渣浆泵与管道的匹配浅析
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渣浆泵的结构设计与优化渣浆泵是一种专门用于输送高浓度颗粒状介质的泵,广泛应用于矿山、冶金、电力、化工等行业。
其结构设计和优化对于提高泵的运行效率、延长泵的使用寿命至关重要。
一、渣浆泵的结构设计渣浆泵的主要组成部分包括泵体、叶轮、轴承、密封装置等。
在结构设计中需要考虑以下几个方面:1. 泵体设计:泵体作为渣浆泵的主要承载部分,其设计需要考虑介质的输送能力、泵的压力承载能力以及泵体的结构强度。
一般采用铸铁或高铬合金钢等材料制作,以保证泵体的耐磨性和抗腐蚀性。
2. 叶轮设计:叶轮是渣浆泵的核心部件,其设计对于提高泵的效率和耐磨性至关重要。
叶轮通常采用可拆卸结构,方便更换受损部分,延长使用寿命。
叶轮的叶片采用高硬度合金材料制作,提高抗磨损能力。
3. 轴承设计:轴承是支撑叶轮和泵体的关键部件,其设计需要考虑泵的载荷和转速等因素。
轴承一般采用高强度的合金钢或陶瓷材料制作,以保证轴承的承载能力和使用寿命。
4. 密封装置设计:渣浆泵在运行过程中,介质往往会造成泵体和轴承密封的磨损和泄漏,因此,密封装置的设计尤为重要。
常见的密封方式包括填料密封、机械密封和磁力密封等。
设计时需要考虑介质的粘稠度、压力和温度等参数,选择适合的密封方式,确保密封效果。
二、渣浆泵的优化设计为了提高渣浆泵的效率和性能,需进行优化设计,主要包括以下几个方面:1. 流道设计:优化流道设计是提高渣浆泵效率的关键。
合理的流道设计可以减小阻力,提高流体的输送能力。
通过流场分析和数值模拟,可以确定最佳的流道形状和尺寸,以获得更高的效率。
2. 叶轮结构优化:叶轮结构的优化设计可以提高泵的输送能力和耐磨性。
采用CAD软件进行叶片的设计和模拟分析,优化叶片的偏心和曲线形状,以增加叶轮的耐磨性和抗堵塞性能。
3. 轴承支撑结构优化:轴承支撑结构的合理设计可以提高泵的稳定性和使用寿命。
采用结构优化软件对轴承支撑结构进行有限元分析,确定最佳的结构形式和材料,以提高轴承的承载能力和抗疲劳性能。
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。
渣浆泵流量不稳定1、水泵流量不足多是吸水管漏气、底阀漏气;进水口堵塞,导致流量不足;解决方法:检查吸水管与底阀漏气源,堵住漏气源;清理进水口处的淤泥或堵塞物;2、电压过低导致水泵转速低,水泵流量与转速在一定范围内城正比例关系,转速不足直接影响出水量,解决方法:检查电源电压。
3、管路漏气或泵体内存有空气,从而导致水泵流量不足;解决方法:检查管路漏气源同时排放泵体体内空气。
4、密封环或叶轮磨损过大,叶轮磨损后与原有叶轮标准尺寸不符,导致水泵流量不足;解决方法:更换密封环和叶轮。
5、底阀入水深度不足,抽水时易吸入空气,导致水泵流量不足。
解决方法:根据泵的吸程来控制底阀的深度。
1选用的泵型大,达不到实际的流量2.浆体浓度低3扬程低渣浆泵启动后一段时间工作正常,之后电流逐渐下降,泵的流量明显不足。
停泵后重新起动仍然能正常运行一段时间,之后电流逐渐下降,泵的流量明显不足。
出现这种问题是什么原因?在什么情况下会出现泵流量不稳定的情况?这种现象大多发生在半高位布置状态,主要原因是:第一,渣浆或其它杂物在吸入管内及吸入管口周围堆积,导致渣浆泵发生汽蚀,严重时泵内噪声较大,泵头振动。
处理办法是①彻底清理前池及吸入管。
②减少弯头以下的长度。
③增加搅拌装置减少浆体沉降。
水泵流量不足发现水泵流量不足可能的原因是什么?用何方法解决?(1)水泵内有空气。
办法:放气。
(2)水泵的密封圈另件损坏。
