渣漿泵選型基本知識(shí)

流量：泵在單位時(shí)間內(nèi)排出液體的數(shù)量。體積流量以符號(hào)Q表示，單位l/s或m3/h、m3/s。揚(yáng)程：單位重量的液體通過泵后所獲得的能量。其值等于泵的出口總水頭與入口總水頭代數(shù)差。以符號(hào)H表示，單位為米液柱（m）。轉(zhuǎn)速：泵的轉(zhuǎn)速是指泵軸每分鐘的轉(zhuǎn)數(shù)。以符號(hào)n表示，單位r/min。泵的基本參數(shù)

第1頁/共50頁第一頁，共51頁。軸功率：原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)泵所需功率，以符號(hào)P表示，單位KW。泵有效功率：泵送液體（漿體）的重量流量與揚(yáng)程的乘積，以符號(hào)Pe表示。

(KW)式中γ—液體密度（kg/m3）

第2頁/共50頁第二頁，共51頁。漿體軸功率：泵送漿體時(shí)泵的軸功率稱為漿體軸功率，以符號(hào)Pm表示，單位KW。(KW)式中Hm——漿體揚(yáng)程，米漿柱（m）Qm——漿體流量（l/s）

第3頁/共50頁第三頁，共51頁。汽蝕余量：在泵吸入口處單位重量液體所具有的超過汽化壓力的富裕能量。以符號(hào)NPSH表示，單位米液柱（m）。效率：有效功率與軸功率之比，以符號(hào)η表示，是衡量泵做功能力大小的一個(gè)物理量

第4頁/共50頁第四頁，共51頁。漿體中固體物料的特性參數(shù)粒徑：漿體中固體物料的大小固體物料的粒徑分最小粒徑、最大粒徑和中值粒徑中值粒徑：中值粒徑是指試樣篩分時(shí)累計(jì)重量為50%的顆粒粒徑，以d50表示，單位mm或μm。它保證較該粒徑大的顆粒和小于該粒徑的顆粒的重量份額相同。第5頁/共50頁第五頁，共51頁。試樣篩分曲線第6頁/共50頁第六頁，共51頁。粒形：固體物料的幾何形狀。從摩擦學(xué)的角度并結(jié)合物料水力輸送的特性，分以下三大類：銳形顆粒；鈍性顆粒；渾圓形顆粒硬度：固體物料的硬度也是造成過流部件高磨損的又一重要又一重要因素。當(dāng)固體物料的硬度高于過流件時(shí)，則對(duì)過流件產(chǎn)生切削磨損；當(dāng)固體物料的硬度低于過流件時(shí)，由于固體粒子的反復(fù)作用，也可導(dǎo)致材料的疲勞磨損。第7頁/共50頁第七頁，共51頁。固體物料的密度:固體物料在密實(shí)狀態(tài)下，單位體積所具有的質(zhì)量，以符號(hào)ρs表示，單位kg/m3。固體物料的密度大小與漿體的沉降速度、磨損量以及泵的軸功率成正比，與泵效率成反比。當(dāng)密度大到漿體不足以形成懸浮狀態(tài)產(chǎn)生沉積時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生堵塞和斷流分布狀態(tài)：漿體中固體物料的分布狀態(tài)也是決定漿體的重要因素之一。均質(zhì)漿體最重要的特性就是固體顆粒分布均勻，懸浮分散，無明顯的粘結(jié)團(tuán)塊，否則就是非均質(zhì)漿體

第8頁/共50頁第八頁，共51頁。漿體中固體物料的主要物理性質(zhì)

漿體密度：漿體密度是指固體物均勻分布的單位體積漿體所具有的質(zhì)量，以符號(hào)ρm表示，單位kg/m3。在漿體水力輸送中，漿體的密度、重度和比重是等價(jià)使用的，漿體的密度與泵的軸功率成正比，所以我們?cè)谶x型時(shí)，首先要弄清楚漿體的準(zhǔn)確密度，才能核算電機(jī)功率第9頁/共50頁第九頁，共51頁。漿體濃度:體積濃度：單位時(shí)間內(nèi)流過的固體體積與漿體體積之比，叫做體積濃度，一般取百分比；CV——漿體的體積濃度（%）QS、QM——分別表示固體物、漿體的體積流量

第10頁/共50頁第十頁，共51頁。重量濃度：單位時(shí)間內(nèi)流過的固體重量與漿體重量之比，叫做重量濃度。QS、QM——分別表示固體物、漿體的體積流量

S、Sm——分別表示固體物、漿體的比重第11頁/共50頁第十一頁，共51頁。PH值：即酸堿度，PH值對(duì)泵的選型有很大影響，PH值大小直接影響泵用材料的選擇，所以必須事先了解泵抽送介質(zhì)的酸堿度，才能有針對(duì)性的選擇材料。漿體粘性:漿體或流體流動(dòng)時(shí)內(nèi)部產(chǎn)生摩擦力或切應(yīng)它主要影響流量、揚(yáng)程、汽蝕余量，而且還影響到泵軸功率，效率。高粘度流體的例子如糖漿、柏油、水煤漿等。

