一、如何选择沙泵的流量与管道直径
选择一台合适的泥沙泵要综合考虑多方面的因素,首先考虑流量和管道直径:流量=管路截面积*流速。所以要从管路和流速两个方面来测算流量。当水中含有泥沙时,必须保证管道中的浆体流速。与清水泵不同,流速太低、太高都不行。流速过低,会发生沙粒沉降回落,会使泵腔内泥沙浓度急剧增加,使得叶轮快速磨损,严重时还会导致堵管、堵泵。流速过高,会导致管路损耗增大,流量减小,排水效率降低,容易堵管、堵泵。所以设计选型时,实际工作时的流量要与管道直径相匹配,一般情况下流速2~3m/s。选择泥沙泵时,无特殊要求的情况下,按照参数表中流量选择对应的管径即可。
复杂的工况设计需要校核管道流速,对比选出最佳方案。例如远距离输送泥沙时重点校核流速,控制管路损耗。此外水泵并联排水时,一定要校核一台泵工作和多台泵工作时的管道流速,这是选择沙泵排水时最容易出现设计问题的地方。
流速在2m/s、3m/s时,常见管径与流量对照表:
流速 | DN50 | DN75 | DN100 | DN125 | DN150 | DN200 | DN250 | DN300 | DN350 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
2m/s | 14 | 32 | 57 | 88 | 128 | 226 | 354 | 510 | 690 |
3m/s | 21 | 48 | 85 | 132 | 190 | 340 | 530 | 760 | 1040 |
注:流量单位m3/h。
常见物料的最低流速对照表:
输送物料名称 | 煤 | 粉煤灰 | 普通泥沙 | 铁精矿 |
---|---|---|---|---|
比 重 | 1.35 | 2.2 | 2.65 | 4.9 |
排水管最低流速m/s | 1.2 | 1.4 | 1.5 | 2.0 |
选择流速大小的基本原则:
- 管路较短时流速高一些,管路较长时流速低一些;
- 固体沙粒的比重较大时流速高一些,比重较小时流速低一些;
- 固体沙粒的颗粒较大时流速高一些,颗粒较小时流速低一些;
- 浆体浓度较高时流速高一些,浆体浓度较低时流速低一些;
二、如何选择泥沙泵的扬程
选择泥沙泵扬程时,主要考虑三个参数:排水高度、管路损耗、扬程备量。a、排水高度
- 水泵潜水使用时,排水高度为水面与管路出水口之间的高差(水面以下到泵出水口的高差不算扬程);
- 水泵在水面以上使用时(安装在船上或陆地上),排水高度为泵出水口与管路出水口之间的高差(泵吸水口到水面高差为吸程,不算扬程。)
- 如果排水管路上行至最高点后又下行,形成中部凸起,此时的排水高度为泵出水口与管路最高处之间的高差(不能再以管路出水口为基准计算)。
b、管路损耗
管路损耗受管道内径、介质的流速的影响很大,此外还受管道材质(内壁的摩擦系数)、浆体浓度、浆体粘度、管道长度、管道折弯情况及与阀门等管件的影响。因此,对于水中含有泥沙的排水工况,管路损耗远大于清水时,而且浆体浓度越高、粘度越大,管路损耗越大。设计选型时,可先按照清水状态计算出管路损耗,再乘以1.5~3倍作为选型用的管路损耗。沙泵的排水管路一般推荐HDPE管,摩擦系数相对较小,管路损耗也小。流速在2m/s、3m/s时抽清水时100米长直铸铁管的管路损耗(单位:米)
流速 | 管径DN50 | 管径DN75 | 管径DN100 | 管径DN125 | 管径DN150 | 管径DN200 |
---|---|---|---|---|---|---|
2m/s | 9.5 | 6.3 | 4.2 | 3.3 | 2.7 | 1.9 |
3m/s | / | 14 | 9.5 | 7.5 | 6.2 | 4.3 |
从表中可以看出管径越小,管路损耗越大;流速越大,管路损耗越大。因此用多根细管来替代等面积的粗管的做法是不可取的。
