph;D———管道内径,cm;K0———系数,查表;Δ———混合瓦斯对空气的相对密度,查表。抽放管路阻力损失计算应选择抽放系统服务年限内最困难时期的阻力损失进行

7、计算;管路局部阻力损失按直管阻力损失的15%计算。总阻力损失为二者之和。2.2　瓦斯抽放泵选型2.2.1　瓦斯泵抽放流量计算瓦斯泵流量应能满足抽放系统服务年限内最大抽放量的需要。瓦斯泵流量按下式计算:Q泵=QCηK式中　Q泵———瓦斯抽放泵的额定流量,m3Pmin;Q———最大抽放瓦斯纯量,m3Pmin;C———瓦斯抽放泵入口处的瓦斯浓度;η———瓦斯抽放泵的机械效率;K———瓦斯抽放综合系数。2.2.2　瓦斯泵压力计算瓦斯抽放泵压力,必须能克服抽放管网系统总阻力损失和保证钻孔有足够的负压,以及能满足泵出口正压的需求。瓦斯抽放泵压力按下

8、式计算:H泵=(H总+H孔+H正)K式中　H泵———瓦斯抽放泵的压力,Pa;H总———抽放管路总阻力损失,Pa;H孔———抽放钻孔所需负压,Pa;H正———瓦斯抽放泵排气出口处正压,Pa;K———抽放备用系