小浪底库区抽沙可行性评估

1、小浪底抽沙可行性评估1、 实验设备 主要包括110KW潜水渣浆泵、加力泵、卷扬机、龙门架、电控柜、输沙管路以及电气线路等。2、 实验过程 实验过程主要是分为两个阶段来进行的。 1、抽清水试验 当全部的实验设备安装完毕以后，把载有实验设备的船舶开到实验工地，船舶抛锚停稳后，将船体上的输沙管道与漂浮在库区水面上1000多米的输沙管道连接。开机前的准备工作完成以后，由卷扬机将110KW潜水渣浆泵慢慢沉到水面以下，然后开机进行清水实验，此次实验的时间为3小时左右，累计开机运转3次，开机运行时的电流稳定在160A左右，此次清水实验证明110KW潜水渣浆泵的扬程、流量等性能指标达到了我们的施工设计要求，为

2、以后进行高含沙水流远距离管道输送技术试验项目的研究做好了充足的准备。 2、进行高含沙水流远距离管道输送技术试验项目的研究以及测试110KW潜水渣浆泵抽沙时的流量、压力、电流、浓度和潜水深度等性能指标。 此次阶段的实验过程大致如下：刚开始由卷扬机将110KW潜水渣浆泵慢慢降到水面以下35米处的深度，然后开机进行抽沙实验。当渣浆泵在35米左右的深度工作时，抽取的介质介于清水与浑水之间。此时渣浆泵的工作电流稳定在160A左右，工作压力为1.5Kg左右，流量为600m/h左右。 当渣浆泵继续慢慢往下降，工作深度在35米-40米之间时，抽取的介质基本上是稀泥，介质的浓度偏低，渣浆泵的工作电流稳定在160

3、A-180A之间，工作压力为1.5 Kg左右，略有波动，流量为550m/h-600m/h左右，此时的含沙量大约在150Kg/ m-350 Kg/ m左右，但是这个工作过程持续的时间很短，大概在5分钟左右。 当渣浆泵的工作深度继续下降到40米-42米左右时，抽取的介质浓度逐渐提高，这时渣浆泵的工作电流稳定在180A-210A之间，工作压力为1.5Kg-1.7Kg左右，流量为530m/h-560m/h左右，此时的含沙量大约在400 Kg/ m左右。 当渣浆泵的工作深度继续下降到43米-50米左右时，渣浆泵的工作电流稳定在170A-175A左右，与之前工作深度在40米-42米时的工作电流相比变化不大

4、。3、 试验数据分析 1、实验数据的处理：记录实验原始数据如下表：日期高含沙水流远距离输送实验记录表（1#泵）记录时间流量（m3/h）压力（Mpa）电流（A）潜深（米）11月4日13:19560116040.514:146201.51704011月5日9:496701.51703910:056501.51704010:136401.51704110:355901.317041.511月6日10:306701.51704010:476501.51704711月7日16:155901.51603616:266501.51603611月13日16:406501.61704016:456501.717

5、04116:566401.81754217:056401.81754211月14日10:406501.617042.510:506601.61704311月17日10:3068011653910:4566011704110:5660011654311月20日9:5861011804310:156001180452、实验数据分析： （1）由上表中的数据可以知道此次试验设备运行平稳，没有大的波动，说明整套实验设备系统基本上完善、成熟。 （2）由上表中的数据可以看出当渣浆泵在45米的工作深度以下时，工作压力反而变小，这是因为输沙管路直径过大，影响了渣浆泵的扬程，造成工作压力变小。 （3）测量沙水混合

6、物浓度时，分成多个小组进行测量，测量数据如下表：电子天平含沙量估算天平称重（g）含沙量（Kg/m）14331.0561456314795149127151159153191155223157255159287161319163351165383167415169447171479173511175543177575179607181639183671185703187735189767191799193831195863197895199927201959由上表提供的数据及现场工作人员的叙述可以知道随着渣浆泵工作深度的不断加大，抽取的沙水混合物的含沙量也在不断增加，达到了我们设计时的要求。四、

7、问题分析1、现象 当渣浆泵的工作深度继续下降到43米-50米左右时，渣浆泵的工作电流稳定在170A-175A左右，与之前工作深度在40米-42米时的工作电流相比变化不大。这时当把渣浆泵向上提升时，其工作电流反而会增大。2、 分析 产生上述现象的原因，经过具体分析，大致情况如下：在实验过程中发现小浪底库区底部的沉积物不是沙子而是板结程度不是很严重的粘泥，当渣浆泵开始工作时抽取的介质只是渣浆泵周围的粘泥，始终处在一个打井的状态。 但是由于粘泥的板结程度不严重，当渣浆泵在井状的工作路径中工作时，渣浆泵上面井筒周边的粘泥层在水的压力等作用因素下会慢慢向渣浆泵的上方涌动，这时会造成渣浆泵上方的泥沙量比渣

8、浆泵底部的泥沙量多。当渣浆泵向上提升时，其上方的泥沙会在重力的作用下慢慢滑落至渣浆泵的底部，这时渣浆泵底部的泥沙逐渐增多，导致其工作电流增大。3、 后果 当渣浆泵的工作深度在45米以下时会出现频繁塌方的情况，塌方时的工作状况大致为：渣浆泵上面井筒周边的粘泥层突然向下塌落，此时向下塌落的粘泥会把渣浆泵埋住，渣浆泵周围的水全部被挤走，造成输沙胶管堵塞。4、 解决方案经过讨论研究，解决该问题的方法有以下几个：(1)在渣浆泵底部支架上加水枪。 当渣浆泵底部支架加上水枪后，由于水压的作用会使渣浆泵周围的板结泥层加速塌落，增大抽沙面积，不会再处于打井状态，也不会形成井筒状的通道，这样就不会产生埋泵现象。这

9、种方法的前提条件是水枪的流量要足够大，否则效果不会明显。（2）在渣浆泵的底部加装一根透气管，当产生埋泵现象时，通过透气管向渣浆泵的底部注水，使渣浆泵的底部形成沙水混合物，这样就能使渣浆泵正常开机。这种方法的优点是即使产生埋泵现象，渣浆泵也能够正常工作。（3）频繁的挪动抽沙地点。当渣浆泵在一个固定位置抽沙下降到一定深度时，把渣浆泵提起来挪到之前抽沙地点的相邻位置继续抽沙，这样不断往复的挪动抽沙地点抽沙，使这一片的抽沙区域形成蜂窝状，板结的泥层会变松软，然后自己塌落，这样也不会产生埋泵现象。五、总结 本次实验在10月26日圆满完成，主要的数据渣浆泵抽取介质的含沙量达到了黄河水利科学院的要求，最终数据在每立方米400Kg左右。我们的渣浆泵在本次实验中最深的工作深度为48米，多数情况下在40米-45米之间运行。单泵流量为600m/h左右，压力在1Kg-1.5Kg之间，双泵流量为900m/h左右，压力在2.5Kg-3Kg之间。1#泵在水下共计345小时，正常工作运行30小时，2#泵在水下共计110小时，后来由于埋泵造成电机烧坏，正常