毕业论文论文题目：低比转速渣浆泵的设计
班级：10级模具（1）班
专业：模具设计与制造
学生姓名：朴阳
指导教师：关兴举
日期：2013年4月20日
低比转速渣浆泵的设计
摘要
渣浆泵作为一种通用机械，具有流量均匀，结构简单，运转可靠，维修方便等诸多特点，且能满足多种流体及流量需求，故在石油、石化行业得到广泛应用。渣浆泵种类很多，根据不同的依据有不同的分类标准。对于单级单吸渣浆泵存在四大难题：①提高泵的效率；②消除H～Q曲线的驼峰问题；③大流量过载；④提高气蚀余量。本文针对这些难点，抓住重点，着重从提高泵的效率和气蚀余量来解决这些问题。具体措施如下：①适当加大叶轮吸入口处的直径，减小轮毂直径和加大叶片入口边的宽度，以增加叶轮进口和叶片进口的过流面积，使进入液体的流速减小，提高必须气蚀余量；②适当加大叶轮前盖板进口段的曲率半径，让液流缓慢转弯，可以减小液流急剧加速而引起的压降；③适当减小叶片进口的厚度，并将叶片进口修圆使其接近流线型；④设计工况采用稍大的正冲角，以减小叶片阻塞。此外采用填料密封，保证了长期运行的可靠性与安全性。本设计在传统设计方法的基础上进行了一定的改进，提高了泵的效率及其稳定性，达到了实践基础上的理论设计要求。
关键词：渣浆泵；扬程；填料密封
目录
1绪论........................................................................ 错误！未定义书签。2泵主要机构方案的确定.. (3)
2.1泵设计所需的原始数据： (3)
2.2离心泵总体结构方案 (3)
2.3电动机的选择 (3)
2.4泵进出口直径的确定 (4)
2.5比转数N
的计算 (4)
S
2.6泵的转速的确定。 (5)
3 离心泵叶轮的设计 (6)
3.1叶轮主要参数的选择与计算 (6)
3.1.1 轴径和轮毂直径的确定 (6)
3.1.2 叶轮进口直径D0的计算 (8)
3.1.3 叶轮出口直径的初步计算 (8)
3.1.4 叶轮入口宽度b1的计算 (9)
3.15 确定叶片入口出圆周速度u1 (10)
3.1.6 叶片数的计算与选择 (10)
3.1.7 确定叶片入口轴面速度
? (10)
r
3.1.8 确定叶片入口安装角
β (10)
1
3.1.9 确定叶片厚度 (11)
3.1.10计算叶片排挤系数 (11)
3.1.11 叶片包角?的确定 (12)
3.1.12 叶片出口安装角
β (12)
2
3.1.13 叶轮出口宽度b2 (12)
3.1.14 确定叶轮出口绝对速度与圆周速度的夹角d2 (13)
4 泵体的设计 (15)
4.1吸入室的设计 (15)
4.2压出室的设计 (15)
4.2.1 蜗形体的计算 (15)
4.2.2 任意断面的蜗形体的计算 (16)
4.3压力分布及径向力的计算 (23)
4.3.1 径向力产生的原因 (23)
4.3.2 径向力的计算 (24)
5 结构设计 (26)
5.1离心泵轴向力计算与平衡 (26)
5.1.1 轴向力的产生及计算 (26)
5.2轴承的设计与计算 (28)
5.2.1 轴承类型的选择 (28)
5.2.2 滚动轴承的选用计算 (29)
5.2.3 滚动轴承的润滑 (34)
5.2.4 滚动轴承的密封 (35)
5.3 轴封装置的设计 (35)
5.3.1 填料密封原理 (36)
5.3.2 填料密封结构选择 (36)
6 轴的设计与校核 (37)
6.1轴的失效形式及材料选用 (37)
6.2轴的强度计算 (37)
6.3轴的刚度计算 (44)
6.3.1 轴的扭转变形计算 (44)
6.4轴的临界转速的校核 (48)
7 联轴器和键的选用与校核 (50)
7.1联轴器的选用与校核 (50)
7.2键的选用与校核 (51)
8 经济技术分析报告 (52)
9 结论 (53)
参考文献 (55)
致谢 (56)
绪论
泵是一种将原动机的机械能或其它能源的能量传递给液体，使液体能量（位能、压力能或动能）增加的输送液体的流体机械。
泵的分类方法很多，一般按作用原理可分为：依靠旋转叶轮对液体作用的动力式泵，依靠密封液体的工作容积周期性变化的容积式泵以及其它诸如射流泵、水锤泵等。
泵是世界上最早发明的机器之一，在现今世界上泵产品产量仅次于电动机，消耗能量的份额大约占总发电量的四分之一，泵的应用极为广泛，除农田排灌，城市和工业给排水，热电厂，石油炼厂，石油矿场，化工厂等部门外，目前泵在原子能发电、舰艇的喷水推进、火箭燃料供给等方面得到重要应用，另外还可以用泵来对固体如煤、油等进行长距离输送。应当着重指出，化工生产用泵不仅数量大，种类多，而且因其输送的介质往往具有腐蚀性，或其工作条件要求高温高压等，对泵有一些特殊的要求，这些泵比一般的水泵复杂一些。在各种泵中，尤以离心泵应用最为广泛，因为它的流量、扬程及性能范围均较大，并具有结构简单、体积小、重量轻、操作平稳、维修方便等优点。
虽然国外对泵的研究已相对成熟，国内对泵的研究也已进入系列化和标准化，已形成一些特色的专业生产厂家，但目前国内在离心泵研究方面与国外还存着很大的差距，尤以在提高泵效以实现节能这一点。本课题的目的就是在传统设计基础上加入一些理论分析以提高泵效。
随着社会经济的加速发展和科学技术的突飞猛进，为适应新的需求，泵也得到不断完善与发展。目前离心泵主要有以下几大发展状况：①向高压力、高单级增压比方向发展已取得一定的成就。②向大流量和小流量两极方向发展。③对流体机械内部流动规律的研究与应用。在通流部件中进行三维流动、粘性湍流、可压缩流、两相多相流和非牛顿流体的流场数值的计算与分析以及改进空间流道几何形状的设计等。④高速转子动力学的研究与应用。高速转子的平衡、高速转子的弯曲振动和扭曲振动、高速转子的支承与抑振、高速转子的轴端密封和高速转子的寿命评估等。⑤新型制造工艺的发展。多位数控机床加工叶轮、叶片等零部件、复杂零件的精密浇铸和模锻、特殊焊接工艺和电火花加工等。⑥对国内而言实现国产化和参与
国际市场的竞争。许多大型的泵均已从国外引进过渡到实现国产化，并随着一些大型工程装备的出口，向国外销售，参与了国际市场的竞争。
在离心泵的设计研究上较成熟的做法是在实验基础上的系数法和图表法。比如在离心泵叶轮直径的确定上有以下几种方法：压力系数法、周速系数法、Cordier―图法、纯粹由经验总结出的概算公式法以及由泵的流量系数和相似理论得出的外径计算法。由于由泵的流量系数法和相似理论得出的计算外径的方法无论在实践上还是在理论上都比较成熟，故采用之。本设计就整体而言，采用的都是相对成熟的方法。
本设计研究的重点是针对如何提高泵的效率及其安全性和稳定性而布局的。主要在于叶轮、增压室、密封、轴等四大部分的研究。叶轮设计的好坏直接关系泵性能的好坏，故是设计的重中之重，在尚无其它成熟理论的条件下，本设计在此部分采用传统的设计方法。由于是渣浆泵对泄露要求不是十分严格所以本设计中采用填料密封。填料密封的优点有1)有一定的塑性，在压紧力作用下能产生一定的径向力并紧密与轴接触。2）有足够的化学稳定性。不污染介质，填料不被介质泡胀，填料中的浸渍剂不被介质溶解，填料本身不腐蚀密封面。3）自润滑性能良好。耐磨、摩擦系数小。4）轴存在少量偏心的，填料应有足够的浮动弹性。5）制造简单、装填方便。目前单以叶轮达到增压的效果优于材料以及气蚀等方面的影响，在叶轮后布置必要的辅助增压系统是必需的，因蜗壳水力性能好，且设计制造较成熟，故辅助增压方面着点于蜗壳的设计。轴是支承、准确定位零件，实现其正常工作的重要零件，本设计在常规机械设计的基础上加上了轴的临界转速的计算与校核，以达到实验基础上理论设计的实用性。
2泵主要机构方案的确定
2.1 泵设计所需的原始数据：
a) 流量：Q=90m3/h=0.025m 3/s
b) 扬程：H=30m
c) 转速：n=1480r/min
d) 效率：η=0.70
e) 介质密度：ρ=1074 kg/m3
f) 必须气蚀余量：NPSHr =4m
2.2 离心泵总体结构方案
渣浆泵整体采用下列结构：
