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渣浆泵选型和现场服务1.各类渣浆泵的结构特点及适用范围 1.1 AH系列渣浆泵AH型渣浆泵,是卧式双壳轴向吸入离心式渣浆泵,泵的出水口可以在360o内每间隔45旋转成八个出水方向安装使用。AH型渣浆泵在小流量低扬程区域内,即使用转速低于泵的最高转速的百分之六十、泵的出水口流速小于8米/秒的区域内,可以输送强磨蚀渣浆,在高扬程大流量区内,可输送轻磨蚀性渣浆。如果工况点在AH型泵的高扬程大流量区内,而渣浆又是强磨蚀性的,这是应选用HH型渣浆泵(见1.2条)。 注:强磨蚀渣浆一般系指黑色有色矿山的精矿、尾矿中固体物粒径大于0.1毫米,体积浓度大于5%的矿浆和电厂渣浆;当粒径小于0.1毫米,体积浓度小于5%时的矿浆、粉煤浆和电厂的灰浆等可看成是轻磨蚀性渣浆。其他类型渣浆可用上述类比。AH系列中还有胶泵,以AHR表示。AHR胶泵可适用于小粒径d500.2mm、最大粒径dmax3mm无尖角的颗粒和高浓度的浆体,还可以输送有磨蚀性的浆液。AH型渣浆泵,有填料和副叶轮两种轴封形式1.2 HH型渣浆泵,是卧式双壳轴向吸入离心式渣浆泵,泵的出水口可以在360o内每间隔45旋转成八个出水方向安装使用。HH型渣浆泵在小流量低扬程区域内,即使用转速低于泵的最高转速的百分之五十、泵的出水口流速小于8米/秒的区域内,可以输送强磨蚀渣浆,在高扬程大流量区内,可输送轻磨蚀性渣浆。HH型渣浆泵,有填料和副叶轮两种轴封形式1.3 SP系列液下渣浆泵SP型液下渣浆泵,是立式离心式渣浆泵。SP型泵无轴封结构,不用加轴封水,使用时应使泵和部分支架管浸入液面以下工作。这种泵常安装在坑道上使用,它既可固定在坑道的横梁上、也可以吊着使用。SP型泵还可以在泵下方的进水口处装上进水管,以便抽吸下沉到坑道下方的高浓度渣浆。SP型泵适用于输送磨蚀性、粗颗粒、高浓度渣浆。SP系列中还有胶泵,以SPR表示。SPR型泵可输送无尖角的细颗粒、高浓度渣浆,还可输送有腐蚀性的浆液。1.4 G和GH系列砂砾泵G和GH系列砂砾泵,是卧式单壳轴向吸入离心式渣浆泵,其中GH型泵是高扬程泵。G和GH型泵的出水口可以在360o内任意方向安装使用。这种泵可输送一般渣浆泵不能输送的大颗粒物料和强磨蚀渣浆。常用于挖泥船挖泥、疏泼河道、冶炼厂高炉爆渣和电厂灰渣的输送。这种泵还有一大优点,就是气蚀性能好,可以广泛应用于对泵的汽蚀性能要求较高的工作岗位。例如,要求泵有一定的吸上高度或输送温度较高的渣浆,如钢铁厂的炉前爆渣等。G和GH型泵有填料和付叶轮两种轴封结问。 1.5 L系列渣浆泵L型渣浆泵,是卧式双壳轴向吸入离心式渣浆泵。泵的出水口可以在360o内每间隔45旋转成八个出水方向安装使用。L型泵的特点是转速高、体积小、重量轻。适用于输送轻磨蚀渣浆。L系列中还有胶泵,以LR表示。L型渣浆泵有填料和付叶轮两种轴封型式。 还需说明一点,目前生产的10/8E-M型泵与200E-L型泵性能相同,故M型泵与L型泵相同。1.6 AF系列泡沫泵AF型泡沫泵,是立式带消泡沫料斗的离心式渣浆泵。这种泵无轴封结构,不用加轴封水。泵的出水口可以在360内每问隔45旋转成八个出水方向安装使用。AF型泡沫泵适用于输送强磨蚀且含有大量泡沫的渣浆。例如,加泡法浮选剂的选矿流程用泵和石墨矿选矿流程用泵等。1.7 各类渣浆泵的传动型式AH、HH、G和GH、L等型渣浆泵的传动型式分为两大类,一是用联轴器联接称为直联传动,以DC表示;另一种是三角带传动,分别以CV、ZV、CR, CL,ZR和ZL表示,详见下图。 图 一SP和AF型渣浆泵的传动型式,也分直联(以DC表示)和三角带传动(以BD表示)两种。1.8 渣浆泵的串联压力AH和HH型渣浆泵可以串联使用,这时,最大工作压力应符合表1-1的规定。 渣浆泵许用最大工作压力 表 1-1 泵型号最大工作压力 KPa铸铁外壳球墨铸铁外壳、3/2AH、4/3AH14006/4AH、8/6AH1050210010/8AH、12/10AH、14/12AH、16/14AH210020/18AH1400、3/2HH、4/3HH、6/4HH、8/6HH、6S-HP34506S-H17006/4AHP415012/10AHP495014/12AHP580020/l8AHP3450注:关于渣浆泵的结构和用途详情,还可查阅石家庄水泵厂的产品样本和说明书。