第12頁/共50頁第十二頁，共51頁。臨界沉降流速

固體顆粒在管道中（一般指水平管道）隨著漿體平均流速的減小分布愈來愈不均勻，當(dāng)流速減小到某一值后，管道底部出現(xiàn)固定的或滑動(dòng)的床面。顆粒開始形成床面時(shí)的流速稱為淤積流速。如果流速低于淤積流速將導(dǎo)致管內(nèi)形成固體顆粒床面，摩擦損失隨之相應(yīng)地增大并常常具有脈動(dòng)性，甚至導(dǎo)致管道堵塞。為保證漿體在管道中正常流動(dòng)，必須使流速超過某一給定的最小值，此速度稱為臨界沉降流速。一般臨界沉降流速大于淤積流速。第13頁/共50頁第十三頁，共51頁。杜拉德公式

管徑在200mm以下通常用杜拉德公式計(jì)算臨界沉降流速。公式如下：式中：g——重力加速度（m/s2）D——管徑（m）FL——與粒徑、濃度等有關(guān)的速度系數(shù)，由表查得。第14頁/共50頁第十四頁，共51頁。凱夫公式

當(dāng)管徑D＞200mm時(shí),使用凱夫公式比較合適,公式如下：式中：D——管徑（m）CV——體積濃度（%），d50——中值粒徑（μm）第15頁/共50頁第十五頁，共51頁。管路水頭損失及管路特性曲線

等徑管路水頭損失（沿程水頭損失）HfL清水等徑管路水頭損失（沿程水頭損失）可由公式（3-1）（達(dá)西公式）計(jì)算（m）（3—1）式中L–管路的當(dāng)量長度（m）D–管路直徑（m）V–平均流速（m/s）f–摩擦損失系數(shù)或者沿程阻力系數(shù)第16頁/共50頁第十六頁，共51頁。彎管水頭損失HB當(dāng)彎管的當(dāng)量長度無法由圖3-2查得時(shí)，可按公式（3-3）計(jì)算水頭損失。（m）（3—3）式中ξB——90°彎管的損失系數(shù)第17頁/共50頁第十七頁，共51頁。入口水頭損失HE式中V——入口管內(nèi)流速（m/s）。ξE——入口損失系數(shù)。第18頁/共50頁第十八頁，共51頁。入口水頭損失HE式中V——入口管內(nèi)流速（m/s）。ξE——入口損失系數(shù)。第19頁/共50頁第十九頁，共51頁。擴(kuò)散管水頭損失HDV1——擴(kuò)散管入口流速（m/s）V2——擴(kuò)散管出口流速（m/s）ξD——擴(kuò)散管損失系數(shù)第20頁/共50頁第二十頁，共51頁。閘閥水頭損失HT

出口速度水頭損失HV第21頁/共50頁第二十一頁，共51頁。管路總水頭損失Hf第22頁/共50頁第二十二頁，共51頁。清水管路特性曲線從上面計(jì)算損失的公式可以看出，水頭損失都可以認(rèn)為是與流速的平方成正比。這樣，我們可以取速度或流量為橫坐標(biāo)，水頭損失為縱坐標(biāo)，則水頭損失曲線即為通過原點(diǎn)的一條拋物線，如圖3-7曲線A，這可以通過計(jì)算不同的流量點(diǎn)的總水頭損失繪出。由于管路系統(tǒng)中出口和進(jìn)口液面往往有一定的標(biāo)高差△H，這種情況下管路在流量Q=0時(shí)的靜水頭為△H，此時(shí)整條曲線應(yīng)向上平移△H距離（當(dāng)出口液面高于進(jìn)口液面時(shí)），如圖3-7中的B曲線。第23頁/共50頁第二十三頁，共51頁。特性曲線第24頁/共50頁第二十四頁，共51頁。漿體管路水頭損失及管路特性曲線漿體管路水頭損失隨所含固體顆粒的粒徑、濃度、固體物的比重等不同而不同，本手冊(cè)根據(jù)給定的漿體提出下述方法。第25頁/共50頁第二十五頁，共51頁。

均質(zhì)漿體管路水頭損失固體物所有粒徑均小于100μm，重量濃度CW≤30％，體積濃度CV≤15％，這種漿體屬于均質(zhì)漿體，不需要考慮顆粒的沉降。其管路的水頭損失和清水基本一致。因此水頭損失和管路特性曲線可按上述清水辦法求得。第26頁/共50頁第二十六頁，共51頁。典型漿體管路水頭損失

