渣浆泵输送浓度过高的浆体时会出现效率下降、磨损加剧甚至设备损坏等问题,根本原因涉及流体特性、泵体设计和材料限制等多个方面。以下是具体分析及解决方案:
临界浓度
:通常指固液混合物中固体质量分数超过
40%~60%(视颗粒密度和粒径而定)。
直观表现
:浆体流动性显著下降,呈现类似膏状的黏稠状态。
黏度剧增
高浓度浆体趋向非牛顿流体(如宾汉塑性体),泵送需克服
屈服应力
,导致:
叶轮内部流道堵塞,流量骤降。
电机超载(电流升高
20%~50%)。
案例
:某选矿厂输送
65%浓度的铁矿浆时,泵效率从70%降至35%。
2.
水力性能限制
扬程
-流量曲线恶化
高浓度下泵的
Q-H曲线陡降,实际扬程可能不足设计值的50%:
| 浓度 | 清水 | 30% | 50% ||------|------|-----|-----|| 扬程 | 30m | 25m | 15m |
汽蚀风险
:浆体流动性差导致进口负压区补料不足,引发汽蚀。
固体颗粒冲击
浓度越高,单位时间内冲击叶轮
/护板的颗粒数量呈指数增长:
普通
Cr26材质叶轮寿命从8000小时(30%浓度)降至1000小时(60%浓度)。
密封失效
:高浓度浆体更易侵入机械密封面,加速磨损。
4.
配套系统问题
管道沉积
流速<临界沉降流速(通常
1.8~3m/s)时,管道底部会形成固体沉积层,进一步增加阻力。
喂料困难
:普通料仓易出现
"鼠洞"现象,导致泵吸料不均。
泵型改造
换用
宽流道叶轮
(如天标泵业泵的浓浆泵),通过能力提升
30%。
采用
变频调速
匹配流量
-扬程需求。
材料升级
叶轮
/护板改用
橡胶衬里
或
陶瓷贴片
(耐颗粒冲击)。
系统优化
管道加装
空气助吹装置
防止沉积。
专用设备
选用浓浆
泵
或
隔膜泵
(如
GEHO活塞泵),可输送浓度达70%的膏体。
采用
剪切稀释设计
(如
Netzsch的螺杆泵)。
辅助措施
添加
减阻剂
(如聚丙烯酰胺)降低表观黏度。
非泵送方案
改用
皮带输送机
+
螺旋给料机
组合。
考虑
管道搅拌输送系统
(如
FLSmidth的PSI系统)。
临界浓度验算
Cw=ρs(ρm−ρl)ρm(ρs−ρl)×100%
C
w
=
ρ
m
(
ρ
s
−
ρ
l
)
ρ
s
(
ρ
m
−
ρ
l
)×100%
ρs
ρ
s
:固体密度(如铁矿取
4.8t/m³)
ρm
ρ
m
:混合密度
ρl
ρ
l
:液体密度
功率修正系数
浓度
|
修正系数
|
30%
|
1.1
|
50%
|
1.5
|
70%
|
2.0
|
五、维护建议
浓度监控
:安装在线密度计(如科隆的
Optisens系列)。
预防性更换
:叶轮厚度磨损至原尺寸
2/3时强制更换。
润滑调整
:高浓度工况下轴承润滑周期缩短
30%。
现象
|
浓度关联性
|
解决方案
|
电流波动大
|
浓度不均
|
增加搅拌均化槽
|
出口压力脉动
|
汽蚀
|
降低安装高度或增压喂料
|
轴承频繁损坏
|
轴向力增大
|
改用推力轴承
+平衡鼓设计
|
通过合理选型和系统优化,渣浆泵可适度提高输送浓度,但超过
60%时建议改用正位移泵或机械输送方案。实际应用中需通过
流变特性测试
确定浆体的泵送可行性。
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