2离心式渣浆泵可输送渣浆的最大法度2.1可输送渣浆的最大浓度 离心式渣浆泵究竟能输送多大浓度的渣浆,可用下述方法进行辨别:制造一个表面为的光滑平板,并在平板光滑表面上画出直径61毫米和直径127毫米的两个同心圆;再制作一个内径为61毫米表面为、高度为51毫米的短管,将光滑平板放在工作台上用水平尺找平,然后将短管放在平板上,使短管61内孔对正平板上的61圆,将拌均的浆液注满短管并迅速将短管垂直向上拔起,如果浆液摊于127圆之外,则认为该浓度的渣浆,离心泵可输送,如果在127圆之内则不能用离心泵输送。我们结合上述试验和浓度对承磨件磨损规律的试验,并考虑到泵的使用寿命,推荐离心式渣浆泵输送渣浆的最大体积放度Cv应小于百分之三十,即: Cv30% 需要说明的是,试验证明,承磨件的磨损量与浓度成正比关系且影响很大。当固体物料的粒径较大、硬度较高、又呈尖锐角形状时,则渣浆浓度应取小值,以保泵有一定的使用寿命。2.2稠度浓度的定义相互关系式和函数表2.2.1稠度浓度的定义 稠度和浓度均分体积稠度、重量稠度和体积浓度、重量浓度,其定义分别为:体积稠度Ct-渣浆中固体物的体积流量Qs与载体(一般为清水,下同)的体积流量Qw之比,即: % 重量稠度Cz-渣浆中固体物的重量流量与载体重量流量之比,可用下式定义: % 式中:S-固体物比重Sw-载体比重 体积浓度Cv-渣浆中国体物体积流量Qs与渣浆体积流量Qm之比, 即 :Cv=Qs/QmXIOO % 重量浓度Cw-渣浆中固体物重量流量与渣浆的重量流量之比,可用下式定义: % 式中:Sm-渣浆比重Sm=Sw+ 2.2.2稠度与浓度的关系式 有些用户提供的渣浆特性值,不是选型计算中所需要的值。这时,则需要换算,因此,在本条中给出稠度、浓度与比重、流量之间的关系式,以便选型计算中换算之用。a、重量稠度与体积浓度重量浓度的关系式 b、重量稠度与体积稠度的关系式 当载体为清水时,重量稠度也可用下式求得: c、体积浓度与体积稠度的关系式 d、重量浓度与体积稠度的关系式 100% e、浆体比重与体积稠度的关系式 2-12) 2.2.3 稠度浓度函数表 为了方便选型计算,根据-式,将常用范围中的比重、稠度、浓度之间的函数值列于表2-1表 2-1SSwCt %Cz %Cv %SmCw %3110(1:10)309.091.1823.1112.5(1:8)37.511.111.2227.3216.7(1:6)50.114.31.2933.2825(1:4)75201.4042.8633.3(1:3)100251.50502.5110259.091.1419.9312.531.2511.111.16723.816.741.7514.311.21529.442562.5201.3038.4633.383.25251.37545.452110209.091.09116.6612.52511.111.1112016.733.414.311.14325.042550201.2033.3333.366.6251.25401.5110159.091.04513.0512.518.7511.111.05615.7816.725.0514.311.07220.022537.5201.1027.2733.350251.12533.331.1110119.091.0099.9112.513.7511.111.01112.0916.718.3714.311.01415.522527.5201.02021.5733.336.63251.02526.832.2.4浓度比重关系曲线 为了方便选型计算,当已知Cv、Cw,S和Sm中的任何两种数值后,也可用图2-1查得其他两种数值。3泵出口直径和输送管路直径的确定3.1泵出口直径Dm的确定 当用户提出流量要求后,可根据所要求的流量,按式计算泵出口直径Dm:Dm12.5 mm 式中:Qm-用户要求的渣浆流量I/s用式计算出的值,应圆整到泵的标准口径。当然,也可根据用户要求的流量、扬程在渣浆泵产品型谱图中选泵。3. 