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水隔離漿體泵在尾礦輸送中的設計

來源:http://www.5667511.com/發表時間:2017-06-16

  一、前言
 

   水隔離漿體泵(以下稱水隔離泵)是一種新型漿體輸送設備,該設備以水為驅動液體或傳壓介質,以等流量等壓離心泵作為動力源,通過主機變頻控制三個隔離罐交替吸入或排出礦漿,實現礦漿輸送,是一種具有揚程高、流量適應范圍大、輸送漿體濃度高、使用周期長的理想輸送設備。1987年經冶金部鑒定認為:該泵具有結構簡單、運行可靠、磨損小、壽命長、操作和維護方便等特點,是高濃度漿體長距離高揚程管道輸送的理想設備。

水隔離泵 水隔膜泵 礦漿閘閥-沈陽翔譽礦冶設備有限公司 www.5667511.com

 
    二、水隔離泵的組成及工作原理
 
   (一)水隔離泵的組成以及單罐工作原理
 
   水隔離泵由高壓清水泵、隔離罐、給料裝置、控制閥、液壓站、變頻器、微機自控系統及輔助裝置組成。
 
   如圖1所示,在壓力容器(隔離罐)內,有一浮球1,浮球的上端是清水,下端是尾礦漿。當外部尾礦漿加壓后通過進漿止回閥7進入隔離罐時,浮球浮起,此時,出水止回閥5打開,上部的清水排出容器;當尾礦漿進入隔離罐適量后,出水止回閥5關閉,進水止回閥4在壓力作用下打開,高壓水進入隔離罐,通過浮球傳力將高壓水的壓力轉給浮球下面的尾礦漿,排漿止回閥6在壓力的作用下打開,此時進漿止回閥7關閉,高壓尾礦漿通過排漿管輸送至尾礦庫;當浮球下降到一定高度后,出水止回閥5打開,進水止回閥4關閉,浮球上部清水泄壓,同時,進漿止回閥7打開,排漿止回閥6關閉,向隔離罐內進漿。尾礦漿到達一定量后,重復上述過程,周而復始,從而實現利用加壓清水做動力輸送尾礦漿的目的。
 
 
圖1 單罐水隔離泵組成示意圖
 
1-浮球;2-清水;3-尾礦漿;4-進水清水閥;5-出水清水水閥;
6-出漿止回閥;7-進漿止回閥;8-水隔離泵罐體
 
   (二)水隔離泵系統的組成及設備
 
   單罐水隔離泵的輸送尾礦漿過程是斷續的,不符合實際生產的需要。實際生產中的水隔離泵是一個嚴密的設備組合系統。主要設備有:隔離罐組合(A,B,C三個)、渣漿泵、清水泵、液壓站、喂料罐、清水回水池及變頻設備等,詳見圖2。
 
 
圖2 水隔離泵組工作原理圖
 
1-尾礦濃密池;2-渣漿泵;3-喂料罐;4-進漿管;5-進漿止回閥;
6-排漿止回閥;7-水隔離泵罐體;8-浮球;9-探頭;10-回水清水閥;
11-進水清水閥;12-清水進水管;13-清水回水管;14-液壓站;
15-微處理控制器;16-變頻器;17-多級離心泵;18-回水池;19-排漿管
 

   渣漿泵的作用是將濃密池底流尾礦提升至喂料罐內。隔離罐組合由A、B、C三個并聯單罐組成,分別有罐體、浮球、液壓控制清水閥、進出漿止回閥等部件。微處理控制器向液壓站發送周期性方波信號,使液壓站按一定的規律打開和關閉6個清水進水、回水閥,使3個罐輪換工作,進漿、排漿、進水、回水分別以1/3周期進行工作,從而使整個系統連續進水、回水、進漿和排漿。清水泵一般采用多級離心泵,其能力符合尾礦輸送的流量和揚程要求,可將回水池中的清水送入高壓罐,形成高壓水。喂料罐高于隔離罐的頂端,尾礦漿進入喂料罐后能通過自身壓力打開隔離罐的進漿止回閥進入罐體。清水泵從回水池中吸水加壓后送入隔離罐,回水自流進入回水池,循環使用?紤]到水的損耗,回水池應該補充一定新水。變頻器在微處理器的控制下,改變清水泵電機的轉速,使系統處于節能狀態。微處理控制器是整個系統的指揮中心,其主要作用有:1、顯示系統各個部件的即時工作狀態。2、數字顯示。顯示浮球上下運動的時間,即某一個罐進漿時間和排漿時間,通過數字比較,可判斷出該罐的清水耗量。3、自動調節清水量。微處理器接受到進排漿時間數據后,對清水泵流量進行判斷,并向變頻器發出指令,提高或降低電機頻率,調節水泵流量使系統處于最佳狀態。4、發送方波脈沖。按一定周期向液壓站發送方波電信號,使3個隔離罐相互彌補,連續工作。