(1) 轴封采用填料密封。
(2) 为防止气蚀，第一级吸入口径较清水泵大。在同等流量下，可以起一定的扩压作用，从而提高抗气蚀能力。
(3) 为了有利于排出泵内的蒸汽及管路受热后朝上自由膨胀，泵井出口均朝上。
(4) 采用加长联轴器，以便检修和更换机械密封。
(5) 为避免热变形不均匀，产生偏心、卡死，采用中心支承方式，各零部件安装时要留有一定的热胀间隙，以避免热应力过大产生裂纹破坏。为防止渣浆泵受热后破坏泵轴与驱动机轴的对中，在泵底座中央设置导块使受热后可沿轴向自由滑动，联轴器为弹性联轴器以适应泵轴伸缩。
2.3 电动机的选择
电动机不能长期过载，因此，选择电动机时应认真考虑功率安全系数。其功率安全系数对于功率较大的（7460W 以上）电动机为1.05～1.1，中等功率的(1429～7460W)为1.2～1.5，小功率的电动机(1429W 以下)为2。
电动机所需功率可用下式计算：
η
ρh gq N v r =KW (21) 式中 Q ： 泵的流量，m3/s ；
H ： 泵的扬程，m ；
ρ： 介质密度，kg/m3；
η： 泵的效率。
7
.030025.08.91074???=N =11.277 KW 故取额定功率P 额=15KW 的电动机。同步转速n=1500r/min 的Y 系三相异步电
动机。机座号为160L 。由《机械零件手册》选定。
2.4 泵进出口直径的确定
⑴ 泵吸入口径。根据合理的进口流速来确定。泵吸入口流速一般取3m/s 左右，大型泵的流速可取大些，以减小泵的体积；而要提高泵的抗气蚀性能，因减小吸入口流速。
泵吸入口径按下式计算
Vs
Q Ds π4= （2.2） 式中 Vs ： 泵吸入口平均流速，取Vs=3.0m/s 。
则:
=??=3
025.04πDs 100mm ⑵ 泵排出口径。对于低压头泵，可与吸入口径相同；对于高压头泵，为减少泵的体积和排出口直径D d =（1-0.7）D s
则：
D d =100mm
最终取标准直径：Ds = 100mm ， Dt = 100mm 。
2.5 比转数n s 的计算
比转数计算公式为：
4/365.3H Q
n n s = (2.3)
则:
=??=
4/330025.0148065.3s n 67 当n s =150～250时，泵的效率最高可达0.85～0.9；当n s ﹤60时，泵的效率显著下降.本设计中，n s ﹦67，效率不高，仅为0.70。
2.6 泵的转速的确定。
1．
转速越高，泵的体积越小，质量越轻。所以应选择尽可能高的转速。 2． 转速与比转速有关，而后者与泵效率有密切关系。所以转速应和比转速结合起来考虑确定。
3． 转速的确定，应考虑动力机的种类和传动装置。通常有限选择电动机直接传动，电动机带负载后的转速小于同步转速。通常按2%左右的转差来确定电动机的额转速。
4． 泵转速的提高受到气蚀条件的限制，受气蚀限制的转速由下式确定 n Q NPSHr C 26.54
/3?≤=025.026.5480075
.0??=2546r/min （2.4）
式中 C ：吸水性能较好的泵800-1000
所以本设计中的泵的转速取1480r/min 。
3 离心泵叶轮的设计
3.1 叶轮主要参数的选择与计算
叶轮主要参数如图3.1所
其中：
D O ： 叶轮进口直径；
D 1： 叶片进口直径；
d h ： 叶轮轮毂直径；
β1k ： 叶片进口角； 图3-1
D 2 ： 叶轮出口直径；
β2k ： 叶片出口角；
Z ： 叶片数
2b ： 叶轮出口宽度。
叶轮进口几何参数对气蚀性能有重要影响，而叶轮出口几何参数则对特性参数(H 、Q)影响很大，同时两者都对泵效率有影响。
3.1.1 轴径和轮毂直径的确定
泵轴直径按强度，刚度和临界转速条件来确定。开始设计时可按扭矩计算泵轴的最小直径。按扭矩计算轴径的公式为： []
32.0τMn d = （3.1） 式中： Mn ： 泵轴扭矩，N·m ，
它由下式求得：
n
N Mn '?=31055.9 (3.2) N′ —— 计算功率，KW ，N′=KN 额，其中K 为工况变化系数，取K=1.1～
1.2；N 额为额定功率，KW ；
[τ] —— 泵轴材料的许用切应力，N/m 2。对普通优质碳钢，[τ]=（343～441）×105；对于合金钢，[τ]=（441～588）×105。
因要求不是很高，故选用45钢，调质处理，[τ]=410×105。
7
.030025.08.91074???=额N =11.277 KW 13.532411.2772.1=?=='额KN N KW
则：
32.871480
5324.131055.93=??=Mn N.m 2240
2.032.873=?=d mm 应用上式求出的直径值，一般作为承受扭矩作用轴段的最小直径的参考值。若受扭矩段有键槽，应适当增大轴径以考虑键槽对轴强度的削弱。通常，有一个键槽，直径增大3%。若同一截面有两个键槽，应增大7%。
()6.20%3120=+?≥d mm
初定装叶轮处的轴径:
34=B d mm
常取轮毂直径
d h = (1.2～1.4)d B
则：
d h = (1.2～1.4)×30= 36～42mm
取：
d h = 40 mm
3.1.2 叶轮进口直径D 0的计算
叶轮进口直径的大小取决于叶轮的进口速度C O ，为了保证泵的抗气蚀性能和水力效率， C O 一般不超过3～4m/s 。
确定临界沉降速度
由
公式：V l =11
2s s s gD F l - 确定
（3.3） 式中：V l ----------临界沉降速度 m/s
g------------重力加速度 m/s 2
D------------管径 m
F l -------------与颗粒浓度有关的系数。由图9-29（泵与风机）
F L =lg3.5=1.2
S 1=1 S=1000
2480=ρρs =2.48 所以 V L =48.1103.08.922.1???? =2.07m/s
通常叶轮进口流速为3m/s----5m/s 。该流速应大于颗粒的临界沉降流速V L 。 因为速度相等，所以D 0=D S =100mm
3.1.3 叶轮出口直径的初步计算
叶轮外径D 2和叶片出口角β2k 等出口几何参数，是影响泵压头的最重要因素。因为压出室的水力损失和叶轮出口绝对速度的平方成正比，所以为了减小压出室的
水力损失，应设法减小叶轮出口的绝对速度值。因此，确定D 2的原则是在满足设计参数条件下使叶轮出口绝对速度最小。
根据理论推导和统计资料，得出D 2的计算式：
kH gH n D ?=
π602
(3.4) 式中： KH ————离心式渣浆泵的扬程系数。在总结分析渣浆泵优秀水力模型基础上，发扬泵系数与泵比转数变化有一定规律。运用数值分析拟合出KH 计算公式。
KH=0.667839-0.003642n s +0.000014n s 2
(3.5)
=0.667839-0.003642*67+0.000014*672
=0.487
所以 D 2=487
.0308.9148014.360???=317mm 可将其圆整为320mm
3.1.4 叶轮入口宽度b 1的计算
叶轮出口宽度b 1可用下式计算:
111v D q b vt π=
(3.6) 式中: q vt =v v
q η=910
.0025.0=0.027 v η为泵容积效率，可按泵与风机图8-1选取。
所以 b 1=0
.310.014.3027.0??=22mm 3.1.5 确定叶片入口处圆周速度u 1
u 1=60
148012.014.3601??=n
D π =9.29m/s （3.7）
3.1.6 叶片数的计算与选择
叶片数的选择，一方面要尽量减小叶片的排挤作用和表面的摩擦，另一方面要使叶片间流道有足够的长度，以保证液流的稳定性和叶片对液体的充分作用。一般情况下可按表3.1所列的比转数进行选择。
表3.1 叶片数与比转数的关系
n s =67，故取：
Z=6 3.1.7 确定叶片入口轴面速度r ?
r
v 1=11v ??
