礦山水泵運行狀況及節能改造分析

劉兆瑞

（新疆哈巴河阿舍勒銅業股份有限公司，新疆 哈巴河 836700）

水泵是礦山開采過程中重要的機械設備，其對礦山的順利開采具有重要的作用，它是消除水災所需要使用的必要設備，然而由于礦山開采環境的復雜性，很容易就會導致水泵在使用的過程中出現各種問題，這也是礦山水泵運行中常遍存在的現象。為了保證礦山水泵具有良好的運行狀況，就需要對其運行中存在的問題進行全面的了解，進而進行有效的節能改造，這也是礦山開采與礦業發展中需要重視的內容。

1 礦山水泵運行狀況

1.1 水泵運行工況的效率

在水泵使用的過程中，其實際運行工況的效率是和水泵自身效率不相同的，一般水泵自身效率是比水泵運行的效率高的，但是，礦山水泵在使用中卻往往存在效率低的問題，并達不到預期的運行效率，因此，對于礦山的開采進度是有著一定影響的，并不能有效的滿足開采需求。另外，在實際的礦山水泵使用中，使用不當的情況也時常出現，一些人員的綜合素質是有待提高的，由于他們操作不當情況的出現，導致水泵運行效率的問題，同時在水泵的選擇和使用中，還會出現過于追求水泵具有的高性能，而對工程實際的情況并沒有了解，導致水泵設備的使用和實際需求不符，出現大材小用的情況，這對設備資源的使用存在很大的浪費，也可能會產生更多的能源消耗。

1.2 水泵設備性能

在礦山水泵的使用過程中，水泵設備自身的性能對水泵的穩定性也有著直接的影響，只有水泵設備具有良好的性能，才能保證水泵長久有效的運行，為礦山開采提供良好的條件但是在實際的礦山水泵的使用中，一些企業為了實現對成本的節省，對于水泵設備的使用性能并沒有進行嚴格的把控，還會使用一些比較陳舊的水泵設備，這些設備難免會存在一定的運行問題，同時對于陳舊設備也沒有采取有效的更新維護措施，這導致水泵設備在長期的運行情況下很容易存在設備問題，如果沒有對其進行及時有效的維護，可能導致安全事故的發生。

1.3 管路效率

在礦山水泵的使用中，其水泵效果的體現和排水管路有著密切的關系，排水管路的合理性決定著管路排水的效率。在實際的礦山水泵運行中，往往還存在排水管道和水泵的匹配問題，由于它們兩者匹配的不合理，會出現管徑的偏小或者管路阻力的偏大。在水泵使用的過程中，其一噸水的百米電耗所具有的最低工況就是其系統效率的最大工況，同時系統的效率是隨著水流量的增加而增加的，則在水泵效率的最高點來進行水泵節能降耗的工況選擇，是不具有科學性的，另外，礦水水泵管道隨著長期的使用，也會存在一定的水垢現象，而出現這樣的情況勢必會造成其管路阻力的增加，進而導致管路的效率降低，影響其使用的性能。

1.4 水泵運行效率損失

在礦山水泵的使用中，其運行過程中會受到諸多因素的影響，進而就會影響其運行的效率，同時這些影響因素也是很難避免的。在水泵使用的過程中，水質會對其設備造成一定的影響，若水中存在一定的固體顆粒，受到這些固體顆粒的長期作用，就會對水泵葉片的出口邊緣造成一定的磨損，進一步就會造成葉片的出口角出現變化。如果出口角情況比較嚴重，這就會影響到水泵特性曲線變化，從而造成惡性循環。另外，水泵的葉輪流道也可能出現堵塞的情況，由于礦井的水倉或者沉淀池可能存在功效不足的情況，以及入口處出現漂浮物攔截不利的情況，就可能導致礦井中出現大量的污泥和木屑雜物的沉淀，進而堵塞水泵的流道，在管道特性不變的情況下，很可能就會造成水泵的揚程曲線發生內縮，其效力特性也會朝著其流量的減少方向進行移動，其工況點也會隨著管道的特性曲線流量降低的方向進行滑移。