2输送渣浆的管路直径的确定在选取输送渣浆管径时,可予先选一个比泵出口直径略大些的标准管内径来做为输送渣浆的管径D,并按式计算出流速V m/s 式中:Qm-渣浆流量 m3/sD-管内径 m 然后,将D值代入式或计算管路临界沉降流速VL:当D200mm时常用杜拉德公式计算VL:VL= m/s 当D200mm时,可用凯夫公式计算VLVL = m/s 以上两式中:FL-与粒径、浓度有关的速度系数,可由图3-1选取。 g-重力加速度 m/S2 g=9.81 S-固体物比重T/m3 S1-载体比重T/m3,一般用水做载体时,可近似看作S1=1。但当粒径在O.1mm以下的固体物重量与总固体物重量之比Kd01较大时,应按3.3条计算S1。D50-中值粒径,即固体物筛分时,筛上筛下的物料重量各占50%时的颗粒直径径(m)。 Cv-渣浆的体积浓度(%)。计算出的V和VL值,应满足V略大于VL或近似等于VL。如不能满足,则应修改予选的管路直径D,再代入或式重新计算VL,直至满足V略大于或近仰等于VL时止,此时的管径则可做输送渣浆的管径。3.3载体比重S1的计算应知参数:Kd0.1,Qm(m3 /h),Cw,S,Sm(也可查图2-1)。计算参数: 浆体重量流量。Gm=QmSm T/h (Qm-浆体流量) 固体物重量流量 Gs=Gm.Gw T/h固体物体积流量 Qs=Gs/S m3/h水的体积流量 Qw=Qm-Qs m3/h水的重量流量 Gw=Qw Sw T/h (Sw-水比重 Sw=l)粒径在O.lmm以下的固体物重量流量 G0.1=GsKd0.1 T/h粒径在O.lmm以下的固体物体积流量 G0.1=G01/S m3/h载体比重 T/m3 图 3-14筛目毫米对照表4.1国标GB2476规定的筛号(筛目)与毫米的对照列于表4-1 表 4-1筛 号毫 米筛 号毫 米筛 号毫 米82.5-3.15300.5-0.631200.1-0.125102.0-2.5360.4-0.51500.08-0.1121.6-2.0460.315-0.41800.063-0.08141.25-1.6600.25-0.3152400.05-0.063161.0-1.25700.2-0.252800.04-0.05200.8-1.0800.16-0.2240.63-0.81000.125-0.164.2美国标准(US)筛目与毫米的对照列于表4-2 表 4-2筛目毫米筛目毫米筛目毫米54200.8411000.14963.36250.7071200.12572.83300.5951400.10582.38350.51700.088102.0400.422000.074121.68450.3522300.063141.41500.2972700.053161.19600.213250.044181.0800.1774000.037注:英国、奥大利亚以及泰勒筛又有各自的标准,其值与上表略有差异。 5 管路系统扬程和汽蚀余量的计算管路中输送流体时,会有一定的能量损失,这种能量损失称为水头损失。管路中渣浆的流动特性比较复杂,至今还没不一个完善的公式用来准确的计算各类渣浆在管路中的水头损失。目前常用一些经验公式进行计算渣浆泵在管路中的水头损失。下面介绍几种常用的计算方法,供参考。因为目前我国绝大多数单位,是以水作为载体来输送固体物料。所以,下面介绍的计算方法是以清水为载体时,计算渣浆在管路中的水头损失。5.1 离心式渣浆泵选型手册的计算方法。 这一节的计算方法,主要摘自石家庄水泵厂编写的“离心式渣浆泵选型手册”。为了选型计算和现场服务方便起见。本节对该手册的计算方法进行了简化和系统编辑。详情还可查阅该手册。5.1.1计算清水管路水头损失和管路汽蚀余量NPSHa。 将计算清水管路水头损失、管路汽蚀余量和清水管路扬程Hw的步骤、计算公式等列入表5-1 表 5-1说明:选型计算时,其格式可列成表5-1型式。计算项目必须根据管路实际状态计入。 图 5-1 注:E-入口损失系数,其值与入口形状及平滑度有关,一般可按下述取值:管子入口取主E =1.0,法兰入口E =0.5,圆滑的喇叭入口E =0.05,喇叭入口E = O.1 - O.2。注:式中L是管路长度m,D是管路内径m,f是摩擦损失系数,其值由图5-1查取。