（3.8）
式中?一般取1.1—1.3，对于低比转速来说一般取大值
所以r v 1=1.3?3=3.9m/s 3.1.8 确定叶片入口安装角1β
叶片进口角通常大于液流进口水力角，一般冲角取03=?β~150。采用正冲角
的优点有：①减小叶片的弯曲，增加叶片进口过流面积，从而减小叶片进口处的c 1和ω1；②在设计流量下，液体在叶片背面产生脱流，因此处叶片流道的低压侧，形成的旋流不易向高压侧扩散，因而旋流是稳定的、局部的，对气蚀的影响较小；③改善在大流量工况的工作条件。总之，采用正冲角能提高抗气蚀性能，并且对泵效率影响不大。
假定液体是无旋流入叶轮内，则由速度三角形可知。
tan 1
11'u v r =β （3.9） 式中1'β为液体进入叶轮相对速度的液流角
所以1'β=arctan 1
1u v r =arctan 29.99.3=220 叶轮入口处的叶片安装角比相对速度液流角增大了一角度。这个角度叫做冲角，以β?表示。所以叶片入口安装角1β为：
1β=1'β+β?=220+40=260 （3.10）
叶片入口安装角一般取100~400，所以选择较合理。
3.1.9 确定叶片厚度
对铸铁叶轮，叶片最小厚度取3mm----4mm 。对于铸钢叶轮，叶片最小厚度取5mm----6mm
所以该泵的叶轮采用铸铁，叶片厚度取S 1=8mm
3.1.10计算叶片排挤系数1?
()111111b t b t δ?-==1
11δ-t t 式中：t 1—— 叶片节矩。
t 1=Z D 1
π
1δ——叶片在圆周方向的厚度，111sin βδs =
所以1111
1sin βπ?S Z D z D -==0
35sin 008.0610.014.3610
.014.3-??=1.28 故1?与初选值相差不大，不用重选。 3.1.11 叶片包角?的确定
包角越大，叶片间流道越长，则叶片单位长度负荷越小。流道扩散程度越小。有利于叶片与流道的能量交换。如叶片包角太大，则叶片与流体的摩擦损失增加，铸造工艺性差。所以包角大小应当选取适当。
目前对于n s =60到220的泵，一般取?=750——1500。低比转速数叶轮取大值，相反高比取小值。所以本设计中取?=930
3.1.12 叶片出口安装角2β
对于低比转速的泵，通常选用200——300。本设计中去较大值，故2β=300
3.1.13 叶轮出口宽度b 2
b 2=3n
q kq v 式中：b 2——叶轮出口宽度。m
q v ——泵额定流量。 m 3/s
在总结优秀渣浆泵水力模型基础上，运用数值分析∑出流量系数k q 的计算公式。
k q =0.133272+0.000727n s -0.000005n s 2
式中：k q ——离心式渣浆泵流量系数。
n s ——泵额定比转速。
所以：k q =0.133272+0.000727?67-0.000005?672
=0.16
故 b 2=3n
q k v q ? =0.163
601480025.0? =16m
3.1.14 确定叶轮出口绝对速度与圆周速度的夹角d 2
1）无限叶片数时的值
在叶轮叶片无穷多时，液体流出叶轮的方向为
tand 2=∞
v r v v 22 2222t a n βr v v u v -
=∞ 所以 2
2222tan tan βr r v u v d -= 式中：s m gh kv v r r /67.2308.9211.0222=???==
s m gh k u v /52.23308.9297.0222=???==
所以 012
2221230tan 67.252.2367.2tan tan tan -=-=--βr
r v u v d =80 2）有限叶片数的值。
在有限叶片时，液体实际流出角为'2d
所以，u r v v d 22'2tan =，故u r v v d 221'2tan -= 其中，p
v v u u +=∞122 对于径向叶片，212222
2r r r z p -=?
式中，?——经验系数，一般在0.8-1左右，叶片数少取大值。
Z ——叶轮叶片数。
r 2——叶轮出口半径。
r 1——叶轮入口半径。
则，39.006.016.016.06122
22
=-??=p 故 39
.0122+=∞u u v v 其中 9.1830
tan 67.252.23tan 02222=-=-=∞βr u v u v 所以 s m v u /6.1339
.019.182=+= 液流流出叶轮的绝对速度为：
s m v v v r u /9.1367.26.13222
2222=+=-=
4 泵体的设计
4.1 吸入室的设计
吸入室泛指泵进口（吸入口）到叶轮进口前的一段流道（空间）。因此，吸入室应保证叶轮进口前流道分布均匀，液流运动的速度方向符合要求，并尽可能地减小吸入室的水力损失。
本设计中采用直形吸入室。直形吸水室出口直径与叶轮进口直径相同，所以D=100mm
4.2 压出室的设计
压出室的作用在于：①将叶轮中流出的液体收集起来并送往下一级叶轮或管路系统；②降低流体的流速，实现动能到压能的转变，并可减小流体流往下一级叶轮或管路系统的损失；③消除液体留出叶轮后的旋转运动，以避免由于这种旋转运动带来的水力损失。
蜗形体是用的最广的一种压出室，蜗形体的断面形状主要有梯形、矩形和圆形。梯形断面因其机构简单，水力性能好，是蜗形体断面中用得最广的一种。故本设计中采用梯形断面的压出室。
4.2.1 蜗形体的计算
螺旋式压水室螺旋线开始位置称为隔舌。隔舌所在半径r3，称为基圆半径。隔舌与叶轮外径间应有一适当的间隙，间隙过小则可能泵在大流量下压水室内产生气蚀，并伴随有噪音和振动；若间隙过大，则由于流体在间隙内循环而损失功率，使泵的最佳效率下降。通常r3 = (1.03～1.05)r2，对于低比转数泵取小的系数，而高比转数取大一些的系数。
1）基圆D3=（1.03~1.10）D2，即(4.1)
D3=1.10 317=349mm。圆整为350mm。
2）涡室入口宽度b3
一般取b3=b2+2s+c (4.2)
其中，b2——叶轮出口宽度。mm
水泵在管道管线上的选型配管要求 为了提高水泵的吸入性能，水泵吸入管路应尽可能缩短，尽量少拐弯（弯头最好用大曲率半径），以减少管道阻力损失。为防止泵产生汽蚀，泵吸入管路应尽可能避免积聚气体的囊形部位，不能避免时，应在囊形部位设DN15或DN20的排气阀。当泵的吸入管为垂直方向时，吸入管上若配置异径管，则应配置偏心异径管，以免形成气囊。 为了避免管道、阀门的重量及管道热应力所产生的力和力矩超过泵进出口的最大允许外载荷，在泵的吸入和排出管道上须设置管架。泵管口允许最大载荷应由水泵制造厂提供。垂直进口或垂直出口的泵，为了减少对泵管口的作用力，管口上方管线须设管架，其平面位置要尽量靠近管口，可以利用管廊纵梁支吊管线，所以常把泵布置在管廊下。 输送密度小于650Kg/m3的液体，如液化石油气、液氨等，泵的吸入管道应有1/10~1/100的坡度坡向泵，使气化产生的气体返回吸入罐内，以避免泵产生汽蚀。单吸泵的进口处，最好配置一段约3倍进口直径的直管。 对于双吸泵，为了避免双向吸入水平离心泵的汽蚀，双吸入管要对称布置，以保证两边流量分配均匀。垂直管道通过弯头直接连接，但泵的轴线一定要垂直于弯头所在的平面。此时，进口配管要求尽量短，弯头接异径管，再接进口法兰。在其它条件下，泵进口前应有不小于3倍管径的直管段。 泵出口的切断阀和止回阀之间用泄液阀放净。管径大于DN50时，也可在止回阀的阀盖上开孔装放净阀。同规格泵的进出口阀门尽量采用同一标高。 非金属泵的进出口管线上阀门的重量决不可压在泵体上，应设置管架，防止压坏泵体与开关阀门时扭动阀门前后的管线。 蒸汽往复泵的排汽管线应少拐弯，在可能积聚冷凝水的部位设排放管，放空量大的还要装设消音器。进汽管线应在进汽阀前设冷凝水排放管，防止水击汽缸。 蒸汽往复泵在运行中一般有较大的振动，与泵连接的管线应很好地固定。 当水泵出口中心线和管廊柱子中心线间距离大于0.6m，出口管线上的旋启式止回阀应放在水平位置，此时不允许在阀盖上装放净阀。 当管线架在和电动机的上方时，为不影响起重设备吊装，管线要有足够的高度。输送腐蚀性液体的管线不宜布置在原动设备的上方。 管廊下部管线的管底至地坪的净距离不应小于4m，，以满足检修要求。 当管线架在泵体上方时，管底距地面净空高度应不小于2.2m。