办法:更换密封圈另件。
(3)填料处漏气。
办法:填料上涂些黄油拧紧填料压板。
(4)水泵转速太低,电压是否太低。
办法:设法升高电压。
(5)叶轮、进水口、管道堵塞。
办法:清除杂物。
(6)叶轮磨损过大。
办法:更换叶轮,并检查轴承磨损。
(7)电机转向不对。
办法:调整相位。
(8) 叶轮中心线未浸入液内。
办法:调整浸没高度。
扬程不够石一泵业渣浆泵流量不足,扬程不够可以根据情况切割叶轮。
如何有效的防止气蚀?时间:2013-07-08 13:41:58一定温度的液体,其压力降低到对应的饱和气压以下时即沸腾气化,这是液体本身的固有特性。
浅谈渣浆泵的应用范围及维护措施发表时间:2011-10-09T14:46:19.337Z 来源:《魅力中国》2011年6月下供稿作者:王小奔[导读] 渣浆泵又叫杂质泵,大多数渣浆泵属于离心泵的一种。
◎王小奔(石家庄强大泵业集团有限责任公司,河北石家庄 050035)中图分类号:TD45 文献标识码:A 文章编号:1673-0992(2011)06-161-01摘要:渣浆泵又叫杂质泵,大多数渣浆泵属于离心泵的一种。
渣浆泵是管道水利输送固、液两相的关键设备,主要用于排送含有一定粒度:一定浓度固体颗粒的固、液混合物。
随着管道水力输送技术的蓬勃发展,目前,渣浆泵在很多工业领域都被广泛的应用,它的主要用途是输送带有颗粒的介质。
因为复杂的工况,会导致渣浆泵在日常使用过程中受到较大磨损,所以一定要正确的使用渣浆泵。
由于渣浆泵的名称自身的局限性,使得一些非本行业的人对此产生误解,其实,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,一定要注意这几点:合理的设计,正确的计算,合适的选型是非常重要的。
关键词:渣浆泵;正确使用;日常维护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。
在海水里选砂,河道里挖沙时用的渣浆泵被称为砂泵、挖泥泵。
还有泥浆泵,杂质泵,挖泥泵,清淤泵,等都在渣浆泵的应用范围之内。
虽然叫法不同,但是统称为渣浆泵。
一、渣浆泵的应用范围(一)渣浆泵按照结构形式一般分为立式渣浆泵和卧式渣浆泵两种,按照使用场合又分为耐磨渣浆泵和防腐渣浆泵两种。
立式渣浆泵的驱动端在泵的顶部,可采用直连或者三角带变速传动,泵的泵体部分深入浆体内部。
较深浆体池的深度可采用加长型。
可以在泵的底端加装铰刀,防止浆体沉积。
卧式渣浆泵一般为单级、单吸、悬臂式、双泵壳结构,如ZJ系列渣浆泵、ZGB系列渣浆泵、AH、HH系列渣浆泵等,但也有单壳泵结构,如ZJD系列、KFD系列等。
渣浆泵与管道的匹配浅析摘要本文阐明了输送渣浆管道特性与渣浆泵特性的关系,当选定泵扬程高于管道实际扬程太多时,会导致泵发生汽蚀和寿命大幅度下降,提醒设计者在选泵之前,首先要深入了解渣浆泵的汽蚀特点和最佳阻力损失的计算方法,说明如果渣浆泵能采取无极调速控制则能与输送管路更好地匹配。
关键词渣浆泵;汽蚀;管道阻力在渣浆泵设计及泵改造过程中,经常会遇见选择渣浆泵和输送管道阻力计算的问题,在计算时,如选择的阻力系数偏大,渣浆在管道内的流速不合理,因此得到的管道阻力比实际大,造成泵的扬程高于实际管道阻力过多,实际流量有可能大于泵的临界流量,使泵发生汽蚀,导致运行不稳定或发生事故。
