闸板阀和逆止阀在煤矿水泵安装位置的分析.pdf

第 5期 2 0 0 7年 l 0 月 选 煤 技 术 COAL PREPARATI ON TECHNOLOGY NO ． 5 Oc t ． 2 o f 7 文 苹 编 号 1 0 0 13 5 7 1 2 0 0 70 50 0 4 70 2 闸板 阀和逆止 阀在煤矿水 泵安装位置 的分析 李 小箭 河北 能源 职业技 术 学院 ，河 北 唐 山 0 6 3 0 0 4 摘 要 分析 了闸板 阀与 逆止 阀安 装在 煤矿 水 泵上 不 同位置 所 产生 的不 同效 果 ，指 出应把 闸板 阀安 装在逆止阀的上部 ，以有利于降低 劳动强度 ，提高工作效率，减少人工成本。 关键 词 水 泵 ； 闸板 阀 ；逆 止 阀 ；安 装位 置 中图分 类号 T D 9 4 8 ． 6 文献标 识 码 B 逆 止阎亦 称 单 向阀 、止 回阀 ，其 作用 是防 止流 体在 管 道 中倒 流 ，在水 泵 系统 中多有使 用 。水 泵 的 出 口多 安 装 逆 止 阀 ，以 避 免 停 泵 时 管 路 中 的 水 倒 流 ；水泵的吸水管头上也装有逆止阀 ，以保证水泵 正常启动 。常见的逆止 阀有弹簧式 、升降式和旋启 式i 种 。 闸板 阀是 用来 控制 液体 流量 的一种 阀 门 。一 般 是靠手轮转动 ，通过丝杆带动来开启和关闭阀门 ， 收稿 日期 2 0 0 7 0 41 2 作者简 介李小箭 1 9 6 6一 ，女 ，河北省 唐山市人 ，硕 士 ，副 教 授，现就 职于河北能源职业技术学院 ，联 系电话 1 3 1 1 1 4 6 4 0 4 1 。 **- - 一 一一一”、 **”” 4 ． 2 ． 2 减 员增 效 原 压 滤 车 间两 台板 框 压 滤 机需 操 作 人 员 4人 ， 其 中 2人 卸饼 、 ， 1人 冲洗 滤 布 、1人加 药 。设 备 更 新 后 ，1人可 操作 两 台设 备 ，无 需 二 次 加 药 ，滤 布 原班 冲洗一 次 ，卸饼 自动 ，可 节 省操 作 人 员 3人 ， 按 照每 年 每 人 费用 3万 元 计 算 包 括 工 资 、养 老 保 险 、医疗 保 险 、失业 保 险 、住 房 公 积 金 ，一 年 可以减 少 费用 9万元 。则 吨 干煤 泥 节 约 人 工 费 9 7 ． 220 ． 6 3元 。 4 ． 3 材料 配件 费 1 滤 布 。6 0 9 压 滤 机 从 1月 末 投 入 使 用 ， 6 1 0 压 滤机 从 5月初 投 入使用 ，合 计使 用 时 间 9个 月 ，共投入滤布 6 0块 ，折 合单 台单套滤布使用周 期 为 5个 月 ，单 块 滤 布 价 值 每 块 滤 布 4 ． 5 5 m ， 7 0元／ m。 3 1 8 ． 5元 ，年 投入 滤 布 资金 5 01 2 ／ 5 3 1 8 ． 5 3 8 2 2 0元 。单 台 年处 理 干 煤 泥 3 0 02 0 2 ． 5 6 0 ． 87 ． 2万 t ，折合 干煤 泥 成 本 3 ． 8 2 2 7 ． 20 ． 5 3元／ t ；原用 板 框压 滤机 单 台滤 布 1 3 0片 ， 每片 价格 1 0 0元 ，每 3个 月 更 换 一 次 ，年 需 资 金 1 3 01 0 01 2 ／ 3 5 ． 2万 元 。 台 年 处 理 煤 泥 4 ． 8 万 t ，折合干煤泥成本 5 ． 24 ． 81 ． 0 8元／ t 。