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   (三)水隔離泵系統的工作原理
 
   渣漿泵將尾礦漿送入高位喂料罐內,礦漿通過自身壓力打開水隔離泵其中一個隔離罐的進漿止回閥,向罐內送漿;此時該罐的清水回水閥打開,向回水池排水,達到一定量后,高壓水進入罐體開始排漿。同時,另外2個隔離罐以1/3周期的時間差進漿和排漿。由于喂料罐向水隔離泵進漿、清水泵向水隔離泵進水以及水隔離泵向尾礦庫輸送礦漿均是連續不斷的,從而實現整個系統工作的連續性。
 
    三、工程實例
 
   (一)某鐵礦工程概況
 
   某鐵礦設計年處理礦石80萬t,尾礦處理量約44萬t。濃縮后尾礦礦漿流量為90m3/h,輸送濃度為45%,礦漿密度1.48t/m3。尾礦平均粒徑0.063mm,輸送距離約為1.2km,初期揚程120m,終期揚程360m。尾礦經選礦主廠房流至Φ38m尾礦濃縮池進行濃縮后,從濃縮池底流經水隔離泵輸送至尾礦庫堆存,從而實現尾礦長距離、高揚程、高濃度的輸送。在有色礦山中,渣漿泵和水隔離泵是尾礦輸送中常用設備。針對本工程現場實際條件,對渣漿泵與水隔離泵進行方案比較如下:
 
   方案一:采用渣漿泵輸送尾礦。選用100/80E-HH泵6臺串聯,單臺性能參數:Q=100m3/h,H=60m,N=45.6kW。
 
   方案二:采用水隔離泵輸尾礦。選用QGB100-4泵1臺,單臺性能參數:Q=100m3/h,H=400m,N=5.5kW,配套D85-67×6水泵2臺(一用一備),單臺性能參數:Q=85m3/h,H=335m,N=160kW。
 
   經分析比較可知:1、設備管理及工作環境。由于渣漿泵多級泵接力輸送,管理、操作、檢修不便,而且其承壓高,密封填料磨損極快,容易發生高壓尾礦漿向外噴射的事故,需要頻繁更換填料,清理地下礦漿,操作環境需要人工體力勞動。水隔離泵設備操作簡單,維修量少,工作環境干凈,自動化程度更高。2、設備損耗。渣漿泵軸套及軸承的損壞率很高,維修頻繁,更換設備費用昂貴。采用水隔離泵輸送尾礦時,主動力設備為清水泵,利用水作為壓力傳送尾礦漿,對泵體磨損小,設備維修量小,更換周期長。3、電耗。水隔離泵輸送尾礦時設備總功率為172.5kW,渣漿泵多級泵接力輸送時,設備總功率為273.6kW。因此,設計采用水隔離泵輸送尾礦。
 
   (二)水隔離泵的主要設計技術參數
 
   型號:QGB100-4;流量:Q=100m3/h;揚程:P=4.0MPa;尾礦平均粒度:0.063mm;尾礦干密度:2.85t/m3。
 
   (三)水隔離泵系統其他設備
 
   根據計算出的主要設計技術參數,選擇相配套的其它設備,說明如下:1、渣漿泵:80ZS-40型,Q=106m3/h,H=25.9m,N=18.5kW2臺,1用1備。該渣漿泵為濃密機的底流泵,將尾礦揚至水隔離泵的喂料罐;2、清水泵:D85-67×6,Q=100m3/h,H=366m,N=160kW2臺,1用1備;3、變頻器1臺;4、微處理控制器等。
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    四、設計與施工中應注意事項
 
   (一)清水泵的選擇。水隔離泵內清水在循環使用過程中,不可避免會帶入微量尾礦使循環水回水水質輕度渾濁,雖不影響循環水的使用,但會給高壓清水泵傳動部件產生不同程度的磨損。因此,選用與水隔離泵配套高壓清水泵時應選擇耐磨的多級高壓清水泵;此外,若此清水泵揚程偏高,流量偏低,就會使其長期偏離最佳工況點處運行,造成效率下降,電耗高的現象。故清水泵的性能應與水隔離泵匹配,整體運行才能更好。
 
   (二)回水池的設計。由于循環水回水含有微量尾礦,在本工程設計中,將回水池分為循環新水池和循環回水池,新水池供清水泵吸水用,回水池則收集隔離罐排出水;厮睾托滤剡B通,同時在回水池內設置隔流板,使其具有平流沉淀池功能,對回水沉淀,能很好改善水隔離泵清水進水水質。
 
   (三)水隔離泵補充水。由于水隔離泵內水和礦漿在循環傳力過程中,循環水會進入礦漿成為尾礦而產生一定損耗。在本工程設計中,將濃密池溢流水回入循環新水池作為水隔離泵的用水,采用生產新水作為補充水,既降低生產成本,又提高回水利用率。
 
   (四)水隔離泵循環新水及回水池大小的設計。據有關專家根據水隔離泵投產實踐數據分析,水隔離泵水封水耗水量為輸送礦漿的3%~5%。根據這個數據,本設計中,新水池和回水池共儲存12h用水量。
 

   (五)喂料罐。罐體高度應滿足罐內礦漿能通過自身壓力打開隔離罐進漿止回閥從而進入隔離罐,本工程中喂料罐內徑為1.3m,罐體高7m。


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下一條:水隔離泵與水隔膜泵的比較

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