目录 一、概述 (2) 二、特点 (2) 三、型号和表示方法 (3) 四、工作原理 (3) 五、结构说明 (3) 六、装配和拆卸 (4) 七、设备安装 (5) 八、运转 (6) 九、维护保养 (7) 十、故障分析 (9) 附录1（耐磨材料选择表） 附录2（密封型式选择表） 附录3（泵传动方式选择）
一、概述 1、本系列渣浆泵系高效节能、单级、单吸、悬臂式离心泵，用来输送含有固体颗粒的磨蚀性或腐蚀性浆体。广泛用电力、矿山、冶金、煤炭、建材、化工、食品、水利及污水处理等行业。其固液混合体的最大重量浓度：灰浆为45%，矿浆为60%。 2、本系列泵有50多个基本型号，通过变速可获得300多种性能供用户选择。 3、过流部件材质应根据输送浆体的物理（颗粒组成、粒径、形状、硬度、浓度）和化学（酸、碱、油）特性而定。（各种材质及特点可通过附录1查得） 4、泵的传动方式有直联传动和皮带传动两种形式，共分为DC、HC、CR、CL、ZV、CV等多种方式。（详见附录3）从原动机方向看，泵为顺时针方向旋转。 二、特点 针对渣浆泵的三大技术难题：寿命短、密封难、能耗大，我厂通过技术攻关设计制造了独具特点的ZJA及ZJLA系列两相流渣浆泵。由于两相流渣浆泵的水利设计充分考虑了固液流场的运动情况，所以在渣浆输送时能保持良好的性能。其技术特点如下：（1）高效节能：一般的杂质泵输送浆体时，其效率总是下降的，而且浓度越高，粒径越大，降低的幅度也越大。而二相流渣浆泵输送浆体时，其效 率一般高于清水。这是因为泵的水力设计是以固液二相流场设计的，对 清水和渣浆的输送来讲，更适应渣浆的输送。这一降一升，二相流泵的 运行效率提高了3~10%。所以二相流泵具有新的能量转换规律。 （2）耐磨蚀、使用寿命延长：一般杂质泵输送浆体时，固体发生的主要是撞击磨损，水泵的汽蚀性能随着流量的加大而恶化。而二相流渣浆泵的流 道设计符合固体流场的变化规律，固体沿着叶轮型线运动，叶轮发生的 主要是磨擦磨损，泵的汽蚀性能随着流量的加大变化比较平稳，所以二 相流泵具有新的磨损规律。在同样条件下，二相流泵的使用寿命比一般 杂质泵长1~3倍。 （3）节水，适合高浓度输送：一般的杂质泵，随着浆体浓度的提高，性能逐渐恶化。而二相流泵的水力设计充分考虑了固体（包括浓度、粒径、形 状等）的运动情况，在输送高浓度（一般重量浓度γG可达60~70%）渣 浆时仍具有良好的水力性能，满足工艺流程对高浓度的要求。故二相流 泵适合输送高浓度浆体的要求。
渣浆泵结构形式 按结构分为单科泵和双壳泵两类。其中单壳泵包括D,DG,ZJL等形式;双壳泵包括ZJ,ZJG等形式。按出口直径分 600mm,400mm,350mm,250mm,200mm,150mm,100mm,80mm65mm,50mm,40mm,25 mm等多种规格 结构特点StructralFeatures 泵头结构：泵体视需要采用双层泵壳和单层泵壳 双壳泵外壳结构为垂直中开式，出水口位置可按45o间隔，旋转8个不同安装使用 托架结构:Support 水平中开式Centrallysplitinhorizontaldirection 悬架式Hangingbracket 轴承形式:ShaftSeal 副叶轮动力密封+填料密封ExpellersealandPackingseal 填料密封Packingseal 机械密封Mechanicalseal 传动方式DrivingPatterns 直联传动（DC）Directdriven（DC） 液力耦合器传动（HC）Directdrivenviahydrauliecoupling（HC） 皮带传动（CR,CL,ZV,CV）Beltdriven（CR,CL,ZV,CV） 材料特点：FeaturesofMaterial: 金属材料Metal 以抗磨损为主的金属材料High-abrasivemetalmaterials 既抗磨损又耐腐蚀的金属材料 High-abrasiveandcorrosionresistingmetalmaterials 以耐腐蚀为主的金属材料Corrosionresistingmetalmaterials 使用特点：FeaturesofUse:
泵的计算与选型导则 T-PE002502C-2003 1 总则 1.1 目的 为使SEI工艺系统设计人员合理、准确、可靠地进行泵系统有关计算和选型的设计，特编制本导则。 1.2 范围 本导则适用于石油化工装置工艺系统设计中有关离心泵和往复泵系统计算和选型设计。 1.3 引用文件 下列文件中的条款通过本导则的引用而成为本导则的条款，其最新版本适用于本导则。 HG/T 20570.4 《泵和压缩机压差分析》 HG/T 20570.5 《泵的系统特性计算和设备相对安装高度的确定》 GB/T 7021 《离心泵名词术语》 GB/T 7785 《往复泵分类和名词术语》 GB/T13006 《离心泵、混流泵和轴流泵气蚀余量》 2 术语 2.1 扬程pump head 泵产生的总水头。其值等于泵出口总水头和入口总水头的代数差。符号：H，单位：m。 1）水头head 单位重量的流体具有的能量。以液柱高度表示的值。单位：m。 2）总水头otal head 液体具有的压力水头、位置水头和速度水头之和。单位：m。 3）出口总水头（排出扬程）total discharge head 换算到基准面上的泵出口截面总水头。单位：m。 4）入口总水头（吸入扬程）total suction head 换算到基准面上的泵入口截面总水头。单位：m。 2.2 规定扬程specified pump head 对应于合同单上规定流量的扬程。 2.3 静扬程（总静压头）total static head 泵装置上吐出液面和吸入液面之间总水头之差。等于几何高度加上吐出液面和吸入液面之间压力水头之差。单位：m。 2.4 理论扬程theoretical pump head 泵给予单位重量液体的能量，通常指未考虑泵内损失时的理论值。单位：m。
渣浆泵概述及特点 渣浆泵类型： 渣浆泵从物理学原理上讲属于离心泵的一种，从概念上讲指通过借助泵叶轮的旋转产生的离心力使固、液混合介质能量增加的一种机械，将电能转换成介质的动能和势能的设备。 渣浆泵的名称是从输送介质的角度来划分的一种离心泵。另外渣浆泵从不同角度还可以具体划分不同类型： 1 、从叶轮数目划分：单级泵和多级泵 2 、从泵轴与水平面位置划分：卧式泵和立式泵（液下泵） 3、从叶轮吸入进水的方式划分：单级泵和双吸泵 4、从泵壳的结构方式：水平中开式和垂直结合式 渣浆泵的结构 泵头部分 1、ZJ、ZG、ZH、ZM、ZHH型渣浆泵为双泵壳结构，即泵体、泵盖带有可更换的耐磨金属内衬（包括叶轮、护套、护板等）。泵体、泵盖根据工作压力采用灰铸或球墨铸铁制造，垂直中开，用螺栓连接。泵体有止口与托架用螺栓连接。泵的吐出口方向可按八个角度旋转安装。叶轮前后盖板带有背叶片以减少泄露及提高泵的使用寿命。 2、ZH渣浆泵该系列泵为卧式、垂直中形式、双泵壳结构渣浆泵。泵体和泵盖带有可更换的金属内衬，内衬材质为高铬耐磨合金材料，内衬可一直用到磨穿为止，延长维修周期，降低运行成本。泵的出口方向可按8个角度旋转安装。 轴承组件：泵的轴承组件采用圆筒式结构，便于调整叶轮与前护板的间隙，维修时可整体拆出。轴承采用油脂润滑。 轴封（密封）：泵的轴封型式有填料密封、付叶轮密封、机械密封。 传动方式：有V型三角带传动、弹性联轴传动、齿轮减速箱传动、液力偶合器传动、变频驱动装置、可控硅调速等。其中V型三角带传动有CR、CL、CV、ZV、ZL、ZR传动。 整体性能：泵的性能范围宽、汽蚀性能好、效率高。可采用多级串联技术，以满足远距离输送。过流部件有多种金属可供选用，并且增加深度。采用多种速度和多种变型方式，使得泵在最佳工矿下运行。使用寿命长，运行效益高，能满足多类恶劣的输送条件。 3、ZD、ZS(H)型为单泵结构（即不带内衬）。泵体、泵盖和叶轮采用耐磨金属制造。泵体、泵盖的连接采用特殊的夹紧结构，泵出口方向可任意旋转，安装拆卸方便。 4、ZL型渣浆泵，为立式渣浆泵，泵体泵盖与轴是立式垂直。ZL型也是单壳泵，泵体泵盖可以做成金属的或橡胶的。 5、渣浆泵泵头专业的称谓是泵体和泵盖。一般渣浆泵的所谓泵头应该包含泵体和泵盖部分。泵体主要连接的是泵的转子，通过轴承将叶轮，密封，轴承组件连接起来。泵盖是和泵体对应的部分，与泵盖共同组成
