铁矿采场排水系统节能研究范文

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在铁矿采矿工业中，对采场底部进行抽水疏干是排水泵的主要作用，进而开展矿床开拓，进行开采。随着采场底部采掘深度不断往下移，水泵出水量会不断增大，排水系统所消耗电量就一直提高，每吨水所消耗用电量也随之提高。一般而言，排水系统耗电量费用为每月33×104元或以上，所以，排水泵节能非常具有意义、拥有巨大经济效益与社会效益。其节电对节约厂用电有举足轻重的作用。

1露天采场排水系统现状分析

1.1排水方式和排水设施露天分段截流与底部集中排水是采场经常采用的排水方式。大孤山铁矿采场西部端帮分别建立了底部临时移动泵站、-186m固定泵站、18m泵站与-78m泵站等四级泵站，采用3条管径分别为426mm，最大排水量为4615m3/h的排水管路，雨季各级泵站水泵分布如表1所示。

1.2排水量涌水、渗水、汇水是采场底部的水量主要来源，其中，平均涌水量为3000m3/d～5000m3/d，平均地下渗水量为2000m3/d～4000m3/d。24h最大降雨量约为83.4mm。而每年7月份、8月份、9月份雨季，其平均降水量为710mm。

1.3采场排水能力平均日常采场排水量：春、夏季（非雨季）为4500m3/d～5400m3/d，雨季则为6000m3/d～9000m3/d；秋、冬季为3600m3/d～4500m3/d。自用水量：夏季为400m3/d、冬季为40m3/d；供选矿厂用水量：2500m3/d～3000m3/d；绿化用水量：600m3/d～1200m3/d；排放到河套水量：雨季排弃量为2500m3/d～4000m3/d，非雨季500m3/d～800m3/d。

2水泵节能研究

2.1采场各级排水泵站水泵运行现状分析水泵性能参数列表见表2。从水泵角度出发，因为在设计当中需层层加码，因此就会留很大富裕量，不仅导致大马拉小车现象，还会出现水量差异，从而采用节流调节，导致能量浪费现象。水调节阀节流改变管道阻力特性曲线进而改变泵的运行情况是节流调节的工作原理，因此节流改变就会导致水泵效率降低，从而增加了阻力，让驱动机械所消耗功率增大，且水泵流量与压力余量越大，就会消耗更大电量。

2.2各级泵站压水管路特性曲线方程的计算[1]以14sh-6型号水泵为例。通过计算得出水泵管路特性曲线方程。

2.3管路特性曲线描绘与工作点分析根据2.2节计算出的管路特性曲线方程，描绘出管路特性曲线，如图2所示。如图2所示，结合图1，管路特性曲线Q-H与14sh-6型水泵性能曲线Q-H分别相交于点M1、M2、M3、M4，而排水泵在稳定工况点工作中，M1点流量为427L/s，扬程为108m，效率为78%；M2点流量为318L/s，扬程为128m，效率为74%；M3点流量为252L/s，扬程为136m，效率为72%；M4点流量为342L/s，扬程为124m，效率为76%。要是在运行过程中遇到某些问题，水泵并没有在最佳设计工作状况中运作，实际运行点偏离设计最佳点越多，水泵效率下降就越大，而实际在采场中各级泵站实际运行点往往比设计工况点低许多。主要有以下原因：a)由于雨季与非雨季采用同一套排水系统，水量变化大，加之原设计水泵配套容量保持有较大裕量，这样层层加码，造成水泵配套容量过大，实际运行中经济性较低；b)枯水期间，底部临时泵站泵坑水位低，泵所需扬程最高，丰水期间，水位上升，水泵扬程不需要很高，这样，泵站不能很好地发挥作用，按设计规范选定的扬程和流量参数变得非常不合理，运行费用和基建费用都浪费很大；c)由于地形地势条件所限，管道铺设较长，不能沿最短路径铺设，且转弯较多，局部损失大，造成了能耗浪费严重。

2.4节能改造方案鉴于采场实际情况，很难保证在最佳工况点附近运行，为了提高水泵效率，降低驱动机械能耗，除了提高本身效率，降低管路系统阻力，合理配套并实现经济调度外，建议加变频器实现对水泵变速调节。

3结语

针对大孤山铁矿采场排水泵站能耗损失严重这一问题，经过对其计算论证，做出其实际管路特性曲线，并通过对其运行工作点的技术分析与研究提出了加变频器的节能改造方案，得出比较合适的结论。水泵按照最大排水量选取和配置，且留有适宜富余量。当水泵配套电机在额定转速（工频）下工作时可按要求排出最大排水量。电机配套变频调速装置，频率降低值不大于工频的30%；水泵流量降低值不大于设计流量的20%。

作者：崔广建 樊伟 代俊杰 单位：鞍钢集团矿业公司