故滤 布吨 干煤 泥节 约成 本 1 ． 0 80 ． 5 3 0 ． 5 5元／ t 。 从而达到控制流量 的目的。 一 般煤矿井下排水泵 出水口上部都装有闸板阀 和逆 止 阀 。 通常，人们只关注闸板阀和逆止阀在水泵系统 中所 起 的 作 用 ，而 忽 视 了它 们 安 装 位 置 的 重 要 作 用 。就 闸板 阀来说 ，由于闸板 阀 的手 轮一般 还 是依 靠手 工搬 动 ，如果 安 装位 置恰 当 ，闸板 阀 的开 启与 关 闭就 比较 省劲 ，如不恰 当就 比较 费 劲 。因此 闸板 阀与逆止 阀的安装位置不是无关紧要 ，而确实是一 个关乎到减轻工人劳动强度 ，提高劳动效率的大问 题 。所 以 ，有 必要 深 入探讨 煤 矿水 泵 闸板 阀与逆 止 十 *十一十- 十”。 t- 十”十””十”十一十”十” 十叫叫 十 十”十、 2 滤板 。K M3 5 0 ／ 2 0 0 0滤板 采 用 德 国连 恩 舍 公司产品，每套滤板 4万元，可使用 5万次 ，每台 设备有 滤 板 2 5套 ，全 部更 换一 次需 资金 1 0 0万 元 。 5万 个循 环 可 以处理 煤 泥 5 0 0 0 06 3 0万 t ，折 合 干煤 泥 2 4万 t ，折 合 干煤 泥 成 本 为 1 0 0 2 44 ． 1 7 元／ t 。原用板框压滤机滤板每块价值 3 0 0 0元 ，大 约 3年更换一次，全部更换一次需资金 3 0 0 0l 3 0 3 9万元 。3年处理干煤泥 1 5万 t ，折合干煤泥成 本 3 91 52 ． 6元／ t 。 故 滤 板 吨 干 煤 泥 增 加 成 本 4 ． 1 72 ． 61 ． 5 7元／ t 。 4 ． 4 合 计 成本对 比 节 约药 剂 减 人 提 效 节 约 成 本 2 ． 3 30 ． 6 3 2 ． 9 6元／ t ， 滤 布 节 约 成 本 0 ． 5 5元／ t ，滤 板 增 支 4 ． 1 72 ． 61 ． 5 7元／ t ，合 计 节 约 成 本 2 ． 9 6 0 ． 5 5 一 1 ． 5 71 ． 9 4元／ t 。 5 结 论 通 过 以上试 验及 分析 计 算可 以看 出 ，大兴 矿选 煤厂煤泥压滤设备的更新换代不仅取得了良好的社 会效 益 ，而 且 为 企 业 创 造 了 更 好 的经 济效 益 。 目 前 ，该设 备 已在 铁 法 煤 业 集 团 有 限 责 任 公 司 其 他矿 选煤 厂推 广 使用 。 4 7 维普资讯 第 5期 选 煤 技 术 2 0 0 7年 1 O月 2 5日 阀的安装 位置 问题 。 1 逆止 阀和 闸板 阀的安装位 置分析 1 ． 1 逆止 阀在上 、闸板 阀在 下 一 般情况下，水泵启动前需先行向泵内注水 ， 待泵 注满水 后 ，在 出 口闸 板 阀关 闭 的情 况 下 启 动 ， 达到满转速后 ，再逐渐将 闸板 阀开启适 当的开度。 关闭闸板阀启动的原因是离心泵的轴功率曲线在零 流量 时有 一个 最低 值 ，此 时的启 动 电流最小 。因 闸 板 阀没有 开启 ，就 使水 泵 在零流 量下 运行 。水 泵所 产生 的扬 程为 即初 始 扬程 。此 时 闸板 阀 的 闸板 受力情 况 如图 1 a 所示 。 a 水泵在零流量下运行时 b 闸板阈在上 ， 逆止 阀在 F 时 1 ．逆止阀 ；2 ．闸板阀 ；3 ．闸板 圈 1 闸板 、阀闸板 受力情况 示意 图 设 闸板 上部 的压力 为 P ，下 部压 力为 P 。 