1 泵特性曲线与管道特性曲线的关系泵的特性曲线有Q-H曲线和Q-△hr曲线[1],如图1,这两条特性曲线由泵实际测试得到,在选泵时是由厂家提供,管道系统也有Q-Hm曲线和Q-△hr,曲线,这两条曲线是管道设计时由计算确定的,即:式中:Hm为输送渣浆时,管道装置的扬程,m;Hj为进料池液面至管道出口的垂直高度,m;Σξ为局部阻力系数的总和;λ为输送渣浆时管道的沿程阻力系数;L为管道当量长度,m;D为管道内径,m;g为重力加速度,m/s2;V为管内流速,m/s;△ha为有效汽蚀余量,m;Pa为大气压力,Pa;Pv为载体汽化压力,m;Sm为渣浆密度,t/m3;Hg为进料池液面至泵轴中心之间的距离,m;Hw为吸入管道中的总损失,m。
曲线Q-Hm与Q-H的交点是泵在运行时的工作点,如图1中m点,曲线Q-△ha与Q-△hr的交点,是系统的临界汽蚀点。
因此,Qd就是临界流量。
在一定的吸入装置情况下,要保证泵在运行时不发生汽蚀,则必需使流量Qm小于Qd,此外泵在小流量运行时会使泵内水温升高,使Pv增加,相应△ha就降低了,所以还必须使Qm>Qmin,只有Qd>Qm>Qmin才安全。
也就是说要使泵不发生汽蚀必须使有效汽蚀余量大于必需汽蚀余量。
2 管路与泵匹配不当导致的后果1)当实际管径大于临界管径时,实际流速将小于临界流速,这时实际输送流量将出现波动,甚至出现堵管事故;而当实际管径过小,实际流速过高时,水头损失及管壁磨损都要相应增加,既浪费能源又降低了管道的使用寿命。
渣浆泵工作原理
渣浆泵工作原理是利用电机驱动泵轴旋转,通过泵轴带动叶轮旋转,从而产生高速的旋转动力。
当泵轴旋转时,进口处的渣浆会被离心力推进,进入泵体内部。
在泵体内部,渣浆被叶轮的叶片接收后,叶轮将渣浆推向泵体的出口。
同时,泵体内部的蜗壳会将渣浆引导至出口处,形成高压流动。
渣浆泵的叶轮和泵体之间存在一定的间隙,使得泵体的出口压力大于进口压力。
这样,渣浆泵能够将渣浆输送到较高或远距离的地方。
泵体内部的密封装置能有效地保持泵体的密封性,防止泵体内的渣浆泄露。
另外,渣浆泵还通过泵体的进口处连接管道系统,将渣浆从地面或低洼地带输送到需要的地方。
这些管道系统通常包括各种弯头、管道连接件等,能够适应不同的工作环境和输送要求。
总体来说,渣浆泵通过机械力将渣浆从一个地方输送到另一个地方,实现了渣浆的有效控制和利用。
渣浆泵广泛应用于矿山、煤矿、建筑工地等行业,对于处理大量渣浆具有重要的作用。
渣浆泵的工作原理
渣浆泵是一种用于输送高浓度、高粘度和高固体含量颗粒悬浮物的泵,通常用于矿山、建筑、化工等行业的固液分离过程中。
以下是渣浆泵的工作原理:
1. 装置:渣浆泵由电机、泵体、叶轮、轴承箱等部件组成。
电机通过连接轴带动泵体内部的叶轮旋转,产生离心力。
2. 进料:进料口处的固液混合物被吸入泵体内部,并通过离心力作用,被推到泵体的出口。
3. 离心力:叶轮的旋转产生离心力,使固体颗粒获得一定的动能,并形成一个旋涡。
4. 抛射作用:由于离心力的作用,在泵体的离心腔内形成高速流动的固液混合物。
固体颗粒在离心力的作用下被甩离,而液体部分则随着流动。
5. 输送:固体颗粒被甩离后,通过管道输送到目标位置,而液体则继续流动并回到泵体的进口。
总结:渣浆泵的工作原理是通过离心力将固液混合物中的固体颗粒分离出来,并将其输送到目标位置。
这种泵适用于处理高浓度和高固体含量的颗粒悬浮物,在矿山、建筑和化工等领域具有重要应用价值。
简析渣浆泵设计理论1 对渣浆泵的简析1.1 名词概述渣浆泵是一种用于输送固液混合物的泵,固液体有多种形式,如离心式、混流式、螺杆式等。
我们所说的渣浆泵实际是一种离心式的固液泵。
渣浆泵适用于输送腐蚀比较强,含坚硬固体颗粒的固液混合物,比如矿浆、灰渣、水泥浆、砂砾等。
主要适用于矿山、电厂、疏浚、冶金、化工及石油等行业领域。
水泵除了抽水之外,还可以抽气体、固体。
水泵用电在国家总电量中所占比重很大,其节能情况对国民经济有着重要影响。
水泵不但在节能环节中起着积极作用,还在火力发电减排流程中也发挥着重要作用。
