渣漿泵實際應用問題的改進措施

賈玉岐

（石家莊工業泵廠有限公司，河北 石家莊 050100）

渣漿泵從工作原理上講屬于離心泵，渣漿泵的名稱是從輸送介質的角度來劃分的一種離心泵。主要參數有流量、揚程、轉速、效率、必須汽蝕余量、軸功率、最大通過粒徑等。選煤廠在實際選型中選型主要依據的基本參數是流量、揚程、最大通過粒徑。泵出口至下一個漿液處理設備之間的管路、彎頭、閥門等規格型號、布置圖確定后，結合工藝要求，揚程基本可以確定。泵揚程與管網阻力需要匹配，在轉速一定的情況下泵本身具有自適應性。選型數據需要準確，偏大或者偏小都會引起泵在使用中出現振動、異響、出口壓力過大或者偏低、電機跳閘、汽蝕等各種異常，從而對整個生產系統造成影響。

目前，工程項目市場環境多數為EPC總承包項目。業主方則以公開招標的方式確定最終的總承包單位。這種方式中標的單位通常會在滿足招標要求的前提下，壓縮工程成本。其中提高工藝設計準確度、提高設備運轉效率以及節約能源是節約成本的主要方式之一。但理想設計與實際往往存在較多的偏差。

1 現場工況簡述

泵的設計參數如下：流量：2500m3/h、揚程：53m、比重：1.5t/m3、泵型號：**ZJ系列、傳動方式：DC、電機：YXKK500-10/900KW/10KV、轉速：590r/min、旋流器所需入口壓力：0.35～0.4MPa。

現場渣漿泵試運行時，發現泵的出口壓力遠大于設計值。實際運行電流偏大，但是，電機溫度不超標。現場技術人員存在4種技術問題判斷：（1）渣漿泵選型出現偏差，流量偏大需要通過換泵改變現狀；（2）現場工藝設計出現問題，參數設計不準確；（3）漿液濃度偏大，導致電機電流升高，出口壓力增加；（4）上述綜合原因導致。

入料壓力是旋流器內產生離心力作用的動力，是使物料得到有效分選的重要因素。增大入料壓力懸浮液進入旋流器的速度增大，離心力增高。因此，在一定程度上增大入料壓力，可以加速分選過程，提高旋流器的處理量和分選效果。但入料壓力過高，懸浮液本身的濃縮作用加強，一方面，使懸浮液的密度在旋流器中分布更加不均勻；另一方面，增大物料的實際密度，反而降低了分選效果。此外，入料壓力增大還將增加設備的磨損和動力消耗。所以一定要將渣漿泵的出口壓力調到設計要求。根據現場的反饋，我方人員調查情況如下：渣漿泵在調試運行過程中發現泵體出口壓力過大并伴有泵體振動超標的情況。實際運行電流偏高，但是，電機本身富裕量足夠，并不影響電機本身的運行。渣漿泵發往現場至安裝完畢后未發生磕碰損壞，泵體及配套電機等設備銘牌參數與合同一致無異常情況。通過檢查隨機攜帶的資料，泵體及電機性能試驗合格，與技術協議要求的內容一致并無異常，且有第三方監造人員簽字。電機單體調試合格，未發現異常。現場檢測儀表正常顯示，無異常情情況。根據客戶前期提供的選型數據再次對渣漿泵進行選型校核，并無發現選型方案的不妥之處。所以，暫時排查設備本身的質量問題，需要到現場勘察進行詳細的數據采集分析。

2 數據分析及選型計算

到達現場后取得數據如下：

水平管路長度：約4.2m；彎頭：3個；變徑管：2個；管路管徑：DN600mm；幾何高差：16m。

查表得揚程折降系數HR=0.9；摩擦系數f=0.0135。

旋流器入口壓力（0.35～0.4MPa）按最大值折合揚程H1=400kPa÷9.8N/m2÷1.5t/m3=27.2m。

幾何高差H2為16m。

查表得：水平管路、彎頭、閥門算出當量長度L。

泵揚程H=（H1+H2+Hfl1）/HR×1.04≈51m。

理論計算揚程51m即可滿足現場使用。據此分析，客戶提供的選型數據揚程值偏大，在轉速一定的情況下，導致實際運行流量偏向大流量區域，實際運行揚程低。轉速、揚程確定的情況下，參考性能曲線找到實際運行工況點，將數據代入得出，軸功率比設計運行值偏大。由此斷定泵處于偏大流量運行狀態。