渣浆泵和水力旋流器系统 管路计算 2010.1.24
选矿厂渣浆泵和水力旋流器系统 管路计算 选矿厂磨矿和磁选的工艺过程 工艺说明：试验厂破碎系统处理原矿能力100万吨/年，采用18小 时工作制，年工作330天，日处理铁矿石3030吨，系统破碎能力168.3t/h 。一次抛尾5%，二次抛尾20%，合计25%，日抛尾量757.5吨，抛尾量42.08 t/h 。破碎系统小时生产0-12㎜细矿126.22吨，日产0-12㎜细矿2272吨（按日工作18小时算），年产0-12㎜细矿75万吨。磨矿系统年实际处理矿量75万吨，24小时工作制，小时处理能力94.7吨。设计按101吨/小时。 1、3#、6#球磨机溢流至1＃、2#泵坑管路：3#、6#球磨机溢流排至1＃、2#泵坑，和1#、2#磁选机粗精矿一起打入二段旋流器。球磨机出口距泵坑中心18米。球磨机排出干矿量94.35 t/h ，矿浆浓度73%，矿浆量64m 3/h ，矿浆的比重1.41，在排料溜槽加水98 m 3/h ，使浓度由73%变为41.5%。总的矿浆量162 m 3/h ，每台流量81 m 3/h 。矿石粒度-200目占40～60时，坡度14～10%，选坡度10%对应的角度 5.7°此时输送管路d=??? ??i Q k d 83=?????? ???%103600810961.083=0.152m=182㎜。可用DN 200㎜，规 格为无缝钢管。此管全长18米，高差2.85米。 2.1 90°弯头：DN200 Φ219*6 数量：2个 单重： 公斤 总重： 公斤 3、1#渣浆泵至2#旋流器进料管：1#泵的型号100ZBG-500，输送矿量
摘 要 离心式渣浆泵广泛应用于煤炭、矿山、冶金、电力、水利、交通等 部门，主要进行静矿、尾矿、灰渣、泥沙等固体物料的水力输送，但其 过流部件的磨损相当严重，其主要破坏形式为过流部件洞穿和变形，过 流部件的严重磨损，恶化了泵内流动特性及外特性，缩短了泵的实际使 用寿命，使生产效率降低，加大耗能和设备的投资，进而影响生产的发 展。因此所设计的渣浆泵中采用多叶片数来减少单个叶片的磨损，适当 的增加过流部件的厚度并采用高硬度的耐磨材料来来减小磨损， 将叶轮 入口的后盖板设计为凸出的、由光滑圆弧组成的轮毂头。采用填料密封 来防止高压液体从泵中漏出和防止空气进入泵内并用背叶片来平衡轴 向力。本设计详细介绍了渣浆泵的总体结构，工作原理和结构设计。 关键词：叶轮 背叶片 填料密封
Abstract The slurry pump is the extensive applying in the coal, mineral mountain, metallurgy, electrical, water conservancy, transportation and so on. It is main to proceed the water power of the static mineral, tail mineral, ash grain, sediment solid material transportation. But its very serious over the abrasion that flow the parts. Its main breakage form is over flow the parts penetrate with transformation. Over serious abrasion that flow the parts，it is worsening the pump inside flows characteristic and outside characteristics, shorting the actual service life of the pump and making production efficiency lower, enlarging consumes the investment of the equipments, and then affecting the development of the production. It adopt many leaf's number to reduce the single abrasion of leaf's slice for this designing slurry pump, also increased combines over the thickness that flow the parts the high degree of hardness in adoption bears to whet the material to come to let up the wear and tear, and empressed an entrance covers plank design as to bulge and smooth hubcap head . Adopted the filler which is sealed completely to prevent the high pressure liquid to leak from the pump with keep air from entering to pump the inside counteract to carry on the back leaf's slice to equilibrium stalk face dint. This design was detailed to introduce the total construction that slurry pump, the work principle designs with the construction. Key words : impeller auxiliary impeller the filler seals
一、.渣浆泵的用途 渣浆泵可广泛用于矿山，电力、冶金、煤炭、环保等行业输送含有磨蚀性固体颗粒的浆体。如 冶金选 渣浆泵 矿厂矿浆输送，火电厂水力除灰、洗煤厂煤浆及重介输送，疏浚河道，河流清淤等。在化工产业，也可输送一些含有结晶的腐蚀性浆体。 首先，在选矿厂的应用，80%左右都是用在矿山行业选矿厂。由于矿石初选工况较为恶劣，因此在这一工段，渣浆泵的使用寿命普遍较低。当然，不同的矿石，磨蚀性也不一样。如在精矿输送等工段相对磨蚀性减小，泵的整体使用寿命也就较长。所以一般用户在采购过程中经常问到供应商的产品的使用寿命问题时候，严格讲任何一家生产商等都不会毫无根据的为用户承诺一个准确使用寿命周期，因为过流部件的使用寿命（耐磨耐腐蚀件）的寿命取决于多种不同因素，工况的的多样性和复杂性导致同样品质的材质的使用寿命是有差异的。但是在前期选型阶段可以让有实力的生产厂家为其做合理工况选型设计。 其次，在电力行业，主要是火力发电厂。目前我国电厂中主要是火力发电和水利发电，在火电厂中，由于用大量燃煤发电，燃煤后的炉渣或者灰渣需要清除，渣浆泵被用在除灰渣的作用，炉渣通过混合一定量的水后，通过渣浆泵将其输送到灰渣堆放的地方，因此有时渣浆泵在电厂也成为灰渣泵。 再次，在洗煤行业，由于工况不同，较大煤块，煤矸石容易堵塞，对于渣浆泵的设计要求很高。淮北矿务局下属某洗煤厂05年采用经特殊设计的、替代原来从澳大利亚进口的渣浆泵，至今运转正常，输送较大煤块、煤矸石无堵塞，使用磨损寿命超过了国外进口泵。 在海水选砂领域，渣浆泵应用也开始逐渐被客户认可。但是在海水里选砂，河道里挖沙，渣浆泵更容易被称为砂泵，挖泥泵。尽管叫法不一，但是从结构特点和泵的性能原理上来讲，都可以通称为渣浆泵。因此在这海水选砂中我们经常称为砂泵，在河道清淤里面习惯上叫挖泥泵。 渣浆泵的用途虽然广泛，但是正确的应用是十分重要的。渣浆泵由于其名称本身的局限性使得一些非本行业的人对此产生误解，事实上，泥浆泵，杂质泵，挖泥泵，清淤泵，等都在渣浆泵的应用范围。 二、渣浆泵型号解释及意义