注:式中B是弯头损失系数,其值可按下述选取:90o弯管B=0.2-0.3 120o弯管B= O.12- 0.18 135o弯管B = 0.10-0.15 注:式中T是闸阀损失系数,对于100至300毫米的伐门全开时,其T值列于表5 表 5-2阀门直径 mm100150200300T0.160.150.100.05注:式中V1是收缩管大口处的流速m/s,V2是收缩管小口处的流速m/s;c是收缩管损失系数,其值可按下述选取:A:渐缩管c=O.1-O.5 b:突然收缩管的损失可按式计算: 式中:d2-收缩管小口直径 mmV2-小口处流速 m/sd1-收缩管大口直径 mm注:式中NPSHa是管路汽蚀余量,又称为有效汽蚀余量;Pa是大气压力(米水柱),与当地海拨高度有关,其值由图5-2选取,PV是汽化压力(米水柱),与液体温度有关,其值由图5-3选取,Hg是管路的吸上或灌注高度(米),当吸上时为(一)值、当灌注时为(+)值。NPSHa与泵汽蚀余量的关系见6. 3条。注:式中V1是扩散管入口流速m/s,V2是扩散管出口流速m/s;D是扩散管损失系数,与扩散管的扩散角有关,其值可按表5-3选取。 表 5-3扩散角5o10o15o20o25o30o40o50o60oD0.040.080.160.310.400.470.600.670.72当扩散角为90时,扩散管损失HD可按式计算: m 式中:d1-扩散管入口直径 mmd2-扩散管出口直径 mm 注:式中的H只是管路系统的几何高度(m),即进料池液面至吐出管路出口的垂直高度5.1.2绘制清水管路特性曲线 将表5-1中计算得到的管路汽蚀余量NPSHa值和清水管路扬程HW值,对应相应的流量点,点入图5-4并光滑连接各点,则得到清水管路Q-H曲线(图5-4中的A线)和Q-NPSHa曲线(图5-1中的B线),此两条曲线就是清水管路的特性曲线。 图 5-45.1.3确定渣浆管路Q-H曲线 渣浆管路水头损失与渣浆浓度、固体物粒径和固体物比重等因素有关,这里提出两种确定渣浆管路水头损失的方法:a.均质渣浆管路水头损失 渣浆重量放度Cw30%,体积浓度Cv15%,所含固体物粒径均小于0.1毫米的渣浆称为均质渣浆,这种渣浆因沉降很慢而不需考虑颗粒的沉降,其管路的水头损失和清水基本一致。因此,其水头损失可由5.1.1条所介绍的方法计算,其Q-H曲线亦即清水管道的Q-H曲线,如图5斗中的A线所示。 b.所谓典型渣浆是指固体物料的中值粒径d50在0.1-0.3毫米之间、重量浓度Cw40%、体积浓度 Cv20%的渣浆。此类渣浆的管路水头损失有如下特点:1)当渣浆的流速为其临界沉降流速的0.7倍时(V=0.7VL,渣浆管路的水头损失与清水以渣浆的临界沉降流速流动时(V=VL)的水头损失相同;2)当渣浆的流速为其临界沉降流速的1.3倍时(V=1. 3VL),渣浆管路的水头损失与清水以同样流速流动时的水头提失相同。由此我们可以参照清水管路的Q-H曲线,做出渣浆管路的Q-H曲线,具体做法如下:(1)提据公式或计算出渣浆的临界沉降流速VL(2)求与VL、0.7VL和1.3VL相对应的流量: 令与VL相对应的流量为QA、与O.7VL相对应的流量为Qc、与1. 3VL相对应的流量为QB,则有: QA=1/4D2出VL;Qc=0.7QA;QB=1.3QB 式中:D出-泵出口直径 m (3)绘渣浆管路Q-H曲线,如图6-5所示: 图 5-5根据5.1.2条,首先做出清水管路Q-H曲线,在横座标上找出QA、Qc和QB 流量点,并向上做垂线,使QB点的垂线与清水管路Q-H曲线交于B点、QA点的垂线交于A点,过A点画一与横座标相平行的线与Qc点的垂线交于C点。取一弹性钢尺折弯(或取适当的曲线板)、切B点和C点做曲线,则得到渣浆管路Q-H曲线。对应于所需流量、在此曲线上所查得的扬程,就是渣浆管路扬程,以Hm表5.1.4确定泵的清水扬程H 因为各生产厂家所给出的泵性能曲线,均为清水性能曲线,由5.1.3条所得到的渣浆管路扬程Hm,可由下式换算出所需泵的清水扬程H:H=Hm/HR 式中:HR-扬程比,也可叫做扬程降低系数,它与渣浆浓度、固体物比重和固体物中值粒径有关,其值由图5-6查的。 