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渣浆泵的内部构是怎么样的以及国内外水泵水轮机的高转速化发展

2020-08-17

    渣浆泵的基本构成和制造材料
    渣浆泵及其过流件和易损件是水泵备件中常见的类别,当水泵所需处理介质含有一定数量的固体颗粒,介质就会对水泵备件的过流部件有磨损性,这时水泵的过流部件就需要采用耐磨材料制造,这样的水泵就是渣浆泵。
    渣浆泵的适用范围较广,如选矿厂、发电厂、氧化铝厂、铜厂等矿业企业都会使用到渣浆泵,其主要作用是为旋流器、磁选浮选等设备输送料浆。渣浆泵的主要结构分为泵体、轴封和传动三个部分。
    一.渣浆泵的泵体
    渣浆泵所采用的多为双泵壳结构,由泵体和泵盖组成外泵壳结构,叶轮、护套、前护板、后护板组成内泵壳结构。渣浆泵外泵壳结构的制造材料有灰铁、球铁、铸钢三种,内泵壳结构也被称为水泵的过流部件,制造材料也有三种,分别是KMTBCr26、Cr15Mo3和橡胶。
    渣浆泵的内泵壳结构也就是过流部件,在泵备件的核心制造成本中所占比例很高,这也就意味着它代表了渣浆泵的核心质量水平,是选择渣浆泵时应首先考察的部分。
    泵备件的过流部件制造材料中,KMTBCr26金属晶粒细密、耐磨性好、性价比较高,目前70%的渣浆泵过流部件都使这种材质。Cr15Mo3材质制造的过流部件虽然耐磨性更高、硬度更好,使用寿命能达到KMTBCr26的1.5倍,但其成本更高达到KMTBCr26的2倍,故而性价比较低、使用范围较小。橡胶在三种制造材料中耐腐蚀性更好,当介质中含有固体颗粒圆滑、无尖角、渣浆泵的扬程不超过40米时,适宜选择橡胶制造的过流部件。
    二.渣浆泵的轴封
    渣浆泵的轴封分为填料密封、副叶轮密封、机械密封三种。
    1.渣浆泵的填料密封
    渣浆泵的填料密封是靠填料和轴套之间的软硬磨合起到密封效果的,填料密封需要加轴封水,轴封水的压力必须超过渣浆泵出口压力1.5公斤,此种密封方式在选矿厂、洗煤厂应用广泛。
    2.渣浆泵的副叶轮密封
    渣浆泵的副叶轮密封是靠副叶轮产生的压力起到密封效果的,要求渣浆泵的倒灌压力不超过渣浆泵出口压力15%,当用户水资源匮乏时采用这种密封方式。
    3.渣浆泵的机械密封
    渣浆泵的机械密封靠机械密封的动静环紧密摩擦起到密封效果的,机械密封分又分为无注水式机械密封、注水式外冲洗机械密封、注水式内冲洗机械密封三种。无注水式机械密封不需要加轴封水,使用寿命约4000小时;注水式外冲洗机械密封需要加轴封水,轴封水压力1.5公斤,使用寿命约6000小时;注水式内冲洗机械密封需要加轴封水,轴封水压力要超过渣浆泵出口压力1.5公斤,使用寿命约8000小时。
    三.渣浆泵的传动部分
    渣浆泵的传动部分由泵轴、轴承、轴承箱组成。在对轴承润滑时大家可以采用干油润滑和稀油润滑两种方式,一般来说在渣浆泵输送介质温度较高或渣浆泵的规模较大的情况下,需要采用稀油润滑并加强制冷却水。

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经过半个世纪的发展,特别是20世纪70、80年代以来抽水蓄能电站的大规模兴建,国内外的水泵水轮机,包括可逆式和组合式,都趋于向高水头、大容量和高转速化发展。
    1.中高水头向高水头发展
    随着工作水头的提高,由上下库水位波动而形成机组水头的变化相对值减小,使水泵水轮机可以经常在较优的效率区工作,而达到最高的效益。水泵水轮机工作水头提高后,对于同样的加工难度(常用水头与转速平方的乘积未代表),可以生产更大容量的机组,增加电站的功率。在同样功率条件下,通过高水头机组的流量要小些,机组本身尺寸随之减小,管道尺寸也可以减小,都有助于降低电站的造价。高水头水力机组的转速高,对提高电动发电机的效率并减少电机尺寸有好处。纯抽水蓄能电站可以在具有适当地形的高地上人工修建水库。因此更有条件选择接近电网负荷中心的高水头站址,而不像常规水电站那样在更大程度上受河流和地形的限制。
    2.大容量化-增大单机容量
    电力系统的总容量在口益增大,系统负荷峰谷差也日益增大,为了提高调节能力,系统内所需要的抽水蓄能容量亦随之增大,和多数旋转机械的规律一致,水电机组由于容量增大,单位容量所需金属材料和机械加工量实际上是降低的。另外,使用数量较少的机组可以简化电站的控制系统,降低电站的造价合运行费用,故存一定范围内,单机容量的增长能够带来直接的经济效益。
    3.高转速化-采用更高的比转速
    水泵水轮机的工作水头大小决定于转轮的线速度。为了达到较高的线速度,可以使用较大的转轮直径或较高的转速。现代的设计趋势是将转轮直径保持在一定范围内而尽量提高转速。对于水力特性而言,就是采用尽量高的比转速。根据目前同际上的制造水平,水轮机比转速如果选在110~180 r/min范围内可以得到最高的水力效率,低于此比转速范围水力效率就明显下降。

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