所謂典型漿體是指粒徑d50在100μm至300μm之間，重量濃度CW≤40％、體積濃度CV≤20％的漿體。此類漿體的管路水頭損失有如下特點(diǎn)：在同樣的管路條件下，當(dāng)漿體的流速為其臨界沉降流速的0.7倍（V=0.7VL）時(shí)漿體的水頭損失與清水以漿體的臨界沉降流速流動(dòng)（V=VL）時(shí)的水頭損失相同；當(dāng)漿體的流速為其臨界沉降流速的1.3倍（V=1.3VL）時(shí)，漿體的水頭損失與清水以同樣流速流動(dòng)時(shí)的水頭損失相同。第27頁/共50頁第二十七頁，共51頁。渣漿泵的性能及運(yùn)行工況第28頁/共50頁第二十八頁，共51頁。清水是泵進(jìn)行性能試驗(yàn)最方便的介質(zhì)，因此渣漿泵生產(chǎn)廠家一般僅向用戶提供泵的清水性能。一般說來，用液柱高度表示的揚(yáng)程僅與液體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)。同一臺(tái)泵輸送水、空氣、水銀等流體所產(chǎn)生的揚(yáng)程數(shù)值上是一樣的。在泵送漿體時(shí)，由于漿體濃度、固體顆粒的大小、粘度等的影響，使得同一臺(tái)泵輸送清水與輸送漿體時(shí)揚(yáng)程和效率都要發(fā)生變化。與泵送清水相比，泵送高濃度粗顆粒的漿體時(shí)，泵的揚(yáng)程和效率有明顯的降低；泵送細(xì)顆粒漿體時(shí)，在有些情況下，泵效率會(huì)有所提高。因此，我們?cè)谠鼭{泵的選型上除必須知道泵的清水性能之外，還要了解泵送漿體時(shí)泵的漿體性能與清水性能方面的區(qū)別。第29頁/共50頁第二十九頁，共51頁。泵送漿體時(shí)性能的變化

揚(yáng)程比：在相同流量和轉(zhuǎn)速下泵送漿體揚(yáng)程和泵送清水揚(yáng)程的比值叫做揚(yáng)程比，以符號(hào)HR表示。式中Hm——漿體揚(yáng)程，米漿體柱（m）H——清水揚(yáng)程，米水柱（m）第30頁/共50頁第三十頁，共51頁。HR的計(jì)算公式第31頁/共50頁第三十一頁，共51頁。

效率比在相同流量和轉(zhuǎn)數(shù)下泵送漿體和泵送清水的效率比值叫做效率比，用ER表示，第32頁/共50頁第三十二頁，共51頁。

汽蝕渣漿泵應(yīng)保證在無汽蝕發(fā)生的條件下運(yùn)行。如果泵在汽蝕發(fā)生的情況下運(yùn)行，會(huì)使泵的過流零件在汽蝕和磨蝕的共同作用下過早的損壞，在汽蝕嚴(yán)重的情況下泵將產(chǎn)生振動(dòng)和噪音，甚至導(dǎo)致泵揚(yáng)程、流量、效率急劇下降而無法運(yùn)行。第33頁/共50頁第三十三頁，共51頁。泵無汽蝕運(yùn)行的條件

泵不發(fā)生汽蝕的條件是有效汽蝕裕量大于泵的必需汽蝕裕量，一般為了安全起見應(yīng)加0.3m的汽蝕安全裕量，如公式（5-1）所示，

NPSHa≥NPSHr+0.3(5—1)式中NPSHa——有效汽蝕裕量（m）

NPSHr——必需汽蝕裕量（m）有效汽蝕裕量是指泵入口處單位重量液體所具有的高出汽化壓力能頭的那部分能量，由吸入管路系統(tǒng)的參數(shù)和管路中的流量所決定。必需汽蝕裕量由試驗(yàn)確定；它取決于泵的結(jié)構(gòu)和參數(shù)。第34頁/共50頁第三十四頁，共51頁。泵不發(fā)生汽蝕的條件第35頁/共50頁第三十五頁，共51頁。渣漿泵的串聯(lián)和接力采用離心式渣漿泵進(jìn)行固體物料的遠(yuǎn)距離水力輸送還是經(jīng)濟(jì)的。此時(shí)，輸送系統(tǒng)所要求的渣漿泵總揚(yáng)程，往往超過單級(jí)離心渣漿泵所能達(dá)到的最高揚(yáng)程，在這種情況下，可以采用單級(jí)離心式渣漿泵串聯(lián)或接力的方法，達(dá)到系統(tǒng)所要求的總揚(yáng)程。第36頁/共50頁第三十六頁，共51頁。串聯(lián)形式第37頁/共50頁第三十七頁，共51頁。泵的選型第38頁/共50頁第三十八頁，共51頁。泵型的選擇離心式渣漿泵的類型很多，應(yīng)根據(jù)漿體的性質(zhì)不同選擇不同類型的泵，以沃曼泵為例：重量濃度30%以下的低磨蝕渣漿可選用L型泵；高濃度強(qiáng)磨蝕渣漿可選用AH型泵；當(dāng)液面高度變化較大又需浸入下工作時(shí)，應(yīng)選用KZJL型泵。當(dāng)需要高揚(yáng)程輸送時(shí)，選用KZJ型或HH型泵。第39頁/共50頁第三十九頁，共51頁。性能參數(shù)的選擇