图 5-65.1.5计算示例一、已知条件1、渣浆特性流量Q = 650m3/h = 180.56l/s, Sm =1.2T/m3, S= 2.7T /m3, d50 = O.25mm,载体为40C清水(即载体比重S1=1)。 2、管路系统条件倒灌高度Hg=1. 3mm、吸入管长L=3.5m、入口闸阀一个、入口收缩管一个、出口扩散管一个、出口闸阀一个、吐出管路中90弯头7个、吐出管路长L=810m;几何高度H=5m;输送管均为无缝钢管。3、要求求管路直径D和选出泵型号及泵扬程。二、确定泵出口直径D出和管路内径DD出12.5Q0.53=12.5180.560.53=196.3=200 mm根据D出=200mm,选比D出大一些的尺寸做为输送管路内径此例取D=250、300两个尺寸)代人式(当D200时,取式)计算临界流速VL:VL= m/s注:式中体积浓度Cv=11.8%,是根据已知条件Sm=1.2、S=2.7则由下式计算得到: 计算管内流速V:V= m/s由以上计算可以看出:D=300时,V=2.556VL=2.99 所以,取管内径D=250,则不会发生沉淀。三 计算清水管路特性曲线根据5.1.1条.列表计算清水管路特性曲线:程据上表所算结果、绘出清水管路特性曲线图,见图5-7中的清水管路Q-H曲线和管路Q-NPSHa曲线。四.求渣浆管路扬程根据5.1.3条 ,绘出渣浆管路扬程曲线,见图5-7中的渣浆管路Q-H曲线,在此曲线上对应设计流量Q=180.5l/s,可查得相对应的渣浆管路扬程Hm=42m。五.计算泵的清水扬程H根据公式可算得泵的清水扬程H:H= m 式中:HR由图5-6查得。六.选泵根据Q=180.561/s、H=48m和NPSHa=8.63m,由渣浆泵性能曲线图中查得10/8ST-AH型泵n=750r/min时,可满足要求。详情见5-7,10/8ST-AH泵的Q-H曲线和Q-NPSHr曲线。 5.2 电厂除灰计算方法 电厂水力除灰(渣)的计算方法,目前我所见到的有两种,一是由西南电力设计院81年编写的火力发电厂除灰计算手册),一是由西北电力设计院修订的电力规化管理局标准火力发电厂除灰设计技术规定(SDGJ11-90)。现分别摘记如下:5.2.1 火力发电厂除灰设计手册的计算方法 以下计算方法摘抄于该手册中的第五章和第六章(本人做了删简和编辑。5.2.1.1 输送灰、渣管道中的流速 A.输送灰浆时的管内流速列于表5-4 表 5-4灰渣重量稠度Cz %561011151620推荐管内流速V m/s1,21.251.31.35注:表中流速允许降10%使用(允详稍有沉积)。B.输送渣和灰渣时的管内流速V由下式计算: V=KVo m/s 式中:K-渣的物理特性系数,见表5-5,Vo-输送(K=1、d=2- 40rrun,S=2.5、孔隙度=35-40%)标准渣时的推荐流速,见表5-6。 表 5-5渣比重T/M3不同孔隙度(%)时的系数K值010203040502.01.00.950.90.850.80.752.51.21.151.11.051.00.953.01.41.351.31.251.21.15注:孔隙度指灰渣颗粒内的空间与颗粒的体积之比 表 5-6灰渣重量稠度Cz %12-34-56-89-1011-1314-1516-1819-20推荐管内流速Vo m/s1.61.71.81.92.02.12.22.32.4注:表中流速允许降10%选用。因表中Vo系在粒径d=2-40mm下试得的,当渣中的细颗粒较多时,应将O.25mm以下的渣量扣除后,来计算其重量稠度Cz,即: Cz=(l-) 式中:S-渣的比重;Sw-水的比重; Qs-渣的体积流量;Qw-水的体积流量;-渣量中粒径在0.25mm以下所占的比例,当缺少颗粒分析资料时,可取=0.3-0.5。 在一般情况下,渣管及灰渣管的设计流速应满足技术规定(如SDGJll-90,编者的要求,即:灰渣管 V1.6m/s渣管 V1.8rn/s液态渣管 V2.2m/s灰管 V1m/s5.2.1.2灰渣管路阻力系数 A:清水管路阻力系数s s= 式中:D-管路内径 mm-管壁扭糙度 mm,见我5-7 表 5-7管路材质无缝钢管焊接钢管铸铁管管路内壁状态新管或不结垢管0.10.150.3日久有轻微结构管0.20.300.50 B:渣的附加阻力系数Z见表5-8 注:表中V值系K=l时的流速,当K1时(K值见表5-5),流速应被K除,然后用除得的值去查表5-8。