2 礦山水泵的節能改造措施

2.1 對水泵的內部損失進行控制

水泵的使用主要是通過將電機機械能轉換為流體機械能的過程，在這個過程中是存在諸多形式的能量損失的，由于這些損失的產生過程是十分復雜的，水流流體的運動情況也是充滿復雜性，對于這些損失的計算并沒有精確的計算方法和計算結果，需要從影響這些損失出現的因素進行管理，來實現對其內部損失的控制。首先需要針對水泵的機械效率進行控制，水泵機械效率和泵機的葉輪具有的幾何形狀有著密切的關系。在進行具有高揚程水泵的設計中，想要實現機械效率的提高，就需要其轉速較高并且葉輪的直徑也比較小，還要盡可能的采用多級泵，或者合理的增加葉輪葉片出口的安裝角，這樣來有效的避免葉輪直徑的過大，造成損失的增加，然后還要對水泵內部流動損失進行控制。為了避免其水泵內部的流動損失過大，在水泵的裝配中要保證合理，其葉輪的出口和導水圈也要吻合，并且還要合理的確定其過流部件流速值，避免脫流情況的出現。

2.2 進行水泵的合理選型

水泵的節能效果受到諸多因素的影響，其和管網設計的合理性以及匹配性具有著直接的關系，因此，在進行水泵的設計中一定要保證其流量以及揚程和管網需要的標準具有一致性。為了防止水泵額定參數比實際的運行參數過大而造成可靠性的降低，就需要根據實際的情況來采用切割葉片和更換葉輪的方法來對水泵實現有效的技術改造。在現階段我國的礦山水泵使用中，水泵類型是十分繁多的，對于那些效率指標不高的水泵要進行及時的更換，還可以設計一些效率高的模型葉輪來對原來的葉輪進行更換，從而實現有效的節能目的。

2.3 水泵的調速節能

在水泵的運行過程中，往往存在一定的葉輪以及軸承的磨損情況，面對這種情況就可以采用變速調節的方式來進行減輕，這樣就可以實現對設備使用性能的提高，改善其啟動的性能。另外，還可以采用變頻技術來對電機進行有效的調速。在水泵的設計中，由于層層的加碼，會留有很大富裕量，這對能源的消耗是存在一定的浪費的。為了滿足對生產工藝要求，一般還會選擇節流調節，這也就增加了能源的消耗，同時為了實現對水泵能耗的降低，在對管道阻力降低時需要出合理選擇配套的調度，并使用調速驅動的方式來進行水泵的調速。

2.4 對水泵進行及時維護

在水泵運行的過程中，如果存在設備的故障情況，就會對水泵的運行效率產生影響，進而導致其能源的消耗，面對這樣的情況就需要對水泵進行及時有效的維護。水泵葉輪對水泵的運行特性有著很大的影響，在經過長期的運行后，其水泵的葉片就會出現一定的磨損情況，就會增加其電耗，因此，這就需要在葉輪出現磨損而導致水頭的不足或者揚程不足的情況下，及時對其葉輪進行更換，同時口環也是水泵的易損部件，為了保證口環具有良好的質量性，就需要嚴格按照其說明書的要求標準來對其進行定期的檢查，并對損壞的部件進行及時的更換，這對水泵泄漏損失的控制是有著積極的作用的。另外，水泵在運行的過程中還可能出現平衡問題，進而就會導致水泵出現振動和噪音，影響其使用的性能，面對這樣的情況就需要定期的對水泵平衡盤以及平衡環進行檢查，一旦發現其存在隱患和問題，就需要對其進行及時的更換，保證具有合理的平衡間隙。

2.5 機械密封的替換

在礦山的開采過程中，其開采的環境條件是比較惡劣的，為了保證在礦山的開采中其機械設備具有良好的工作性能，就需要對水泵設備進行有效的檢查和改造，其中最重要的就是保證其具有良好的密封性。為了實現水泵能夠于非真空的的條件下穩定的工作，需要其允許介質內含有較多固體成分以及微塵的顆粒，同時還需要具有良好的抗沖擊耐腐蝕的性能。為了實現這些條件的滿足，就可以使用波紋管機械密封的方法來進行密封，這種密封方法是存在一定的彈性的，還具有著穩定性好以及強度高的特點，有效的實現了水泵的高效運轉。

3 結語

綜上所述，由于礦山開采環境的復雜性比較大，其水泵在使用中也存在諸多的運行狀況，為了保證水泵能夠穩定有效的運行，就需要根據實際的情況對其進行合理科學的節能改造，這也是礦山開采中需要特別重視的內容。