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在鐵礦采礦工業中，對采場底部進行抽水疏干是排水泵的主要作用，進而開展礦床開拓，進行開采。隨著采場底部采掘深度不斷往下移，水泵出水量會不斷增大，排水系統所消耗電量就一直提高，每噸水所消耗用電量也隨之提高。一般而言，排水系統耗電量費用為每月33×104元或以上，所以，排水泵節能非常具有意義、擁有巨大經濟效益與社會效益。其節電對節約廠用電有舉足輕重的作用。

1露天采場排水系統現狀分析

1.1排水方式和排水設施露天分段截流與底部集中排水是采場經常采用的排水方式。大孤山鐵礦采場西部端幫分別建立了底部臨時移動泵站、-186m固定泵站、18m泵站與-78m泵站等四級泵站，采用3條管徑分別為426mm，最大排水量為4615m3/h的排水管路，雨季各級泵站水泵分布如表1所示。

1.2排水量涌水、滲水、匯水是采場底部的水量主要來源，其中，平均涌水量為3000m3/d～5000m3/d，平均地下滲水量為2000m3/d～4000m3/d。24h最大降雨量約為83.4mm。而每年7月份、8月份、9月份雨季，其平均降水量為710mm。

1.3采場排水能力平均日常采場排水量：春、夏季（非雨季）為4500m3/d～5400m3/d，雨季則為6000m3/d～9000m3/d；秋、冬季為3600m3/d～4500m3/d。自用水量：夏季為400m3/d、冬季為40m3/d；供選礦廠用水量：2500m3/d～3000m3/d；綠化用水量：600m3/d～1200m3/d；排放到河套水量：雨季排棄量為2500m3/d～4000m3/d，非雨季500m3/d～800m3/d。

2水泵節能研究

2.1采場各級排水泵站水泵運行現狀分析水泵性能參數列表見表2。從水泵角度出發，因為在設計當中需層層加碼，因此就會留很大富裕量，不僅導致大馬拉小車現象，還會出現水量差異，從而采用節流調節，導致能量浪費現象。水調節閥節流改變管道阻力特性曲線進而改變泵的運行情況是節流調節的工作原理，因此節流改變就會導致水泵效率降低，從而增加了阻力，讓驅動機械所消耗功率增大，且水泵流量與壓力余量越大，就會消耗更大電量。

2.2各級泵站壓水管路特性曲線方程的計算[1]以14sh-6型號水泵為例。通過計算得出水泵管路特性曲線方程。

2.3管路特性曲線描繪與工作點分析根據2.2節計算出的管路特性曲線方程，描繪出管路特性曲線，如圖2所示。如圖2所示，結合圖1，管路特性曲線Q-H與14sh-6型水泵性能曲線Q-H分別相交于點M1、M2、M3、M4，而排水泵在穩定工況點工作中，M1點流量為427L/s，揚程為108m，效率為78%；M2點流量為318L/s，揚程為128m，效率為74%；M3點流量為252L/s，揚程為136m，效率為72%；M4點流量為342L/s，揚程為124m，效率為76%。要是在運行過程中遇到某些問題，水泵并沒有在最佳設計工作狀況中運作，實際運行點偏離設計最佳點越多，水泵效率下降就越大，而實際在采場中各級泵站實際運行點往往比設計工況點低許多。主要有以下原因：a)由于雨季與非雨季采用同一套排水系統，水量變化大，加之原設計水泵配套容量保持有較大裕量，這樣層層加碼，造成水泵配套容量過大，實際運行中經濟性較低；b)枯水期間，底部臨時泵站泵坑水位低，泵所需揚程最高，豐水期間，水位上升，水泵揚程不需要很高，這樣，泵站不能很好地發揮作用，按設計規范選定的揚程和流量參數變得非常不合理，運行費用和基建費用都浪費很大；c)由于地形地勢條件所限，管道鋪設較長，不能沿最短路徑鋪設，且轉彎較多，局部損失大，造成了能耗浪費嚴重。

2.4節能改造方案鑒于采場實際情況，很難保證在最佳工況點附近運行，為了提高水泵效率，降低驅動機械能耗，除了提高本身效率，降低管路系統阻力，合理配套并實現經濟調度外，建議加變頻器實現對水泵變速調節。

3結語

針對大孤山鐵礦采場排水泵站能耗損失嚴重這一問題，經過對其計算論證，做出其實際管路特性曲線，并通過對其運行工作點的技術分析與研究提出了加變頻器的節能改造方案，得出比較合適的結論。水泵按照最大排水量選取和配置，且留有適宜富余量。當水泵配套電機在額定轉速（工頻）下工作時可按要求排出最大排水量。電機配套變頻調速裝置，頻率降低值不大于工頻的30%；水泵流量降低值不大于設計流量的20%。

作者：崔廣建 樊偉 代俊杰 單位：鞍鋼集團礦業公司