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[摘 要]选煤厂煤泥水输送系统是由水泵、管路、固液流体等构成,提高系统输送效率是当前需要研究解决有价值的课题,通过对水泵、管网和工艺的探讨,研究有利于提高效率、节约能耗的方法。
[关键词]水泵;管网;流量;水头
中图分类号:TD463 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)18-0127-01
目前我國煤炭分选的工艺和方法,绝大多数以水或水的混合物作为分选介质,如重介选、跳汰选、浮选等,煤泥水处理和煤炭的洗选加工密切相关,一个每小时入洗千吨原煤的选煤厂,每小时要产生几千立方米的煤泥水,在湿法选煤过程中必然会产生大量的煤泥水,随着水资源愈加珍贵、环境保护标准和节能减排要求的严格,煤泥水系统输送效率提高势在必行。
1 泵类正确选型和稳定工作状况
选煤厂一般情况下泵类的装机容量占总装机容量的20%左右,因此,泵类的选型和工作状况对提高煤泥水输送系统效率节约能源非常重要。
1.1 在水泵选型前要认真分析所要输送煤泥水的性质,包括煤泥水的浓度、密度、粘度等,按照这些性质来选择相适应类型的泵类。
1.2 在水泵选型前要认真计算所要输送煤泥水的液体量和扬程,对于一台水泵而言,扬程并不是一个常数,当泵转速不变时,并且水泵的比转数小于300时,扬程一般随水泵流量的增大而减小,而水泵的轴功率及电机电流则随着水泵流量的增大而增大。选择水泵时,所需扬程是选定水泵扬程的依据,一般所选水泵的扬程应等于或大于所需扬程,即H≥H需,一般为H=(1~1.1)H需。一般流量允许在0.7~1.2倍额定流量范围内使用,扬程允许在0.9~1.05倍额定扬程范围内使用。
1.3 在日常生产中要严格做好水泵的维护保养,确保水泵在高效区工作,水泵的高效区是指工作水泵处在设计工况下运行的区域,也就是水泵的吸程、扬程、电压、电机转速、水泵抽取的液体都符合水泵厂家设计时候的设计参数,或者在它的设计范围内。
2 优化工艺管网设计
在工艺管网设计上要根据输送的物料性质选择合适材质的管路,要尽量选择内壁光滑且耐磨的管路,并且要根据流量认真计算管路经济直径。在管网设计上要尽量减少渐扩、渐缩、折管、弯管及管路配件的数量,尤其要减少弯管的数量,因为弯管对管路的流量影响比较大。例如在一段直径d=100mm的管路长10m,有一个90°的弯管,假设弯管的中心线半径等于这段管路的直径,即d/R=1,管路的沿程水头损失系数λ=0.037,如果拆除弯管而管路长度不变,作用于管段的两侧总水头也不变,则
在拆除弯管前,在一定流量下的水头损失为
hw=λ*l/d*v12/2g+ζ* v12/2g
式中v1为该流量下的圆管断面流速
查表计算ζ=0.294
代入上式得hw=3.99* v12/2g
拆除弯管后沿程的水头损失为
hf=λ*l/d*v22/2g=3.7*v22/2g
若两端的总水头差不变,则得3.7*v22/2g=3.99* v12/2g
因而 v2/ v1=1.038
流量Q=vA,所以Q2=1.038Q1,即流量增加3.8%。
3 选择匹配的煤泥水处理设备简化流程
厂内尽量利用重力自流输送,以及降低泵的提升高度,以降低能耗;大型泵尽量采用变频,使泵在使用过程中根据生产情况调节扬程和流量;另外还要采用各种适应不同特点煤泥水的分级、浓缩、澄清、絮凝、分选和脱水等工艺方法和设备,提高煤泥水处理效率,避免煤泥水在生产系统做无用循环,从而提高煤泥水输送系统效率。
4 结束语
现阶段我国大多数选煤厂要求洗水达到一级闭路循环,即要求煤泥水全部在室内由水泵机械回收,洗水动态平衡,大量煤泥水在厂区内输送处理需要较多的能量,因此,提高系统输送效率,可以获得较高的经济效益和社会效益。
作者简介
赵会治(1981—),男,辽宁省葫芦岛人,2004年毕业于辽宁工程技术大学矿物加工工程专业,工学学士,开滦(集团)东欢坨矿业分公司选煤厂工程师.