1.概述 ZGB(P)系列渣浆泵是我厂针对除灰除渣工况特点，在多年渣浆泵设计制造经验基础上，广泛吸取国内外先进技术和研究成果，自行开发设计的新型产品。该系列产品具有结构合理、效率高、寿命长、可靠性高、维修方便、运行费用低等显著优点，广泛用于电力、冶金、矿山、煤炭、建材、化工等工业部门输送含有磨蚀或腐蚀性的渣浆，特别适用于电厂灰渣输送。 泵型号意义： 例如： 100 Z G B (P) 多级串联（3-4）级（1、2级无标记） 系列代号 高扬程 渣浆泵 吐出口直径（mm） 2.结构说明 ZGB(P)系列渣浆泵结构相似，均为卧式、单级、单吸、悬臂双泵壳离心式，其结构特点分泵头部分、轴封部分、传动部分作分别说明。 2.1泵头部分 ZGB(P)系列渣浆泵为双泵壳结构，即泵体、泵盖带有可更换的耐磨金属内衬（包括护套、护板等），如图1和图2所示。泵体、泵盖根据工作压力采用灰铸铁或球墨铸铁制造。该系列泵均为垂直中开式，吐出口方向可按450间隔八个角度旋转安装。
叶轮前后盖板设有付叶轮以减少泄漏及提高泵的使用寿命。 该系列进口均为水平方向，从传动端看泵为顺时针旋转。起动及运转时，严禁电机反方向旋转。否则，将使泵叶轮脱落造成事故。 2.2 轴封部分 轴封有两种型式： (1) 付叶轮加填料组合式密封：该种密封型式是我厂采用可靠性设计研制的高性能密封，它使轴封的泄漏减少到了最小。针对某些不允许稀释、不允许加轴封水的特殊工况（单级）也能正常工作，并达到无任何泄漏的效果。付叶轮、减压盖、轴套均采用耐磨材料制造，维修量少、使用寿命长，使整机平均无故障工作时间MTBF大大提高。 (2) 机械密封：该形式的密封特别适用于多级串联渣浆泵的密封，完全无泄漏。 凡串联渣浆泵二级及二级以上，建议采用高压轴封水的机械密封，单级采用付叶轮加填料组合式密封。 2.3轴封水压 对于单级（或串联一级）采用填料加付叶轮组合式密封，轴封水压力一般不低于0.2Mpa。 对于多级串联采用填料加付叶轮组合式密封，二级和二级以上轴封水压力一般为： n-1 第n 级轴封水最低压力=∑Hi + 0.7Hn, 其中n≥2 i=1 对采用机械密封，各级泵的轴封水压力一般要求比泵出口压力大0.1Mpa。
渣浆泵各种选型计算公式 各行业标准中渣浆泵选型公式列出，公式中各符号都进行了统一。1）典型渣浆法 管路特性： 清水Hf=ΔH+(1+ξ)(V^2)/(2g) 浆体Hmo=ΔΗ+0.72Ko(Vl^2)+0.58Ko(V^2) 泵的特性： 浆体Hm=ΔΗ+0.72Ko(Vl^2)+0.58Ko(V^2) 清水Hs=Hs*HR 2）选煤厂法1 管路特性： 清水Hf=ΔH+iL+2 浆体Hmo=ΔΗ+imL+2 泵的特性： 浆体Hm=ΔΗ+imL+2 清水Hs=H/Km 3）除灰计算法 管路特性： 清水Hf=ΔH+1.05iL 浆体Hmo=ΔΗγm+1.05imL 泵的特性 浆体Hm=1.1Hmo 清水Hs=Hs*γm*Km 4）尾矿计算法 管路特性：
清水Hf=ΔH+iL+∑hi 浆体Hmo=ΔΗγm+imL+∑hi 泵的特性： 浆体Hm=ΔΗγm+imL+∑hi 清水Hs=Hs*γm*Km*Kh 5）充填采矿法 管路特性： 清水Hf=ΔH+1.05iL+∑hi 浆体Hmo=ΔΗγm+imL+∑hi 泵的特性： 浆体Hm=ΔΗγm+imL+∑hi 清水Hs=Hs*Km*Kh 6）冶金矿山法 管路特性： 清水Hf=ΔH+iL+∑hi 浆体Hmo=ΔΗγm+imL+∑hi 泵的特性： 浆体Hm=ΔΗγm+imL+∑hi 清水Hs=Hs*γm*Kh 式中的符号及意义 Hf、Hmo，Hm、Hs管路的清水水头和浆体的水头，泵体的浆体扬程和清水扬程；ΔH扬程损耗； L管道长； i、im清水和浆体的摩擦阻力系数； Kh=1-0.25Cw γm浆体比重；
Ko=H/(V^2),清水计算管路水头与速度平方之比。 Vl临界沉降速度。 Km=Hm/（Vm^2）浆体计算管路水头与速度平方之比。
渣浆泵型号说明及介绍 ZJ渣浆泵作为一类特殊的渣浆泵，为单级单吸式渣浆泵，泵体采用内外双金属结构，泵壳为垂直中开式出水口可按45°间隔旋转八个不同的位置。 什么是ZJ渣浆泵?ZJ渣浆泵型号说明 (一)ZJ渣浆泵的定义 ZJ渣浆泵具有高效、节能、使用寿命长、重量轻，结构合理，运行可靠，维修方便的特点，适用于电力、冶金、煤炭、建材等行业，处理介质为含有固体颗粒的磨蚀性或腐蚀性浆体，固液混合浓度灰浆为45%，矿浆为60%，介质温度≤60°C，该型泵可以多级串级使用。 泵体泵盖及过流部件：该系列泵为卧式、垂直中形式、双泵壳结构渣浆泵。泵体和泵盖带有可更换的金属内衬，内衬材质为高铬耐磨合金材料，内衬可一直用到磨穿为止，延长维修周期，降低运行成本。泵的出口方向可按8个角度旋转安装。 轴承组件：泵的轴承组件采用圆筒式结构，便于调整叶轮与前护板的间隙，维修时可整体拆出。轴承采用油脂润滑。 轴封(密封)：泵的轴封型式有填料密封、付叶轮密封、机械密封。 传动方式：有V型三角带传动、弹性联轴传动、齿轮减速箱传动、液力偶合器传动、变频驱动装置、可控硅调速等。其中V型三角带传动有CL、CV、CR、ZL、ZV、ZR传动。 整体性能：泵的性能范围宽、汽蚀性能好、效率高。可采用多级串联技术，以满足远距离输送。过流部件有多种金属可供选用，并且增加深度。采用多种速度和多种变型方式，使得泵在最佳工矿下运行。使用寿命长，运行效益高，能满足多类恶劣的输送条件。 (二)ZJ渣浆泵型号说明 国内ZJ型渣浆泵等同于国内的EZJ型。实际上是同一种产品的两个不同叫法。 ZGB系列渣浆泵为卧式、单级、单吸、悬臂、双泵壳、离心式渣浆泵。 相同口径的ZGB和ZGBP型渣浆泵的过流部件可以互换。外形安装尺寸完全相同。ZGB系列渣浆泵的传动部分采用水平中开式稀油润滑托架，并设有内外两组冷系统，必要时可加冷却水。 ZGB系列渣浆泵的轴封型多有两种：付叶轮加填料组合式密封和机械密封。 凡串联渣浆泵(二级或二级以上)建议采用有高压轴封水的机械密封。单级或串联一级采用付叶轮加填料组合式密封。 产品用途： 经过特殊处理，用于海水除灰及海水和盐雾电化学腐蚀工况; 在允许的压力范围内可以多级串联使用，其允许最大工作压力为3.6MPa。
典型的渣浆泵泵池设计 当矿浆使用泵扬送时，泵池的设计十分重要。一个泵池如果连续溢出矿浆或者使泵吸入空气就要对操作、维修和清扫造成严重问题。在设计泵池前，应当确定以下各项： a.固体百分数； b.矿浆中固体的磨蚀性； c.所需的最小吸入压头。 一、泵池的设计综述 泵池和吸入管都是泵系统中的重要环节，泵池是第一位考虑的。矿浆泵池的设计主要要防止产生旋回流和各种旋涡，防止旋涡吸入或其他方式夹杂空气进入吸入管，防止渣浆沉积、聚堵和不均匀分布，防止吸入口阻力过大，减小不必要的水头损失。 旋涡和吸入空气会使泵运行不稳，工况下降，并产生振动、噪音，可靠性差、影响径向机械平衡和使轴承超载；渣浆泵允许含气量一般为5%左右。因此泵池必须科学设计，应做到： 1.使泵池内流动接近自然流动，流道平滑，多台泵要平均吸入，流道不突然扩大，也不急剧改变方向，封闭流道的吸入水槽应防止空气积留。 2.降低进料流道的底面，使其平滑地进入泵池；进料和回料管应设于水中，并离泵吸入管口有一定距离。 3.泵吸入管（管径为d/mm）应具有一定的淹没深度（约4d以上），离池底有一定悬空高度（约1.5d以上），离池壁在2-3d左右，不能太靠近池中央。吸水口附近流速在0.5m/s以下为宜。 4.泵池不要太大，也不能太小，适应矿浆的波动即可（1-3min泵流量）。自动化要求高时应设液位指示器。倾斜侧的角度必须超过固体的安息角（如55°左右），防止固体物料周期性滑入泵内引起堵塞。 5.最好提供较大的泵池高度。渣浆泵吸入性差，因此有条件最好倒灌吸入。 6.泵的配置、流入口的位置、泵池形状应防止产生旋回流和旋涡。
