贾玉岐

（石家庄工业泵厂有限公司，河北 石家庄 050100）

渣浆泵从工作原理上讲属于离心泵，渣浆泵的名称是从输送介质的角度来划分的一种离心泵。主要参数有流量、扬程、转速、效率、必须汽蚀余量、轴功率、最大通过粒径等。选煤厂在实际选型中选型主要依据的基本参数是流量、扬程、最大通过粒径。泵出口至下一个浆液处理设备之间的管路、弯头、阀门等规格型号、布置图确定后，结合工艺要求，扬程基本可以确定。泵扬程与管网阻力需要匹配，在转速一定的情况下泵本身具有自适应性。选型数据需要准确，偏大或者偏小都会引起泵在使用中出现振动、异响、出口压力过大或者偏低、电机跳闸、汽蚀等各种异常，从而对整个生产系统造成影响。

目前，工程项目市场环境多数为EPC总承包项目。业主方则以公开招标的方式确定最终的总承包单位。这种方式中标的单位通常会在满足招标要求的前提下，压缩工程成本。其中提高工艺设计准确度、提高设备运转效率以及节约能源是节约成本的主要方式之一。但理想设计与实际往往存在较多的偏差。

1 现场工况简述

泵的设计参数如下：流量：2500m3/h、扬程：53m、比重：1.5t/m3、泵型号：**ZJ系列、传动方式：DC、电机：YXKK500-10/900KW/10KV、转速：590r/min、旋流器所需入口压力：0.35～0.4MPa。

现场渣浆泵试运行时，发现泵的出口压力远大于设计值。实际运行电流偏大，但是，电机温度不超标。现场技术人员存在4种技术问题判断：（1）渣浆泵选型出现偏差，流量偏大需要通过换泵改变现状；（2）现场工艺设计出现问题，参数设计不准确；（3）浆液浓度偏大，导致电机电流升高，出口压力增加；（4）上述综合原因导致。

入料压力是旋流器内产生离心力作用的动力，是使物料得到有效分选的重要因素。增大入料压力悬浮液进入旋流器的速度增大，离心力增高。因此，在一定程度上增大入料压力，可以加速分选过程，提高旋流器的处理量和分选效果。但入料压力过高，悬浮液本身的浓缩作用加强，一方面，使悬浮液的密度在旋流器中分布更加不均匀；另一方面，增大物料的实际密度，反而降低了分选效果。此外，入料压力增大还将增加设备的磨损和动力消耗。所以一定要将渣浆泵的出口压力调到设计要求。根据现场的反馈，我方人员调查情况如下：渣浆泵在调试运行过程中发现泵体出口压力过大并伴有泵体振动超标的情况。实际运行电流偏高，但是，电机本身富裕量足够，并不影响电机本身的运行。渣浆泵发往现场至安装完毕后未发生磕碰损坏，泵体及配套电机等设备铭牌参数与合同一致无异常情况。通过检查随机携带的资料，泵体及电机性能试验合格，与技术协议要求的内容一致并无异常，且有第三方监造人员签字。电机单体调试合格，未发现异常。现场检测仪表正常显示，无异常情情况。根据客户前期提供的选型数据再次对渣浆泵进行选型校核，并无发现选型方案的不妥之处。所以，暂时排查设备本身的质量问题，需要到现场勘察进行详细的数据采集分析。

2 数据分析及选型计算

到达现场后取得数据如下：

水平管路长度：约4.2m；弯头：3个；变径管：2个；管路管径：DN600mm；几何高差：16m。

查表得扬程折降系数HR=0.9；摩擦系数f=0.0135。

旋流器入口压力（0.35～0.4MPa）按最大值折合扬程H1=400kPa÷9.8N/m2÷1.5t/m3=27.2m。

几何高差H2为16m。

查表得：水平管路、弯头、阀门算出当量长度L。

泵扬程H=（H1+H2+Hfl1）/HR×1.04≈51m。

理论计算扬程51m即可满足现场使用。据此分析，客户提供的选型数据扬程值偏大，在转速一定的情况下，导致实际运行流量偏向大流量区域，实际运行扬程低。转速、扬程确定的情况下，参考性能曲线找到实际运行工况点，将数据代入得出，轴功率比设计运行值偏大。由此断定泵处于偏大流量运行状态。