抽泥浆、沙浆时的管路损耗由于没有理论计算公式和可参照的图表,设计时靠经验得到的管路损耗不准确。尤其是管道很长时,设计值和实际值差距很大,要想准确得出管路损耗的办法就是实际测量。用户可根据现有的排水系统,用压力表测量实际工作扬程(正常排水时,泵出水口处的压力值),再减去排水高度,就可得到当前流量时的管路损耗。以此为基准,再次选型时就有了准确的数据,也可为同类工况设计排水系统提供依据。
c、扬程备量
水中含沙时,水泵长期使用会发生磨损,造成流量下降、扬程降低。当沙泵的最大扬程小于工作扬程时,就无法排水。因此,沙泵选型时扬程要根据情况留出磨损备量。此外,由于核算沙泵的管路损耗是按照清水状态下管路损耗加倍计算得出的,属于凭经验得出的结论,因此,对于没把握的工况设计也需要考虑增加扬程的设计备量。这也是清水泵同沙泵设计选型的区别之一。根据以往的经验,推荐扬程备量:- 扬程0~75米,扬程备量留5~10米;
- 扬程75~160米,扬程备量留10~20米;
- 扬程160~300米,扬程备量留20~40米;
- 如果浆体浓度较高,重度比大于30%,扬程备量需增大1.5~2倍。
在确定泥沙泵的额定扬程后,还需要进一步核对沙泵的额定流量。由于实际使用扬程比额定扬程低,所以实际流量要比额定流量大。需要根据该规格产品的性能曲线,核对额定流量和实际流量,如果相差不大,直接按设计流量选择额定流量(随着沙泵的磨损,实际流量会逐步下降,因此也有留出些备量。);如果相差太大,选择沙泵的额定流量要小于设计流量。
此外,远洋牌沙泵具有多台串联的优势,可降低排水系统的费用,有需要的用户可咨询我单位技术人员。
三、确定浆体密度、固体浓度,选配适当的电机功率
水泵输出功率P=ρgQH: ρ——泵输送浆体的密度;g——重力加速度;Q——泵的流量;H——泵的扬程。选择沙泵时,必须要考虑浆体密度,浆体密度不同,匹配的电机功率不同。
浆体密度相同时,由于固体介质的比重不同,浆体浓度也不同。浓度太高,浆体流动性差,水泵功率会大幅上升,容易堵泵、容易烧电机。因此,杂质泵都规定了介质的使用条件。
例如:某种污水泵,浆体密度≤1020 kg/m³,浆体浓度体积比≤4%。
用户选型时需检查泥沙泵允许的浆体密度和浆体浓度是否满足工况的要求。超范围使用时不仅容易过载烧电机,水泵寿命会大幅降低。
浆体浓度分为两种:
- 固体体积比 = 浆体中固体总体积÷浆体总体积
- 固体重量比 = 浆体中固体总重量÷浆体总重量
选型时,概念一定要清楚。准确获得浆体浓度的做法是现场测量,可在沙泵工作时用容器在出水口取样,通过称重、计算,得出固体重量比,或沉淀后查看固体体积比,再根据固体比重核算出固体重量比。
常见物料浆体密度与固体体积比、重量比对照表:
浆料名称 | 物料比重 | 浆体密度 | |||||
1100kg/m³ | 1300kg/m³ | 1500kg/m³ | |||||
体积比% | 重度比% | 体积比% | 重度比% | 体积比% | 重度比% | ||
精煤泥 | 1.45 | 22% | 29% | 67% | 74% | / | / |
尾煤泥 | 1.8 | 13% | 20% | 38% | 52% | 63% | 75% |
黄粘土 | 2.6 | 6% | 15% | 18% | 37% | 30% | 54% |
石英砂 | 2.65 | 6% | 15% | 18% | 37% | 30% | 54% |
尾矿沙 | 3.3 | 4% | 13% | 13% | 33% | 22% | 48% |
铁精矿 | 4.9 | 3% | 11% | 8% | 29% | 13% | 42% |
常见物料固体重量比与浆体密度(kg/m³)对照表:
物料名称 | 物料比重 | 重量比固体浓度 | |||||
10% | 20% | 30% | 40% | 50% | 60% | ||