。 P 。 、 P 压力值 的大小与闸阀的泄漏有很大关 系。于是就 产生 了如 下两 种情 况 1 假设 包 括 闸板 阀 和逆 止 阀 在 内的 整 个 排 水管 路均 没有 泄漏 ，作 用在 闸板 上 的压力 为 P 1 0 ， 如 果上 次停 泵 时先 关 闭 闸 板 阀 ，则 P P 。此 时 闸板所受 力 为 N P 一P SG 式 中 Js 为 闸板净 面积 ，m ； G为 闸板 净重 ； N为 闸 板所受力 ， Ⅳ。而开启 闸板所需的力W 仅仅 用 于克服 闸 板与 阀体 问 的摩 擦力 ，即 W f N P ，一P SG]一 ， 1 式中 ．厂为闸板与 阀体间的摩擦 系数。由于闸板 自 重 很小 ，故 开启 闸板 所需 的力 也很 小 。 2 一般 情况下 ，水 泵在 运行 一段 时间后 ，闸 板阀与逆止阀都会 出现泄漏，而且闸板阀的泄漏远 远大于逆止阀。在此条件下 ，水泵启动后作用在闸 板上的力为闸板上部空间水的压力 ，即P 1 0 n o 。 如果是 无 底 阀排水 时 ，此 压 力 将 小 于 一 个 大 气压 。 4 8 如果按一个大气压计算 ，则作用在闸板上的力为 P 1 0 n o 。这时 ，闸板所受 的总压力 Ⅳ即为 N P。一P 2 SG。 那么 ，开 启 闸板所 需 的力为 W2 P 。 一P SG ] 。 2 在 这种 情况 下 ， 将 远 大于 。 因此 ，开启 闸 板 时就 会 比较费 力 。 1 ． 2 闸板 阀在 上 、逆止 阀在 下 闸 板 阀在上 、逆止 阀在 下 时 ，闸板 阀的 闸板受 力情 况 如 图 1 b 所 示 。由 图 可知 ，闸 板 阀下 部 受力 为 P 1 0 n o ； 上部 受力 来 自闸板 上 方 管路 中 积水产 生 的净 压 ，即 P 21 0 H ，式 中 。 为排 水 管 内积 水 高度 ，一般 情 况 下 ， H 。1 0 m。此 时 闸板 阀 闸板 受 力可 由下式 计算 N P lP 2 SG 。 开启 闸板 所需 的力 为 W 3f N 1 O 一l 0 H SG] 。 3 比较 式 1 、 2 、 3 得 W 2 W 3 W l o 2 举例分析 某 矿排 水用 D 4 5 06 0 X 8型水 泵 的 初始扬 程 5 6 0 m， H 4 0 6 m。分 析 其 在 不 同 运 动 条 件 下 的 受力 情 况 ，得 W 一G ， W 2 1 O 一1 0 SG] f E 5 5 01 0 SG ] ． W 3 1 O 一1 O H SG ] 1 5 41 0 SG ] 。 由上面的计算结果可知 ，当闸阀遇有泄漏且 闸 板 阀安 装在 逆止 阀上 面 时 ，开 泵启 动 闸板 阀可 以省 力 8 0 ％左 右 。如 某 矿使 用 电动 闸板 阀 时 ，将 闸 板 阀安装 在逆 止 阀 的下 面 ， 闸板 阀 不 能 启 动 。后来 ， 变 换 了安装 位 置 ，把 闸 板 阀安 装 在 逆 止 阀的 上 面 ， 问题得到了解决。 3 结束语 在煤矿水泵系统 中，闸板阀和逆止阀的安装位 置 是一 个不 可 忽视 的 问题 ，合 理 的安装 方式 应该 是 将 闸板阀安装在逆止 阀的上部 。其优点表现在三个 方面 一是可以大大改善现场工人的劳动条件 ，降 低 劳动 强 度 ；二是 有 利 于 实 现 闸 板 阀控 制 的 自动 化 ；三是可以减少用人，降低人工成本 。 维普资讯