C:输送灰渣时的管路阻力系数 输送灰浆时 =S ms 输送渣时 =s+z 输送灰渣时 = S ms+ z 以上三式中:Sm-灰浆比重T/M3, Sm-溜合液中灰浆部分比重T/M3, AS-清水阻力系数,见式, Z-渣的附加阻力系数见表5-8. 5.2.1.3局部阻力系数 在输送管路系统中,必然会有一些弯头、阀门、扩散或收缩管及进出口速度头等局部阻力损失,为了简化计算、以局部阻力系数计入,一般情况下可取= 0.02- 0.05。输送管路长时取小值,反之取大值。5.2.1.4输送灰渣时的管路装置扬程Hm A:管路无驼峰时的管路装置扬程Hm Hm= 式中:-局部阻力系数见式5.2.1.3条-管路阻力系数见式-L-管路长度 m D-管路内径 m V-管内流速 m/S Sm-浆体比重 T/m3 H-泵轴中心线(指卧式泵)至输出管出口中心的标高差,即几何高度 m。 B:管路有驼峰时的管路装置扬程Hm 当管路系统中出现驼峰时,如图5-8所示。 图 5-8管路总长为L,其中AB = L1,BC = L2,L= L1十L2. 标高差为H、驼峰顶部A点至管路出口处C点的垂直距离为H 。当H 这一高差不足以克服管路的水力坡降i(i=)时,即 时Hm值可用公式计算;当H 高差能克服水力坡降时,即时,则说明BC段可以自流,这时的管路装置扬程Hm应按下式计算:Hm= 编者按: 式在泵启动初期,即液体正好流到B点时,其计算式可以认为是成立的且不说H十H应不应该乘Sm),但是当液体向C点流去时,即使管路开始产生虹吸现象,而使管路扬程开始降低,解决这一问题的方法,是在B点开一个通向大气的孔,以破坏BC段造成的虹吸力,这时式则可应用。5.2.1 计算泵的清水扬程H5.2.1计算泵的清水勘程H m (5-12)式中:Sm-浆体比重 T/M3KH一扬程降低率,由下式计算 KH=1- O.25Cw Cw-浆体重量浓度 编者按:在式(5-10)和(5-11)中均有几何高度差乘Sm项,这是不符合泵的基本理论的。但是在(5-12)式中又除以Sm,因此,可以不用再去追究(5-10) (5-11)式中的乘Sm项问题。 另外, (5-12)式中KH仅与浆体重量浓度有关,而来谈及粒径等因素的影响,这也是在应用(5-12)式时应注意的一方面。再者,该手册还讲了泵吸上高度的计算,是用泵允许吸上真空高度来计算的,计算方法可用,由于现在改用汽蚀余量的概念,故此处则略去泵吸上高度的计算方法,计算吸入性能时可参阅本文5.1.1条。5.2.2火力发电厂除灰技术规定的计算方法 以下计算方法摘抄于火力发电厂除灰设计技术规定(SDGJ11- 90)中的第三条(本文删简了一些与泵无关的条款,并进行了编辑)。5.2.2.1管路中的流速V 灰管不小子1 m/s;灰渣管不小子1.6 m/s;渣管不小子1.8 m/s;液态渣管不小子2.2 m/s。5.2.2.2清水管路阻力系数s当雷诺数Re106时:s= (5-13)当雷诺数Re166时:s= (5-14) 以上两式中: D-管路内径 m -管路内壁的绝对祖糙度 mm无缝钢管 =0.1-0.2 mm焊接钢管 =0.15-0.3 mm铸铁管 =O.3-0.5 mm铸石和衬胶管 =由制造厂供。Re-雷诺数 式中:D-管路内径 mV-管内流速 m/s -水的动力粘度 值表(10-6m2/s)温度1015202530354045501.3061.1391.0030.8930.800.7260.6580.6010.5535.2.2.3灰渣管路阻力系数 灰管 = (5-15)渣管 =s+z (5-16)灰渣管 =s十z (5-17)以上三式中:-灰(渣)浆混合物中灰浆与水的相对密度(即灰浆的比重-编者。z-渣的附加阻力系数。(原文未给出具体值,应用时可参考表5-8-编者)。 5.2.2.4灰渣管路阻力Phz Phz = KPa (5-18)式中: -局部阻力系教 =0.2-0.5 -灰(渣)管阻力系教见5.2.2.3条 Phz-灰(渣)浆密度 T/M3 H-泵中心至管出口中心垂直高 m。 