渣浆泵不但比同类产品节能3%~7%,还为大气脱离雾霾“魔爪”做出了积极贡献。
1.2 渣浆泵的性能泵进行性能试验最方便的介质是清水,因此张江泵生产厂家一般仅向用户提供泵的清水性能。
一般来说,用液柱高度表示的扬程仅与液体的运动状态有关。
同一台泵输送水、空气、水银等流体所产生的扬程数值上是一样的。
在泵送浆体时,由于受浆体浓度、固体颗粒的大小、粘度等的影响,使得同一台泵输送清水与输送浆体时扬程和效率都会发生变化。
与泵送清水相比,泵送高浓度粗颗粒的浆体时,泵的扬程和效率有明显的降低。
泵送细颗粒浆体时,在有些情况下泵效率会有所提高。
因此在渣浆泵的选型上除必须知道泵的清水性能之外,还要了解泵送浆体时泵的浆体性能与清水性能方面的区别。
1.3 渣浆泵的应用渣浆泵在洗煤工艺中的应用较为普遍而广泛,煤矿用什么泵呢?大部分人可能都知道是渣浆泵。
那么渣浆泵是在洗煤厂中怎么运用?作用又是什么呢?下面将阐述一下渣浆泵在洗煤工艺中的应用。
和介泵是将和介桶内的介质悬浮液抽送到旋流器内,用于入洗原煤的分选;循环水泵是将浓缩池内澄清后的清水抽送到水洗系统,用于脱介筛的脱介喷水和系统补水;底流泵是将浓缩池内浓缩后的高浓度煤泥水抽送到水洗系统的煤泥搅拌内;压滤机入料泵是将煤泥搅拌桶内的高浓度煤泥水抽送到快开压滤机内,实现煤泥和水的分离;滤液泵是将快开压滤机处理后的液滤回收至滤液桶内,由滤液泵抽送到浓缩池内。
渣浆泵与管道的匹配浅析
作者:魏欲晓
来源:《科技传播》2010年第24期
摘要本文阐明了输送渣浆管道特性与渣浆泵特性的关系,当选定泵扬程高于管道实际扬程太多时,会导致泵发生汽蚀和寿命大幅度下降,提醒设计者在选泵之前,首先要深入了解渣浆泵的汽蚀特点和最佳阻力损失的计算方法,说明如果渣浆泵能采取无极调速控制则能与输送管路更好地匹配。
关键词渣浆泵;汽蚀;管道阻力
中图分类号TH3 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2010)33-0084-02
在渣浆泵设计及泵改造过程中,经常会遇见选择渣浆泵和输送管道阻力计算的问题,在计算时,如选择的阻力系数偏大,渣浆在管道内的流速不合理,因此得到的管道阻力比实际大,造成泵的扬程高于实际管道阻力过多,实际流量有可能大于泵的临界流量,使泵发生汽蚀,导致运行不稳定或发生事故。
1 泵特性曲线与管道特性曲线的关系
泵的特性曲线有Q-H曲线和Q-△hr曲线[1],如图1,这两条特性曲线由泵实际测试得到,在选泵时是由厂家提供,管道系统也有Q-Hm曲线和Q-△hr,曲线,这两条曲线是管道设计时由计算确定的,即:
式中:
Hm为输送渣浆时,管道装置的扬程,m;
Hj为进料池液面至管道出口的垂直高度,m;
Σξ为局部阻力系数的总和;
λ为输送渣浆时管道的沿程阻力系数;
L为管道当量长度,m;
D为管道内径,m;
g为重力加速度,m/s2;
V为管内流速,m/s;
△ha为有效汽蚀余量,m;
Pa为大气压力,Pa;
Pv为载体汽化压力,m;
Sm为渣浆密度,t/m3;
Hg为进料池液面至泵轴中心之间的距离,m;
Hw为吸入管道中的总损失,m。
曲线Q-Hm与Q-H的交点是泵在运行时的工作点,如图1中m点,曲线Q-△ha与Q-△hr 的交点,是系统的临界汽蚀点。
因此,Qd就是临界流量。
在一定的吸入装置情况下,要保证泵在运行时不发生汽蚀,则必需使流量Qm小于Qd,此外泵在小流量运行时会使泵内水温升高,使Pv增加,相应△ha就降低了,所以还必须使Qm>Qmin,只有Qd>Qm>Qmin才安全。
也就是说要使泵不发生汽蚀必须使有效汽蚀余量大于必需汽蚀余量。
2 管路与泵匹配不当导致的后果