[关键词]水泵;管网;流量;水头
中图分类号:TD463 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)18-0127-01
目前我國煤炭分选的工艺和方法,绝大多数以水或水的混合物作为分选介质,如重介选、跳汰选、浮选等,煤泥水处理和煤炭的洗选加工密切相关,一个每小时入洗千吨原煤的选煤厂,每小时要产生几千立方米的煤泥水,在湿法选煤过程中必然会产生大量的煤泥水,随着水资源愈加珍贵、环境保护标准和节能减排要求的严格,煤泥水系统输送效率提高势在必行。
1 泵类正确选型和稳定工作状况
选煤厂一般情况下泵类的装机容量占总装机容量的20%左右,因此,泵类的选型和工作状况对提高煤泥水输送系统效率节约能源非常重要。
1.1 在水泵选型前要认真分析所要输送煤泥水的性质,包括煤泥水的浓度、密度、粘度等,按照这些性质来选择相适应类型的泵类。
1.2 在水泵选型前要认真计算所要输送煤泥水的液体量和扬程,对于一台水泵而言,扬程并不是一个常数,当泵转速不变时,并且水泵的比转数小于300时,扬程一般随水泵流量的增大而减小,而水泵的轴功率及电机电流则随着水泵流量的增大而增大。选择水泵时,所需扬程是选定水泵扬程的依据,一般所选水泵的扬程应等于或大于所需扬程,即H≥H需,一般为H=(1~1.1)H需。一般流量允许在0.7~1.2倍额定流量范围内使用,扬程允许在0.9~1.05倍额定扬程范围内使用。
1.3 在日常生产中要严格做好水泵的维护保养,确保水泵在高效区工作,水泵的高效区是指工作水泵处在设计工况下运行的区域,也就是水泵的吸程、扬程、电压、电机转速、水泵抽取的液体都符合水泵厂家设计时候的设计参数,或者在它的设计范围内。
2 优化工艺管网设计
在工艺管网设计上要根据输送的物料性质选择合适材质的管路,要尽量选择内壁光滑且耐磨的管路,并且要根据流量认真计算管路经济直径。在管网设计上要尽量减少渐扩、渐缩、折管、弯管及管路配件的数量,尤其要减少弯管的数量,因为弯管对管路的流量影响比较大。例如在一段直径d=100mm的管路长10m,有一个90°的弯管,假设弯管的中心线半径等于这段管路的直径,即d/R=1,管路的沿程水头损失系数λ=0.037,如果拆除弯管而管路长度不变,作用于管段的两侧总水头也不变,则
在拆除弯管前,在一定流量下的水头损失为
hw=λ*l/d*v12/2g+ζ* v12/2g
式中v1为该流量下的圆管断面流速
查表计算ζ=0.294
代入上式得hw=3.99* v12/2g
拆除弯管后沿程的水头损失为
hf=λ*l/d*v22/2g=3.7*v22/2g
若两端的总水头差不变,则得3.7*v22/2g=3.99* v12/2g
因而 v2/ v1=1.038
流量Q=vA,所以Q2=1.038Q1,即流量增加3.8%。
3 选择匹配的煤泥水处理设备简化流程
厂内尽量利用重力自流输送,以及降低泵的提升高度,以降低能耗;大型泵尽量采用变频,使泵在使用过程中根据生产情况调节扬程和流量;另外还要采用各种适应不同特点煤泥水的分级、浓缩、澄清、絮凝、分选和脱水等工艺方法和设备,提高煤泥水处理效率,避免煤泥水在生产系统做无用循环,从而提高煤泥水输送系统效率。
4 结束语
现阶段我国大多数选煤厂要求洗水达到一级闭路循环,即要求煤泥水全部在室内由水泵机械回收,洗水动态平衡,大量煤泥水在厂区内输送处理需要较多的能量,因此,提高系统输送效率,可以获得较高的经济效益和社会效益。
作者简介
赵会治(1981—),男,辽宁省葫芦岛人,2004年毕业于辽宁工程技术大学矿物加工工程专业,工学学士,开滦(集团)东欢坨矿业分公司选煤厂工程师.