编者按:公式(5-18)的实意应是计算灰渣管路扬程Hm,只是公式给的单位为KPa,而公式中的实质项很免强得到KPa这个单位;另外值也比“除灰计算手册”中的值大10倍,因此,应用时应考虑这些条件。本人意见是不要应用此公式。5.2.2.5确定泵的流量和扬程 取泵流量=1.1X设计流量取泵扬程=(1.1-1.2)X灰渣管扬程(对应于设计流量点)编者按:此方法太笼统、且余量取的偏大,对泵的使用和寿命均不利。最好不用此方法。5.2.2.6关于汽蚀 灰(渣)浆泵根据设计要求和地区条件,可采用低位布置、亦可采用高位布置。采用高位布置时,从泵轴中心线至吸入管中心的垂直距离形成的压力损失及其水平管道的阻力损失之和应小于泵的允许汽蚀余量。编者按:本条将吸入管路损失之和确切的说应是吸入管路总损失与管路的吸上高度之和),规定应小于泵的允许汽蚀余量是不对的。应该说是损失之和应小于泵的允许吸上真空高度。因此,这一条规定不能应用于实际工作中。5. 3尾矿设施设计规程的计算方法 以下计算方法,摘抄自北京有色总院编写的、冶金部批准八五年一月试行的选矿厂尾矿设施设计规程。本人作了删简和编辑。5.3.1计算输送矿浆时的管路装置扬程Hm Hm=Sm.H +(1.05-1.l)Lik+h m (5-19)式中:Sm-矿浆体的比重(原文未注单位,可认为是T/M3) H-提升矿浆的几何高度 mm L-管道长度 m h-泵站内管道零件的阻力损失,一般每座泵站可取为2-3 m ik-管道中的水力坡降(米水柱/米)。 编者按:原文中没有给出ik值,据秦皇岛里色院的王大杰、杨阴介绍,ik值可在冶金工业出版社出版的尾矿设施设计(714页中)查得, 即:ik=Sm (5-20 )而式中的可由以下两式计算新钢管 = (5-21)新铸铁管 = (5-22)5.3.2计算渣浆泵的清水扬程H H m (5-23)式中:hm-考虑泵磨损后的扬程折减系数 Hm=0.85-0.95。对磨蚀性大、开式小型泵轮(口径100mm)取小值;对磨蚀性不严重的闭式叶轮(口径200mm)取大值。 Cw-矿浆的重量浓度,Cw值可按下式计算: Cw=编者按:以上计算方法偏保守,即计算出的泵杨程比管路的实际扬程高的较多,这对泵的正常使用和使用寿命是不利的。故应用时应慎重。该方法与其他计算方法的比较,见5.5条。 另外,该规程中未谈及汽蚀问题。5. 4选煤厂设计手册的计算方法 以下计算方法,摘抄于选煤厂设计手册(工艺部分)中第七章第二节,本人作了简化与编辑。5.4.1计算矿浆管路装置扬程Hm Hm=H十Sm(L十Ln)i+(2-3) m (5-24) 式中: H-所需的几何高度 mSm-矿浆比重(原文未给单位) T/m3 L-管路中直管段长度 m Ln-管件局部损失的当量长度总和m,各种管件的当量长见表5-10. i-输送清水时,每米管路长度上的损失(也称水力坡度)。见公式(5-25)和表5-9。(2-3)-管路出口余压 m i= (5-25)式中:Q-流量 m3/s D-输送管内径 m. A、B-系数和指数,见表5-9 表 5-9DmmABDABDABDAB25O.13371.875150O.01311. 875350O.00441.883600O.00221.876500.05341.8842000.00941.884400O.003711.8867000.00181.885800.03111.8672500.00691.875450O.00311.8868000.00151. 891000.02141.8823000.00541.875000.00281.8729000.00131. 889注:公式(5-25)及表5-9中的A、B值是根据选煤厂设计手册中表7-29的数值回归得到的。与原表7-29的值略有差异。各种管件输送清水时局部损失当量长度表 m 表 5-10管径Dmm50100125150200250300350400500600吸水阀2040506080100120140160200240止回阀25506275100125150175200250300闸阀0.51.01.251.52.02.53.03.54.05.06.0旋塞0.61.21.51.82.43.03.64.24.86.07.2三通5.010121520253035405060异径管1.53.03.84.56.07.59.010.5121518弯头1.53.03.84.56.07.59.010.5121518焊接弯头481012162424283240485.4.2计算渣浆泵的清水揭程H H m (5-26)编者按:在以上所述的四种(5.1-5.4条)计算方法当中,属选煤设计手册的方法最为保守,即计算出的泵扬程比管路的实际扬程高的太多,这对泵的正常运行和使用寿命是极为不利的,故尽可能的不要应用此方法。