根據和現場技術人員溝通發現，實際的漿液密度到達1.55t/m3，旋流器的實際流量2400m3/h即可滿足使用。通過上述過程再次計算：

旋流器入口壓力（0.35～0.4MPa）按最大值折合揚程H3=400kPa÷9.8N/m2÷1.55t/m3=26.3m。

由達西公式算出，管路損失Hfl2為0.6m。

摩擦系數、揚程折降系數、幾何高差H2保持不變；

泵揚程H=（H3+H2+Hfl2）/HR×1.04=(26.3+16+0.6)/0.9×1.04≈50m。

另外，調查發現系統存在隱患如下：泵的實際運行流量偏大，渣漿泵入口的漿液罐的容量偏小。這種設計在漿液罐來料不穩無法及時補充到罐內時，渣漿泵運行后短時間內就將罐內的漿液抽空，最后，造成渣漿泵出現抽空、振動的情況。

3 分析結果及處理方案

根據現場了解以及上述計算分析得出結論：泵出口壓力大，電流偏高的真正原因是多種問題同時出現導致的。選型時客戶提供的揚程數據偏大，導致泵體實際偏大流量運行。另外，現場漿液濃度偏高也是增加出口壓力以及電機負荷的原因之一。

因為成套泵設備已經安裝完畢，更換新泵的成本大，管路及地基基礎都需要進行調整，所以盡量在此泵型的基礎上進行改進以降低成本。通過車削葉輪可以達到目的。依據轉速和葉輪直徑的比例關系計算葉輪的車銷量。長期合作的客戶我公司可以免費將該泵的葉輪進行返廠車削并發回現場指導安裝。

現場使用的渣漿泵葉輪直徑為R1=1000mm，通過車削葉輪的方式減小流量的輸出。通過泵體性能曲線計算實際葉輪直徑R2=R1×n2/n1=570×1000/590mm≈970mm。

4 現場使用效果

客戶采納我公司的分析方案及處理意見。葉輪返廠車削后送回現場安裝，由我公司負責安裝指導。根據現場的情況，我方人員對客戶進行了使用維護的培訓以及說明，確保后期渣漿泵能夠正常穩定的運轉?？蛻舾鶕夜镜慕ㄗh對漿液池容量進行加大處理，以便為渣漿泵提供穩定的進料，減少漿液波動。改造后泵運行穩定良好，較好的滿足客戶的需求，獲得客戶的認可和贊賞。

5 結語

現有的處理方案已經較好地解決了現場渣漿泵出口壓力過大以及振動的問題。但是，根據使用經驗來看，渣漿泵系統的運行仍然存在瑕疵，建議客戶針對關鍵部位的渣漿泵增加變頻調節設備。因為現場在實際運行中會遇到各種各樣的問題，比如，選礦原料品質變化、員工操作不當、其他設備故障導致漿液出現變化等。安裝變頻調節設備后，通過調節泵的轉速來適應實際運行工況點，可以較好地增加渣漿泵系統運行的穩定性，減少維護人員工作量。

國內一些洗煤廠項目在關鍵工藝段設計時，設計人員為了避免出現流量和揚程出現負偏差，經常會設置一定的富裕量。但是，這樣對渣漿泵這種設備來說就容易出現實際運行流量和揚程的偏差。從渣漿泵的使用來說，嚴重偏離工況點的運行，會使泵的壽命嚴重縮短，偏小流量運行容易出現振動、斷軸，偏大流量運行容易出現電機過載、跳閘、泵殼汽蝕、異響等問題。

降低設備的富裕系數，又會大大增加設備故障的風險。洗煤行業現場操作工人的作業水平參差不齊難以控制，再加上工藝設計的誤差，都會對設備產生影響。生產環節環環相扣，容易形成累積誤差，所以在關鍵設備的選型上，仍要根據實際情況進行選型配套，留有一定的富裕量，從而提高生產系統的抗風險能力。

渣漿泵輸送的漿液對泵體過流部件的磨損量大，在渣漿泵選型時，設計方應該盡量準確地給出泵體的設計參數，這樣才能保證泵體長期穩定的運行狀態，延長過流部件的使用壽命，從長遠角度來看，才是真正降低業主的成本。