
现在矿山规模越来越大,采场和选厂距离远,尾矿库离选厂也可能十几公里。一条管路打过去,单台泵的扬程不够,就得用几台泵串联接力。长距离浆体输送不是简单把几台泵串起来就行——串联点设在哪里、每台泵扬程怎么分配、启动停泵顺序怎么安排、管路水锤怎么防,这些搞不好,轻则效率低、磨损快,重则管路爆管、泵打坏。这篇把矿山长距离渣浆泵串联输送的技术要点讲清楚,做方案设计的时候用得上。
先说说什么时候需要串联。单台离心渣浆泵的扬程,大口径的一般也就60到80米,特殊高扬程型号能到120米。如果管路总阻力损失超过单泵扬程,比如输送距离三五公里、垂直高差一两百米,单台泵打不动,就得两级甚至三级串联。串联不是随便串——两台泵串联,理论上扬程叠加,流量不变;但实际运行中,后一台泵的入口压力是前一台泵的出口压力,两台泵的性能曲线要匹配,不然会出现"抢负荷",有的泵憋压有的泵抽空。
串联方式有两种:直接串联和间接串联。直接串联就是第一台泵出口直接接第二台泵入口,两台泵之间没有缓冲池。这种方式效率高、占地小,但对两台泵的性能匹配要求严,而且一台出故障两台都停。间接串联是第一台泵打到中间中继池,第二台泵从中继池再打出去。这种方式可靠性高,一台泵故障不影响另一台,但中继池要占地,浆体在池子里还可能沉积、分层,多级中继泵站在长距离尾矿输送里用得多。
扬程分配是串联设计的核心。总扬程要算准:垂直高差加水平沿程阻力加局部阻力,再留15%到20%余量。总扬程确定后,按泵型和管路压力等级分配。比如总扬程需要180米,选三台泵,每台60米。但别平均分——考虑到磨损后泵性能下降,后面的泵要留更多余量。第一级泵入口是低压,后面的泵入口压力越来越高,泵的密封和壳体耐压等级要跟着提高。最后一级泵出口直接接主管路,压力最高,壳体壁厚和密封要按最高压力设计。
泵型选择上,串联输送一般用同一型号的泵,这样备件通用、操作维护简单。如果工况特殊,前后级浆体浓度不一样,也可以不同型号,但性能曲线必须匹配。高扬程多级串联,ZGB型渣浆泵比ZJ型更合适,ZGB就是为高扬程工况设计的。每级泵都要配变频,因为启动时管路是满的还是空的、磨损后阻力怎么变,都需要调转速来适应。
串联点怎么设。直接串联的话,两台泵之间距离尽量近,管路短,减少阻力损失。间接串联的中继站,位置选在管路垂直高差的中间点,不要设在最高点——最高点会积气,影响下一级泵吸入。中继池要有搅拌,防止浆体沉积;要有液位计,跟下一级泵联动,液位低了停泵防止抽空。长距离输送,中继站一般设在地面,不设井下,维护方便。
启动和停泵顺序有讲究。串联启动,要从最后一级开始往前开:先开最后一级泵,再开前一级,最后开第一级。为什么?因为管路里一开始是空的,先开前面的泵,浆体打不出去,泵憋压、打回流,容易过热。停泵顺序反过来,从第一级往后停,先停第一级,再依次停后面的。紧急停泵的时候,各级泵都要联动停,还要自动打开泄压阀和回流管,防止水锤。
水锤是长距离串联输送的大敌。突然停泵,管路里高速流动的浆体瞬间停下来,压力波在管路里来回冲撞,轻则焊缝开裂,重则爆管。所以长距离输送必须有水锤防护:在每级泵出口装缓闭止回阀,在管路高点装排气阀,在泵出口装泄压阀或者回流管。停泵时先开回流阀,让泵在小流量下转一会儿再停,让管路里的浆体慢慢卸压。这个钱不能省,一根管路爆一次,停产加上维修费用够买好几台泵。
运行参数监测也要跟上。每级泵的进出口压力、流量、电流都要传到中控室。哪一级泵出口压力突然降了,说明这台泵磨损了或者有故障;哪一级入口压力突然高了,说明前面的泵打多了。长距离输送靠现场巡检跑不过来,必须靠数据远程监控。管路沿程压力也要测,在关键节点装压力表,判断管路有没有堵点或者漏点。
石家庄石泵渣浆泵业在长距离尾矿输送、多级泵串联这块有方案设计和配套经验,ZGB高扬程渣浆泵在多级串联工况跑过不少。做长距离输送方案的时候,把管路走向、垂直高差、输送距离、浆体浓度粒度、年运行小时数这些参数提供给厂家,他们帮你算阻力、分配扬程、选泵型。串联输送是个系统工程,泵只是其中一环,管路、阀门、电控、水锤防护都得一起考虑,单独把泵选好不够。