1)当实际管径大于临界管径时,实际流速将小于临界流速,这时实际输送流量将出现波动,甚至出现堵管事故;而当实际管径过小,实际流速过高时,水头损失及管壁磨损都要相应增加,既浪费能源又降低了管道的使用寿命。
如果渣浆泵型号已确定,当输送管径过小时,由于水头损失增大,只能提高渣浆泵的转速以增大泵的扬程,否则输送流量减小。
例如山东某氧化铝厂赤泥浆输送系统,采用80ZJ型渣浆泵,管道直径为DN125,由于管径过小,输送流量仅为80m3/h,需要同时开二台泵,而如果采用DN150的管道,输送流量可以达到135m3/h,只需开一台就可以了;
2)如图2所示,用计算的方法来确定管道扬程时,不可避免地要与实际扬程出现差异,如果我们选取的公式不当就有可能出现图2的情况,图中A1线为管道实际扬程曲线,A2为计算管道的扬程曲线,A2线比A1陡,说明计算管道扬程偏大,另外在选泵时,还要加一个扬程余量δH ,以便使泵运行一段时间后(即泵有一定的磨损后),仍能正常运行。
这样就会有下述情况,在设计流量Qm时,实际管道扬程为Hm,本应选泵Q-H曲线(转速为n1时曲线)过m点,由于计算误差( Hm1 - Hm),并又加了一个扬程余量δH,使所选泵的Q-H曲线移到了转速为n2的曲线[2]。
这时,泵的实际输送流量偏移到Qm2,给泵造成以下不利结果:
(1)功率加大,易引起电机超负荷;
(2)当Qm2 >Qd时,泵可能发生汽蚀;
(3)在非额定工况下,泵的寿命与转速成反比;
(4)泵抽空而不能正常运行。
综上所述,我们在管道系统设计中,计算管道汽蚀余量△he时,不能只计算设计流量Qm1点,而是应该计算偏移后的流量Qm2点,使该流量点的管道汽蚀余量满足下式要求:
△he =△hr+0.5(3)
3 采取调速控制使渣浆泵与管路实现最佳匹配
1)如果渣浆泵能调速,则当出现图2所示的流量偏移时,可以使泵的转速由n2降到
n1,实际流量为要求的流量Qm1;
2)由于选择泵时留有扬程余量,泵有一定磨损之后转速仍能满足设计流量的要求。
如果不能调速,则泵在运行初期实际流量将大于设计流量(图3中Qm1(Qm2)>Qm),此时,为了使泵不至于抽空影响正常运转,只好采取加水的方法,其缺点是:
(1)浪费水;
(2)浪费输送水的能源;
(3)如果水资源紧张需要回水的话,则还将增加回水设施和能源消耗;
(4)加快泵和管道的磨损,降低使用寿命。
如果泵能调速,初期采用速度n2,满足设计流量Qm的要求,随着泵的磨损程度的增加,再将泵的转速由n2逐步提高到n1。
3)对具体工况而言,要求的输送流量并不是固定不变的,受各种因素的影响,要求的输送流量会有一定的波动。
如果不能调速,则设计时只能按最大流量来选择泵的转速,而实际流量较小时就采取加水的方法,从而降低泵的使用寿命并造成浪费。
如果泵能调速,则可以通过不断改变泵的转速的方法来适应实际流量波动的要求。
4 结论
1)管路Q-H曲线与泵Q-H曲线的交点所对应的流量是泵的实际运行流量;管路Q-△ha 曲线与泵Q-△hr曲线交点所对应的流量,是泵和管路组成的输送系统的临界汽蚀流量,泵的实际运行流量必须小于系统的临界汽蚀余量,大于最小流量,即Qmin<Qm<Qd,且实际运行处的管道汽蚀余量一定要大于泵的必需汽蚀余量,即:△he =△hr+0.5;
2)随着变频调速等调速装置的发展和应用的普及,渣浆泵应尽可能采取无极调速控制,特别是对于实际输送量经常有波动或波动量较大的输送系统。
它既能克服由于泵的磨损带来的一些问题,也能节约能源并延长泵的使用寿命。
参考文献
[1]关醒凡.泵的理论与设计[M].北京:机械工业出版社,1987.
[2]何希杰.渣浆泵工作原理和设计方法[J].流体机械,1994(9).。