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渣漿泵的內部構是怎么樣的以及國內外水泵水輪機的高轉速化發(fā)展

2020-08-17

    渣漿泵的基本構成和制造材料
    渣漿泵及其過流件和易損件是水泵備件中常見的類別,當水泵所需處理介質含有一定數(shù)量的固體顆粒,介質就會對水泵備件的過流部件有磨損性,這時水泵的過流部件就需要采用耐磨材料制造,這樣的水泵就是渣漿泵。
    渣漿泵的適用范圍較廣,如選礦廠、發(fā)電廠、氧化鋁廠、銅廠等礦業(yè)企業(yè)都會使用到渣漿泵,其主要作用是為旋流器、磁選浮選等設備輸送料漿。渣漿泵的主要結構分為泵體、軸封和傳動三個部分。
    一.渣漿泵的泵體
    渣漿泵所采用的多為雙泵殼結構,由泵體和泵蓋組成外泵殼結構,葉輪、護套、前護板、后護板組成內泵殼結構。渣漿泵外泵殼結構的制造材料有灰鐵、球鐵、鑄鋼三種,內泵殼結構也被稱為水泵的過流部件,制造材料也有三種,分別是KMTBCr26、Cr15Mo3和橡膠。
    渣漿泵的內泵殼結構也就是過流部件,在泵備件的核心制造成本中所占比例很高,這也就意味著它代表了渣漿泵的核心質量水平,是選擇渣漿泵時應首先考察的部分。
    泵備件的過流部件制造材料中,KMTBCr26金屬晶粒細密、耐磨性好、性價比較高,目前70%的渣漿泵過流部件都使這種材質。Cr15Mo3材質制造的過流部件雖然耐磨性更高、硬度更好,使用壽命能達到KMTBCr26的1.5倍,但其成本更高達到KMTBCr26的2倍,故而性價比較低、使用范圍較小。橡膠在三種制造材料中耐腐蝕性更好,當介質中含有固體顆粒圓滑、無尖角、渣漿泵的揚程不超過40米時,適宜選擇橡膠制造的過流部件。
    二.渣漿泵的軸封
    渣漿泵的軸封分為填料密封、副葉輪密封、機械密封三種。
    1.渣漿泵的填料密封
    渣漿泵的填料密封是靠填料和軸套之間的軟硬磨合起到密封效果的,填料密封需要加軸封水,軸封水的壓力必須超過渣漿泵出口壓力1.5公斤,此種密封方式在選礦廠、洗煤廠應用廣泛。
    2.渣漿泵的副葉輪密封
    渣漿泵的副葉輪密封是靠副葉輪產(chǎn)生的壓力起到密封效果的,要求渣漿泵的倒灌壓力不超過渣漿泵出口壓力15%,當用戶水資源匱乏時采用這種密封方式。
    3.渣漿泵的機械密封
    渣漿泵的機械密封靠機械密封的動靜環(huán)緊密摩擦起到密封效果的,機械密封分又分為無注水式機械密封、注水式外沖洗機械密封、注水式內沖洗機械密封三種。無注水式機械密封不需要加軸封水,使用壽命約4000小時;注水式外沖洗機械密封需要加軸封水,軸封水壓力1.5公斤,使用壽命約6000小時;注水式內沖洗機械密封需要加軸封水,軸封水壓力要超過渣漿泵出口壓力1.5公斤,使用壽命約8000小時。
    三.渣漿泵的傳動部分
    渣漿泵的傳動部分由泵軸、軸承、軸承箱組成。在對軸承潤滑時我們可以采用干油潤滑和稀油潤滑兩種方式,一般來說在渣漿泵輸送介質溫度較高或渣漿泵的規(guī)模較大的情況下,需要采用稀油潤滑并加強制冷卻水。

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經(jīng)過半個世紀的發(fā)展,特別是20世紀70、80年代以來抽水蓄能電站的大規(guī)模興建,國內外的水泵水輪機,包括可逆式和組合式,都趨于向高水頭、大容量和高轉速化發(fā)展。
    1.中高水頭向高水頭發(fā)展
    隨著工作水頭的提高,由上下庫水位波動而形成機組水頭的變化相對值減小,使水泵水輪機可以經(jīng)常在較優(yōu)的效率區(qū)工作,而達到最高的效益。水泵水輪機工作水頭提高后,對于同樣的加工難度(常用水頭與轉速平方的乘積未代表),可以生產(chǎn)更大容量的機組,增加電站的功率。在同樣功率條件下,通過高水頭機組的流量要小些,機組本身尺寸隨之減小,管道尺寸也可以減小,都有助于降低電站的造價。高水頭水力機組的轉速高,對提高電動發(fā)電機的效率并減少電機尺寸有好處。純抽水蓄能電站可以在具有適當?shù)匦蔚母叩厣先斯ば藿ㄋ畮臁R虼烁袟l件選擇接近電網(wǎng)負荷中心的高水頭站址,而不像常規(guī)水電站那樣在更大程度上受河流和地形的限制。
    2.大容量化-增大單機容量
    電力系統(tǒng)的總容量在口益增大,系統(tǒng)負荷峰谷差也日益增大,為了提高調節(jié)能力,系統(tǒng)內所需要的抽水蓄能容量亦隨之增大,和多數(shù)旋轉機械的規(guī)律一致,水電機組由于容量增大,單位容量所需金屬材料和機械加工量實際上是降低的。另外,使用數(shù)量較少的機組可以簡化電站的控制系統(tǒng),降低電站的造價合運行費用,故存一定范圍內,單機容量的增長能夠帶來直接的經(jīng)濟效益。
    3.高轉速化-采用更高的比轉速
    水泵水輪機的工作水頭大小決定于轉輪的線速度。為了達到較高的線速度,可以使用較大的轉輪直徑或較高的轉速。現(xiàn)代的設計趨勢是將轉輪直徑保持在一定范圍內而盡量提高轉速。對于水力特性而言,就是采用盡量高的比轉速。根據(jù)目前同際上的制造水平,水輪機比轉速如果選在110~180 r/min范圍內可以得到最高的水力效率,低于此比轉速范圍水力效率就明顯下降。

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