在客观条件影响下，可以用防涡壁、分流墙、浮筏、横向挡板、水平障板和导流板等设施减小或消除。非圆形泵池能避免旋涡产生。 7.含泡沫多的泵池应设消泡设施；对于封闭矿浆罐，应设平衡管控制高度，并在上部接真空以抽走矿浆中的气泡。 所装备的泵池要操作良好，其中矿浆停留时间应当接近一分钟，这样可使带进的空气逸散出来。在处理量很大的选矿厂一分钟太高，致使带进的空气成了一个问题。 在处理磨蚀性矿浆时，要有足够的预防措施以避免给矿物料冲击池底或池的侧壁。在磨损处应考虑衬以橡胶或耐磨的钢板。 应当装备有适当的溢流装置，其溢流管将溢流输送至离开泵和电机的底面。 各泵池应当装置有适当的放矿塞子，最好是快速开启型，这样，由于动力故障或其他事故造成的停车事故时，泵池能排掉其中的矿浆。 二、常用卧式渣浆泵泵池的设计 典型的磨矿回路中，渣浆泵通常用来向旋流器输送给料矿浆，此时，泵、泵池、管路和分配器系统的设计必须决定需要的产量和循环负荷的范围。泵池设计时使用深泵池是有价值的。泵池横断面不宜太大，周壁要陡，以避免堆积的固体物料间断地涌入泵入口。给入矿浆时，应尽可能使固体平稳地顺着斜面流入，以便减少充气现象；不能让给料从很高的地方经过空气落入泵池中。空气会严重破坏分级作用并加剧泵的涌浪倾向，当矿浆液面过于接近泵的入口时，也会有这种倾向。 标准泵池如下图1、图2。 渣浆泵及管路系统属易损件，需考虑备用管线及渣浆泵，常见的设计有1用1备、2用1备、2用2备等。设计时，多台泵间要保持一定的空间距离（在1m以上），以滿足安全规范对操作、检修空间的要求。 以上图3，典型的一用一备两台泵共用一泵池的案例为例，两台渣浆泵1、2需有一定的中心距，除现场场地约束外，平行的两台泵
渣浆泵的结构图及特点 所谓磨刀不误砍柴工，我们在渣浆泵在安装使用之前，一定要清楚其内部结构，才不至于犯一些十分低级的错误。 (一)渣浆泵的结构图 (1)泵头部分 1、M、AH、AHP、HP、H、HH型渣浆泵为双泵壳结构，即泵体、泵盖带有可更换的耐磨金属内衬(包括叶轮、护套、护板等)。泵体、泵盖根据工作压力采用灰铸铁或球墨铸铁制造，垂直中开，用螺栓连接。泵体有止口与托架用螺栓连接。泵的吐出口可按八个角度旋转安装。叶轮前后盖板带有背叶片以减少泄漏及提高泵的使用寿命。 2,AH渣浆泵泵体泵盖及过流部件：该系列泵为卧式、垂直中开式、双泵壳结构渣浆泵。泵体和泵盖带有可更换的金属内衬，内衬材质为高铬耐磨合金材料，内衬可一直用到磨穿为止，延长维修周期，降低运行成本。泵的出口方向可按8个角度旋转安装。 轴承组件：泵的轴承组件采用圆筒式结构，便于调整叶轮与前护板的间隙，维修时可整体拆出。轴承采用油脂润滑。 轴封(密封)：泵的轴封型式有填料密封、付叶轮密封、机械密封。 传动方式：有V型三角带传动、弹性联轴传动、齿轮减速箱传动、液力偶合器传动、变频驱动装置、可控硅调速等。其中V型三角带传动有CL、CV、CR、ZL、ZV、ZR传动。 整体性能：泵的性能范围宽、汽蚀性能好、效率高。可采用多级串联技术，以满足远距离输送。过流部件有多种金属可供选用，并且增加深度。采用多种速度和多种变型方式，使得泵在最佳工矿下运行。使用寿命长，运行效益高，能满足多类恶劣的输送条件。 3、D、G型为单泵结构(即不带内衬)。泵体、泵盖和叶轮采用耐磨金属制造。泵体、泵盖的连接采用特殊的夹紧结构，泵出口方向可任意旋转，安装拆卸方便。 4、EVM,SP型渣浆泵，为立式渣浆泵，泵体泵盖与轴是立式垂直。SP型也是单壳泵，泵体泵盖可以做成金属的或橡胶的。 5、渣浆泵泵头专业的称谓是泵体和泵盖。一般渣浆泵的所谓泵头应该包含泵体和泵盖部分。泵体主要连接的是泵的转子，通过轴承将叶轮，密封，轴承组件连接起来。泵盖是和泵体对应的部分，与泵盖共同组成一个封闭的腔体。泵体与泵盖内部是渣浆泵的内衬。内衬的材质一般有橡胶和高铬合金，一般根据根据工矿条件选择泵的内衬是橡胶还是金属合金。 6、各型泵进口均为水平方向，从传动方向看泵为顺时针方向旋转。
新材料有限公司 渣浆泵 技 术 规 范 书 二〇一二年二月二十二日
渣浆泵技术规范书 一、厂区条件 1.历年平均气温1 2.6℃；极端最高气温41.1℃；极端最低气温-22.2℃；历年平均最高气温18.5℃；历年平均最低气温 7.4℃；最热月（7月）平均最高气温35.5℃；最冷月（1月）平均最低气温-12.3℃；地面最高温度66.6℃；地面最低温度-30.0℃;大气压1016.3Pa；湿球温度26.7℃。 2.历年平均相对湿度 64.8%；历年最小相对湿度 0.0%；地面平均温度14.4℃。 3.年最大降水量1127.0mm；年最小降水量237.5mm；历年平均降水量57 4.4 mm；历年最大日降水量194.9 mm。 4.历年最大冻土深度65cm；历年平均最大积雪深度22cm；历年平均雾日数16天；历年平均降水日数74天；历年平均雷暴日数26天；历年平均大风日数17天；年平均日照时数2633.1小时。 5.供电类型：交流电； 380 V； 50 Hz。 6.灾害天气：台风、雾、风暴潮、雷暴。 二、设备名称及用途 设备名称：渣浆泵 用途：料浆的输送 四、设备供货范围及要求 本次招标范围内各部件的设计、制造、安装、验收均应按照有关的国际标准及规范执行，同时也应符合中国国家标准或行业规范（若两者有矛盾，按较高标准执行）。 本技术规范书仅对该设备做出了最低限度技术要求,对于未提及的技术要求按照最新的国家标准或相关行业标准执行。 （一）总体技术要求
1、投标方提供的设备应功能完整，技术先进，并能满足人身安全、维修方便和劳动保护条件。 2、所有部件均应正确设计和制造，在正常工况条件下均能安全、经济、持续运行，无过度的应力、振动、温升、磨损、腐蚀、老化等其它问题，设备结构考虑方便日常维护（如加油、紧固等）的需要。 3、设备零部件应采用先进、可靠的加工制造技术，应有良好的表面几何形状及合适的公差配合。 4、易于磨损、腐蚀、老化或需要调整、检查和更换的部件应能比较方便地拆卸、更换和修理。 5、所有的材料及零部件（或元器件）应符合有关规范的要求，且应是新的和优质的，并能满足当地沿海地区环境条件的要求。 6、外购配套件须选用优质、节能、先进的产品，并有生产许可证及产品检验合格证，严禁采用国家公布的淘汰产品。 7、所使用的零件或组件应有良好的互换性。 8、各转动件必须转动灵活，不得有卡阻现象。 9、外露的转动部件应设臵防护罩，且应便于拆卸，不得妨碍维修工作。 10、润滑系统要可靠，设备可对多个工作点进行润滑，延长轴承的使用寿命，要求润滑部分密封良好，没有油脂渗漏现象。 11、泵体各密封件密封良好，不存在漏料现象。出现渗漏情况，投标方无条件更换整机。 12、投标方对外购的部件及材料进行检验，并对其质量、性能负责。 13、设备及部件的噪声必须符合国家有关标准规定的要求。 14、要求所供设备的工作方式为连续工作制。 15、要求整机使用寿命大于20年。 (二)具体技术要求 室外安装：环境温度-20℃～+60℃。 安装形式：卧式（料浆调速泵）、立式（污水泵）。 驱动形式：电机直联。 供货范围：每台包括：电机、泵、均配带底座且成套供货、进出口配对法兰及法兰连接螺栓、带基础地脚螺栓及安全罩（螺栓强度8.8级以上）。、 1、电机： 电机轴承采用哈、瓦、洛，电机线圈为铜芯。 防护等级：IP55；绝缘等级：F级绝缘。 防腐等级：户外防腐；全日制工作制。 电机接线盒规格尺寸应适宜连接电源，要求接线时电缆弯曲不超过45度。 电机厂家：佳木斯电机股份有限公司，上海上电，湘潭电机、生建电机。 在正常安装条件下，在满负荷工作条件下可连续、平稳运行，电机温升在规定范围之内。 2、底座： 电机和泵底座为整体式底座（带电机和泵固定螺栓更换孔），用铸铁制作，厚度不小于10mm，必须满足使用要求，出现变形损坏投标方无条件换货。 3、联轴器： 联轴器采用铸铁材质、柱销直联，用先进、可靠的加工制造技术，应有良好的表面几何形状及合适的公差配合。 4、泵体： 采用宽流道形式。