精煤泥 | 1.45 | 1032.03 | 1066.18 | 1102.66 | 1162.32 | 1162.32 | 1228.81 |
尾煤泥 | 1.8 | 1046.51 | 1097.56 | 1153.85 | 1250.00 | 1250.00 | 1363.64 |
黄粘土 | 2.6 | 1065.57 | 1140.35 | 1226.42 | 1382.98 | 1382.98 | 1585.37 |
石英砂 | 2.65 | 1066.40 | 1142.24 | 1229.70 | 1389.25 | 1389.25 | 1596.39 |
尾矿沙 | 3.3 | 1074.92 | 1161.97 | 1264.37 | 1456.95 | 1456.95 | 1718.75 |
铁精矿 | 4.9 | 1086.47 | 1189.32 | 1313.67 | 1558.03 | 1558.03 | 1914.06 |
从上表可以看出,浆体的密度与固体比重、浆体浓度(重量比和体积比)之间是密切联系的。
需要注意的是:选择沙泵产品,在其满足浆体密度和浆体浓度的前提下,必须能保证产品的使用寿命。既便是清水泵也能抽泥沙浆,就是寿命太短了。
远洋牌沙泵根据输送介质的浆体密度最大允许值分成三个档次,分别为:
A. 低浓度工况,密度≤1100kg/m³,远洋所有沙泵都可使用,主要使用场所: 煤矿采区用,输送含煤泥、碎煤颗粒的浆体。允许最大浓度(重度比):精煤泥29%,尾煤泥20%,石英砂15%,尾矿沙13%。
B. 高浓度工况,密度≤1300kg/m³,部分产品属于此类。主要使用场所: 浆体输送,或无具体措施控制泥沙含量的岩石爆破施工排水。允许最大浓度(重度比):精煤泥、尾煤泥40%,石英砂37%,尾矿沙33%。
C. 超高浓度工况,密度≤1500kg/m³,部分定制产品。 主要使用场所: 专业采沙、输送尾矿沙,或无具体措施控制泥沙含量的稠浆输送。允许最大浓度(重度比):精煤泥、尾煤泥60%,黄粘土40%,石英砂54%,尾矿沙48%,铁精矿42%。
注:a)比重取值:铁精矿4.9、尾矿沙3.3、石英砂2.65、黄粘土2.6、尾煤泥1.8,精煤泥1.45。
b)其他介质根据浆体密度和固体比重参照上述参数选型。
明细表上列出的是A档和部分B档产品,C档产品需要用户定制。此外,这三个档次的沙泵的电机功率在设计时都还留有足够的富裕量(1.3~1.5倍的富裕系数),因此排沙过程中抗过载能力很强。常规产品在短期工作时,最高允许的浆体密度≤1300kg/m3,且不会烧电机,此时叶轮等易损件的使用寿命减半。
四、确认电压、频率
- 国内常用电压:380V、660V、1140V、3000V、6000V、10000V
- 国内频率:50Hz
- 国外常用电压:220V、400V、440V、550V、690V、1450V、3000V、6000V、10000V
- 国外部分国家频率:60Hz
五、确定最大颗粒度尺寸,预防堵塞
1 、受叶轮流道及叶片数量限制,每个泵型的通过性是不一样的,要表明标明最大通过直径。选型时,要确定最大颗粒直径后再选择泵型或改变叶片数量。根据确定的泵型制作吸沙龙头。2、 远洋沙泵特别设计了大颗粒吸沙泵,适合含有鹅卵石的抽沙环境。
3、如果水中含有长纤维等杂质,可采取加长滤网、或双层滤网等措施,防止将滤网堵塞,以致水泵不出水。对排放的介质另有特殊要求的,需单独订制方案。
以上是我们从泥沙泵的流量、管径、扬程、配套电机、以及通过性等几个方面介绍了如何选择确定泥沙泵的参数。当然,要想选一台合适的泥沙泵还要看具体的工况。远洋泵业技术团队具有20多年的行业经验,可以现场考察施工环境,量身制定施工方案,全程提供技术服务。欢迎致电186-5387-8869详询!