汪 永，晏 歆

（江西铜业集团有限公司 贵溪冶炼厂，江西 贵溪 335424）

1 引言

2 原有离心机给液方式介绍

2.1 离心机给液流程

如图1所示，石膏浓密机内的石膏浆液由隔膜泵送至离心机高位槽，6台离心机分别在给液程序时，石膏浆液通过重力自流至离心机内［4］。多余的石膏浆液溢流至溢流槽暂存，溢流槽内的石膏浆液又通过隔膜泵输送至离心机高位槽对高位槽进行补充。溢流槽内的石膏浆液如果满槽则溢流至集液槽，然后用泵返回至石膏反应槽。

图1 原有离心机给液方式流程图

2.2 原有离心机给液方式的缺点及原因分析

（1）石膏输送管道易堵塞。因石膏反应槽及石膏浓密机系统与离心机分别处于马路两侧，石膏浆液输送管线较长，阻力大，用气动隔膜泵输送时在弯头处或上升段易堵塞。另外当气动隔膜泵隔膜破或逆止球故障时不易被发现，导致隔膜泵单边上液，单边上液时石膏浆液在管道内流动具有不连续性，易沉积堵塞管道。

（2）离心机给液管易堵塞。如图2所示，为了便于离心机本体检修，高位槽未设置在离心机的正上方，高位槽和离心机之间在X轴上存在一定的距离，这就导致离心机的给液管始终存在一定的斜度。另外受气动隔膜泵出口压头的限制，高位槽的配置高度较低，给液时压头就小。以上双重原因导致在高位槽内的石膏浆液较浓的情况下，向离心机给液时石膏浆液易在给液管坡度较小段发生石膏沉积堵塞，且在下次给液时靠重力无法自行冲通。

图2 离心机给液管示意图

（3）离心机台效低，石膏品质差。石膏工序共有6台离心机，运行步骤由各自独立的PLC程序控制，因此同一时间段处于给液程序的离心机台数均不同，但由石膏浓密机进入高位槽的量是固定的，因没有自动调节装置，进入离心机高位槽的浆液总量无法根据处于给液状态的离心机台数来实时调整，就可能存在有时离心机处于未给满液状态，有时处于过给液状态。处于未给满液状态的离心机产出的石膏含水量会上升，导致石膏品质差；处于过给液状态的离心机增加了总循环时间，也就导致离心机效率降低。

（4）流程复杂，设备多，成本高。石膏工序共有4个高位槽，6台离心机，1个溢流槽。为了防止石膏浆液沉积，其中高位槽和溢流槽都配备了搅拌机；高位槽与溢流槽之间需要配置液体走向管道，管线长易堵塞（如图1）；从溢流槽至高位槽需要配备2台气动隔膜泵，因管线长出口阻力大，导致气动隔膜泵隔膜及泵轴使用寿命缩短，故障频繁检修成本增加。

3 离心机给液方式的改进

综合分析认为，以上问题的根本原因是整个离心机给液系统设计不合理，缺乏必要的自动控制系统。导致整个离心机给液系统设备多，管线复杂，效率低下［5-6］。针对这些问题，计划取消所有高位槽和溢流槽，离心机改为离心泵直接给液，并增加必要的自动控制系统。

3.1 验证离心机离心泵直接给液的可行性

流程图见图3。

图3 离心泵直接给液示意图

（1）为了解决石膏浓密机内浆液跨马路输送管线长，易堵塞的问题，在合适的位置增加了1个中转槽。

（2）取消4个高位槽中的3个，保留离心机给液总管末端的1个高位槽。中转槽离心泵出口管与此高位槽的底部给液管相连。前端4台离心机的给液管与其对应的高位槽断开，直接与中转槽离心泵出口总管对接。保留的那个高位槽上设置液位计，由此液位信号来调节中转槽抽出泵的频率，并设置最低运行频率以保证离心机给液总管内的石膏浆液不断流沉积堵塞管道。

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石膏浓密机内的浆液先由气动隔膜泵输送至中转槽内进一步浓缩，再用变频离心泵输送至离心机，实现接力输送以减少管道堵塞的次数。

当处于给液程序的离心机台数较少时，高位槽液位会上涨至设定值，此时自动降低中转槽离心泵的频率，高位槽进液量减少；当同时处于给液状态的离心机较多时，高位槽液位下降，中转槽离心泵频率增加，进入高位槽的液量增多，如果此时进入高位槽的液量仍不足时，溢流槽的循环泵也会往高位槽补液，以保证每台离心机的给液量；如果所有离心机都处于非给液状态，中转槽离心泵的频率会降至最低，如果此时高位槽液位仍上涨则溢流至原有的溢流槽。

通过一个月的试运行，石膏浓密机抽出泵出口总管堵塞次数降为0，离心机给液管堵塞次数显著降低，高位槽液位基本处于80%（设定值）的液位，满液溢流至溢流槽的次数显著降低。综合评价认为高位槽及溢流槽已无存在必要，可以全部取消，离心机离心泵直接给液方案可行。

3.2 方案优化

石膏浆液输送的特性决定了其在输送管道内需保持流动连续性，否则就会沉积并堵塞管道，必须设置一个最小流量以满足这一要求。在实际生产中，始终可能存在6台离心机同时处于非给液状态，此时又要求离心机进液量为0，前后矛盾。解决方法是在离心机给液总管末端增加一根DN50的回流管回流至石膏中间槽。

流程图见图4。

如图4所示，在离心机给液总管的末端配1根由DN80缩经至DN50的PE管返回石膏中转槽。配管时，此管可以沿进液总管原路返回，在进入石膏中转槽前设置一个跃升高度，配合管道缩经，目的是提高离心机进液管内的给液压力，节省给液时间提高离心机效率。同时如果管道内发生轻微石膏沉积，在高压力的冲击下沉积的石膏也会自行疏通。

图4 改造后离心机给液示意图

4 结论

离心机给液方式由原来的高位槽重力自流式给液改为变频离心泵直接给液后存在以下优点:

（1）取消了带搅拌机的高位槽、溢流槽，电耗及维修成本下降；简化了设备及管线，出现设备间管道堵塞的概率大幅降低。

（2）离心泵直接给液压力高，离心机进液管及进液口不容易堵塞，降低了员工的劳动强度。

（3）离心机给液变频调节，给液总管流量根据各台离心机所处的不同运行步骤进行动态流量调整，保证了离心机给液效果最优化，提高了离心机的运行台效。