渣浆泵的工作原理 工作原理首先讲述一下离心泵和渣浆泵的关系，然后渣浆泵原理也就自然清晰了。离心概念是从泵原理来讲的。泵有许多种，依据不同的角度可划分几十个类别。 离心泵是从泵的工作原理上划分，是通过离心力作用来达到给输送介质增压的过程。另外还有常见的种类包括螺杆原理，柱塞原理等可以划分出不同于离心原理的泵。 说完离心泵概念，再说渣浆泵，渣浆泵又是从另外一个角度来划分泵的，即从输送介质来划分的。顾名思义，渣浆泵输送的是含有渣滓的固体颗粒与水的混合物。但从原理上讲渣浆泵属于离心泵的一种。离心泵的主要工作部件是叶轮和机壳，机壳内的叶轮装置位于轴上，并与原动机连接形成一个整体。当原动机机带动叶轮旋转时，叶轮中的叶片迫使流体旋转，即叶片对流体沿它的运动方向做功，从而迫使流体的压力势能和动能增加。与此同时，流体在惯性力的作用下，从中心向叶轮边缘流去，并以很高的的速度流出叶轮，进入压出室，再经扩散管排出，这个过程称为压水过程。 同时，由于叶轮中心的流体流向边缘，在叶轮中心形成低压区，当它具有足够的真空时，在吸入端压强的作用下(一般是大气压强)，流体经吸入室进入叶轮，这个过程称为吸水过程。由于叶轮连续的旋转，流体也就连续的排出、吸入，形成连续的工作。离心式的泵(包括渣浆泵)的工作过程，实际上是一个能量传递和转化的过程。它将电动机高速旋转的机械能，通过泵的叶片传递并转化为被抽升流体的压能和动能。渣浆泵可广泛用于矿山，电力、冶金、煤炭、环保等行业输送含有磨蚀性固体颗粒的浆体。如冶金选矿厂矿浆输送，火电厂水力除灰、洗煤厂煤浆及重介输送，疏浚河道，河流清淤等。在化工产业，也可输送一些含有结晶的腐蚀性浆体。首先，在选矿厂的应用，80%左右都是用在矿山行业选矿厂。由于矿石初选工况较为恶劣，因此在这一工段，渣浆泵的使用寿命普遍较低。 当然，不同的矿石，磨蚀性也不一样。如在精矿输送等工段相对磨蚀性减小，泵的整体使用寿命也就较长。所以一般用户在采购过程中经常问到供应商的产品的使用寿命问题时候，严格讲任何一家生产商等都不会毫无根据的为用户承诺一个准确使用寿命周期，因为过流部件的使用寿命(耐磨耐腐蚀件)的寿命取决于多种不同因素，工况的的多样性和复杂性导致同样品质的材质的使用寿命是有差异的。但是在前期选型阶段可以让有实力的生产厂家为其做合理工况选型设计。 目前我国电厂中主要是火力发电和水利发电，在火电厂中，由于用大量燃煤发电，燃煤后的炉渣或者灰渣需要清除，渣浆泵被用在除灰渣的作用，炉渣通过混合一定量的水后，通过渣浆泵将其输送到灰渣堆放的地方，因此有时渣浆泵在电厂也成为灰渣泵。再次，在洗煤行业，由于工况不同，较大煤块，煤矸石容易堵塞，对于渣浆泵的设计要求很高。淮北矿务局下属某洗煤厂05年采用经特殊设计的、替代原来从澳大利亚进口的渣浆泵，至今运转正常，输送较大煤块、煤矸石无堵塞，使用磨损寿命超过了国外进口泵。 在海水选砂领域，渣浆泵应用也开始逐渐被客户认可。但是在海水里选砂，河道里挖沙，渣浆泵更容易被称为砂泵，挖泥泵。尽管叫法不一，但是从结构特点和泵的性能原理上来讲，都可以通称为渣浆泵。因此在这海水选砂中我们经常称为砂泵，在河道清淤里面习惯上叫挖泥泵。渣浆泵的用途虽然广泛，但是正确的应用是十分重要的。渣浆泵由于其名称本身的局限性使得一些非本行业的人对此产生误解，事实上，泥浆泵，杂质泵，挖泥泵，清淤泵，等都在渣浆泵的应用范围。在渣浆泵的应用过程中，一定要注意合理的设计，正确的计算，合适的选型，这几点非常重要。
固液两相流设计渣浆泵 甘肃工业职工大学 秦勇 本文通过固液两相流的动量方程,初步分析了固液两相流的特点,并简单介绍了应用固液两相流设计渣浆泵的有利之处。1 离心泵叶轮中固液两相流分析1.1 固液两相流的动量方程 假设固相由均匀颗粒组成,忽略颗粒之间的作用力:液相作为理想流体处理。由于固液各相的速度场不同,采用两相流体模型,分别建立固液两相流体的动量方用Cv 表示固液两相流体的体积浓度,则在任一体积为V 的两相流体中,液相的体积为(1-Cv )V 。因此液相的动量方程为:D V _f Ds =f f _-△P P f + Fs _(1-Cv )ρf (1)固相和液相在两相流场中同一位置所受压力相同,因此颗粒所受压力亦可用液相类似的方法处理,同时根据动量迭加原理,可得到固相动量方程: (1+C ρf ρs )D V _s Ds -C ρf D s D V _ f Ds =f _s -△P P s +1Cv ρs F _ds (2 ) 式中:V _ f —液相的速度向量ρf —液相的密度fs _—单位质量固体的质量力 Vs _ —固相的速度向量 ρs —固相的密度 Fdf =Fds —单位体积两相流体中固相和液相之间的作用力 C —系数,对于圆球C =1/2 P —固体颗粒单位体积所受压力1.2 研究叶轮中固液两相流体的相对运动,则对于液相有: D W _ f Ds =f f _-△P P f + F d f _(1-Cv )ρf (3)对于固相有: (1+C ρf ρs )D W _s Ds -C ρf D s D W _ f Ds =f s _+△P P s +1Cv ρs F _ds (4) 式中:W _f —液相的相对运动速度 W _ s —固相的相对运动速度 对于(3)(4)二式各项在圆周、径向等方向的分量进行分析可得:固液两相在叶轮流道中流动属于分离流动,即固液两相的速度场是不同的。当固相密度大于液相密度时,固相相对速度及其分量比液相的大,颗粒越粗,它们之间的差值越大:但是固相的绝对速度圆周分量小于液相。沙里亚用高速摄影机拍摄了直径为7.4mm 的钢球和直径7.5mm 的铝球在叶轮水流的运动,分别考察了在1.29Qn 、Qn 、0.53Qn 等工况,得出无论是小流量、额定流量还是大流量均符合这一规律。2 两相流设计的渣浆泵的特点2.1 效率高 由于渣浆泵的自由通过直径加大,叶片数减小,同时内部间隙加大,加上固体的撞击和磨损,摩擦系数加大,机械效率和容积效率必然下降。通常容积效率和机械效率变化范围不大,占的比重也比较小,所以水力效率的变化是主要的,直接影响泵的效率。但是按照两相流设计的渣浆泵的叶型和流道是按照水流的真正速度场设计的,能够最有效地转换能量,而且在一定条件下,水力效率不仅不会下降,反而会有所上升。使渣浆泵输送介质的效率在很大范围内都高于清水。当然如果固体的浓度很高,流量百分比很大,绕流阻力损失占的比重加大,就不一定仍然高于清水,但是实验结果表明,当矿物浆的重量浓度达到50%左右的时候,效率仍然高于清水的效率。2.2 使用寿命长 按两相流设计可以有效地转换能量,减轻磨蚀。从汽蚀破坏的角度来看,两相流设计泵的叶型和流道是按两相流中水流的速度场进行计算的,其压力场也是可以控制的。因此按两相流设计的渣浆泵在实际变工况运行中,很少会发生两相流汽蚀破坏,而是越磨越光,没有出现鱼鳞状或蜂窝状的破坏形式。 从两相流运动方程可以看出,如(下转第17页)
填空题 1、通常情况下，KZJ系列渣浆泵允许输送的最大浆体重量浓度CW为：灰浆和煤浆45%，矿浆和重介60%。 2、KZJ系列渣浆泵过流部件一般采用KmTBCr27或抗磨白口铸铁材料，其热处理硬度可达HRC58—62。 3、拆卸环的作用是在检修泵时方便拆卸叶轮；材料为3Cr13。 4、改变泵性能的调节方法有改变泵的转速；切割叶轮外径；泵的串联与并联。 5、KZJ系列渣浆泵的轴与叶轮采用的联结方式是T形螺纹联结。 6、KZJ系列渣浆泵的轴封形式有1）填料+副叶轮密封；2）填料密封；3）机械密封。 7、粒径、粒形、PH值、硬度、粘度和浆体比重这些主要浆体特性对选型有影响。 8、KZJ系列渣浆泵的结构形式是：卧式轴向吸入；单级单吸离心式渣浆泵。 9、渣浆泵用橡胶材质的适用范围是用于输送无尖角颗粒和小颗粒(dmax≤3mm)的弱酸、弱碱性浆体，温度不超过60℃,最大扬程不超过63米。 10、KZJL液下渣浆泵的结构形式是轴向吸入、单级单吸、立式、单壳体结构。 二、是非题 1、渣浆泵允许电动机带动泵轴反向旋转。（×） 2、采用机械密封带冲洗水的渣浆泵，必须保证轴封水的供应。停泵5-10分钟再关闭轴封水。（√） 3、稀油润滑的渣浆泵，在开车前应按油标的油位线加油。（√） 4、采用机械密封的渣浆泵，装入机械密封后再安装泵联器和皮带轮。（√） 5、KZJ型渣浆泵大都为双泵壳结构，外层为金属泵壳，内层为KmTBCr27。（√） 6、我公司生产的KZJL型液下渣浆泵为无轴封结构。（√） 7、用阀门调节流量时，调节阀应设在泵进口。（×） 8、渣浆泵一般推荐为高位布置，即倒灌。（√） 9、渣浆泵在输送重磨蚀渣浆过程中，可以用出口阀来改变工况点。（×） 10、一般轴承温度最高不得超过75℃。（√）