根据和现场技术人员沟通发现，实际的浆液密度到达1.55t/m3，旋流器的实际流量2400m3/h即可满足使用。通过上述过程再次计算：

旋流器入口压力（0.35～0.4MPa）按最大值折合扬程H3=400kPa÷9.8N/m2÷1.55t/m3=26.3m。

由达西公式算出，管路损失Hfl2为0.6m。

摩擦系数、扬程折降系数、几何高差H2保持不变；

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

另外，调查发现系统存在隐患如下：泵的实际运行流量偏大，渣浆泵入口的浆液罐的容量偏小。这种设计在浆液罐来料不稳无法及时补充到罐内时，渣浆泵运行后短时间内就将罐内的浆液抽空，最后，造成渣浆泵出现抽空、振动的情况。

3 分析结果及处理方案

根据现场了解以及上述计算分析得出结论：泵出口压力大，电流偏高的真正原因是多种问题同时出现导致的。选型时客户提供的扬程数据偏大，导致泵体实际偏大流量运行。另外，现场浆液浓度偏高也是增加出口压力以及电机负荷的原因之一。

因为成套泵设备已经安装完毕，更换新泵的成本大，管路及地基基础都需要进行调整，所以尽量在此泵型的基础上进行改进以降低成本。通过车削叶轮可以达到目的。依据转速和叶轮直径的比例关系计算叶轮的车销量。长期合作的客户我公司可以免费将该泵的叶轮进行返厂车削并发回现场指导安装。

现场使用的渣浆泵叶轮直径为R1=1000mm，通过车削叶轮的方式减小流量的输出。通过泵体性能曲线计算实际叶轮直径R2=R1×n2/n1=570×1000/590mm≈970mm。

4 现场使用效果

客户采纳我公司的分析方案及处理意见。叶轮返厂车削后送回现场安装，由我公司负责安装指导。根据现场的情况，我方人员对客户进行了使用维护的培训以及说明，确保后期渣浆泵能够正常稳定的运转。客户根据我公司的建议对浆液池容量进行加大处理，以便为渣浆泵提供稳定的进料，减少浆液波动。改造后泵运行稳定良好，较好的满足客户的需求，获得客户的认可和赞赏。

5 结语

现有的处理方案已经较好地解决了现场渣浆泵出口压力过大以及振动的问题。但是，根据使用经验来看，渣浆泵系统的运行仍然存在瑕疵，建议客户针对关键部位的渣浆泵增加变频调节设备。因为现场在实际运行中会遇到各种各样的问题，比如，选矿原料品质变化、员工操作不当、其他设备故障导致浆液出现变化等。安装变频调节设备后，通过调节泵的转速来适应实际运行工况点，可以较好地增加渣浆泵系统运行的稳定性，减少维护人员工作量。

国内一些洗煤厂项目在关键工艺段设计时，设计人员为了避免出现流量和扬程出现负偏差，经常会设置一定的富裕量。但是，这样对渣浆泵这种设备来说就容易出现实际运行流量和扬程的偏差。从渣浆泵的使用来说，严重偏离工况点的运行，会使泵的寿命严重缩短，偏小流量运行容易出现振动、断轴，偏大流量运行容易出现电机过载、跳闸、泵壳汽蚀、异响等问题。

降低设备的富裕系数，又会大大增加设备故障的风险。洗煤行业现场操作工人的作业水平参差不齐难以控制，再加上工艺设计的误差，都会对设备产生影响。生产环节环环相扣，容易形成累积误差，所以在关键设备的选型上，仍要根据实际情况进行选型配套，留有一定的富裕量，从而提高生产系统的抗风险能力。

渣浆泵输送的浆液对泵体过流部件的磨损量大，在渣浆泵选型时，设计方应该尽量准确地给出泵体的设计参数，这样才能保证泵体长期稳定的运行状态，延长过流部件的使用寿命，从长远角度来看，才是真正降低业主的成本。