5.5 四种计算方法的比较 计算管路装置扬程的方法还有很多,不能一一摘抄。现将以上介绍的离心式渣浆泵选型手册电厂除灰设计手册尾矿设施设计规程和选煤厂设计手册四种计算方法,用来计算同一个例题,来进行分析比较。示例及计算结果列于表5-11。 表 5-11从表5-11中可以看出,渣浆泵选型手册和电厂除灰手册的计算结果相接近,而选煤手册的计算结果数值最大。希望参考以上四种方法解决实际问题,还是很有必要的。编者按:以上四种方法,以渣浆泵选型手册的方法与管路实际扬程最为接近,应优先使用,但是该手册的典型渣浆条件局局限范围太小,当输送大颗拉物料时(如电厂炉渣等),则出了典型渣浆范围。这时则应参考其他三种计算方法进行计算,将其计算结果进行对比分析,以帮助最后选取泵扬程。6、合理选用渣浆泵选择渣浆泵时,首先应把渣浆泵的使用寿命放在第一位,其次则应该考率渣浆泵使用工况点的效率。影响渣浆泵使用寿命的因素很多,概括起来讲主要有以下几方面:A、工况条件:包括流量、扬程、汽蚀以及此工况点下造成的泵内速度场、液流角和压力场的变化等因素。B、渣浆特性:包括渣浆浓度、渣浆腐蚀性和固体物的粒径、粒形、硬度等因素。 C、材料和零件质量:包括泵的过流零部件所用材料的耐磨、耐腐特性和零件制造质量及其稳定性等因素。D、渣浆泵的选型:包括选型的合理性(例如:泵的结构特点及适用条件是否合适、泵的大小选的是否合适和泵的材料选的是否合适等)和选型计算的准确性等。由于我在实际工作中,遇到渣浆泵使用寿命短或不能正常运行的实例,绝大多数原因属于选型计算不准和选型不合理,所以,我这里只就渣浆泵选型与泵使用寿命的关系作以简浅分析,并介绍一下怎样合理选择渣浆泵,供大家参考。6.1实际工况偏离设计工况运行实例分析 例一、北京铁矿用8/6E-AH型渣浆泵原选型参数和使用寿命:流量Q=1001/s,扬程H=45m,泵转速n=980r/min,中值粒径d50=0.14mm,浆体比重Sm =1.41 T/M3,渣浆重量浓度Cw=42.3%,浆液酸酸度PH=6.6-7,固体物硬度f=12-14,泵的使用寿命Lh=858小时。 运行中发现泵出口流量忽大忽小,即有抽空现象,经我们对实际管路勘查后,重新计算管路装置扬程得到,当Q= 1001/s时,所需泵扬程H=38m故将泵转速由原980改为9OOr/min,即由原选扬程45m降为38m。经运转试验,泵使用寿命Lh= 1102小时,比原选型寿命提高了28.4%,且消除了抽空现象。例二、北京铁矿用6/4E-AH型渣浆泵原选型参数和使用寿命Q = 421/s,H= 45m,n= 1375r/min,d50= O.1mm,Sm= 1.5T/m3,Cw=39%,使用寿命Lh=740小时。 运行中发现,出口流量呈间断式,(每隔5至6秒 间断一次),即有较严重的抽空现象,同时还伴有振动和噪声。我们现场勘查计算得到:当Q= 421/s时,所需泵扬程H=33m,故将泵转速由原选1375改为117Or/min 。经运转试验,泵使用寿命Lh=1244小时,比原选型寿命提高了68. 1%,并消除了抽空振动噪声等现象。 例三、首钢大石河选矿厂用250PN型泥浆泵原选型参数和使用寿命:d50= O.18- O.2mm,粒型为锐角形,Cw=18%,Sm=1.15T/M3,n = 74Or/min,叶轮直径D2 = 965mm, Q = 2881/s,H=90m,泵的使用寿命Lh=351小时。我们现场勘查计算得到:当Q=2881/s时,所需泵扬程H=65m.故我们将泵叶轮直径由原965改为850nun(即将原选扬程90m改为65时。经运行试验,寿命Lh=1918

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