泵型確定后，揚(yáng)程和流量是選擇泵規(guī)格大小和是否串聯(lián)的依據(jù)。輸送高濃度強(qiáng)磨蝕性渣漿，一般不選用泵最高轉(zhuǎn)數(shù)nmax（性能曲線中多種轉(zhuǎn)數(shù)的最高轉(zhuǎn)數(shù)），選擇轉(zhuǎn)數(shù)為3/4nmax左右比較合適。當(dāng)選定的泵在3/4nmax時(shí)，流量合適而揚(yáng)程達(dá)不到，可采用多臺(tái)泵串聯(lián)形式。對(duì)于沃曼泵，不同的漿體，流量范圍也要有所限制：對(duì)于高濃度強(qiáng)磨蝕的渣漿，流量應(yīng)選在泵最高效率對(duì)應(yīng)流量的40-80%范圍內(nèi)；對(duì)于濃度低磨蝕渣漿，流量應(yīng)選在泵最高效率對(duì)應(yīng)流量的40-100%范圍內(nèi)；一般不選擇在最高效率對(duì)應(yīng)流量的100%-120%范圍內(nèi)。對(duì)于不同類型的沃曼泵，流量范圍的選擇參見圖7-1。第40頁/共50頁第四十頁，共51頁。揚(yáng)程裕量

渣漿泵在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，由于過流部件的磨損泵性能將不斷下降，直至最終不能滿足工況要求。為使泵能長時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn)在額定工況附近，通常在選泵時(shí)增加一個(gè)揚(yáng)程裕量。一般裕量取額定揚(yáng)程的10%。

第41頁/共50頁第四十一頁，共51頁。過流部件材質(zhì)的選擇渣漿泵過流部件可選用的材質(zhì)較多，應(yīng)根據(jù)輸送漿體的物理（顆粒組成、粒徑、形狀、硬度、濃度）、化學(xué)（酸、堿、油）特性而定。金屬耐磨材質(zhì)硬鎳1#，對(duì)粗顆粒有較好的抗磨蝕性；硬鎳4#抗磨蝕性與硬鎳1#接近，但對(duì)于大顆粒，高應(yīng)力的沖擊性渣漿有較好的抗磨蝕性，價(jià)格較硬鎳1#高；鉻27耐磨鑄鐵抗磨蝕性類似硬鎳1#，就堿性混合液而言，具有較好的耐腐蝕性，價(jià)格高于硬鎳1#，Cr15Mo3是目前世界上公認(rèn)的優(yōu)良抗磨蝕材質(zhì)，宏觀硬度高達(dá)布氏硬度650-750，對(duì)粗顆粒強(qiáng)磨蝕漿體有較好的抗磨蝕性能，但價(jià)格較高，且較脆。第42頁/共50頁第四十二頁，共51頁。橡膠材質(zhì)品種較多，主要適用于無尖銳棱角的細(xì)顆粒。

天然橡膠適合輸送弱酸。弱堿性漿體，大磨粒粒度及其速度一定的范圍內(nèi)，天然橡膠要比其它金屬或橡膠彈性材料耐用。氯丁橡膠不如天然橡膠好，但溫度低于200℃時(shí)，在油類漿體中具有極好的抗磨蝕性。

在渣漿泵材質(zhì)應(yīng)用中，橡膠以其優(yōu)良的耐磨、耐腐蝕、抗汽蝕性能得到了快速的發(fā)展，特別是應(yīng)用在電廠煙氣脫硫工況尤為理想，使用壽命可達(dá)五年。

第43頁/共50頁第四十三頁，共51頁。

軸封型式的選擇渣漿泵主要有填料密封、副葉輪密封和機(jī)械密封等軸封形式。副葉輪密封一般在倒灌工作下使用，倒灌壓力應(yīng)小于10%的泵出口壓力，這種軸封形式不加軸封水，但使用副葉輪密封將增加功率消耗，一般為額定功率的5%左右。填料密封需加軸封水并應(yīng)保證足夠的水壓和水量，軸封水壓等于泵出口壓力加35kPa，軸封水量見表7-1。我廠將機(jī)械密封應(yīng)用在渣漿泵上，以其無泄露、運(yùn)行可靠等