新型矿用高速抢险泵的设计与性能分析

摘要

煤矿透水事故时有发生,现有抢险泵难以快速下井排水。为实现快速救援目标,提出一种新型体积小、流量大和扬程高的矿用高速抢险泵。机组设计采用上机下泵、机泵一体、独立冷却润滑回路、高速推力轴承机构以及水仓湿定子潜水电动机密封等关键技术。在同等流量、扬程的情况下,和现有产品相比,设计开发的矿用高速抢险泵在长度上减少了31%,重量减少了51.2%。以GFQ200-300型样机为例,通过数值模拟计算方法得出矿用高速抢险泵在6 000r/min下,不同叶轮和导叶叶片数匹配模式下,最大扬程为304.56m,最高效率为64.32%。样机试验结果表明:矿用高速抢险泵结构和水力设计合理,满足性能要求;数值模拟计算方法准确可靠,且采用SST k-ω模型最为贴近试验结果。样机整体机组结构和水力模型方案为后续大功率高速泵机组的设计提供了重要理论指导和技术积累。