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  上海水泵集团技术之矿山用泵的输送条件和型式二

  地下矿山用泵,其扬程必须超过500英尺,因为那是露天矿的最大深度。由于很大的降雨量不会立即产生很大的水量,因此其流量通常都低于露天矿山的流量。地下采矿作业也力求将地表水尽可能多地排离矿山。如果要做到这一点,则单台泵的流量范围为1000~5000加仑/分。虽然地下泵站可以设计成最大输入流量为20000加仑/分,但多半不选择流量大于5000加仓/分的泵。规定这一界限有许多原因,其中包括适应于矿井和运输巷道尺寸的泵和电动机的外形尺寸、可以在井下搬运和操作的泵和电动机的最大重量、水仓的最大贮水容量、连续输送和定时(正常供电)输送相比的效果以及停电后果。有关停电的各种影响问题,要求仔细地进行分析以确定水仓的正常水位和紧急贮水容量。供电的限制往往决定了单台泵的流量。如果变压器安装在地面,则很长的供电线路可能会使电动机容量受到限制。电动机虽然可采用降压起动器,但在成本上很少是合理的。

  最大规格的电动机和总的输送流量可能仍然不足以提供依据来决定单台泵的流量。显然,还必须考虑输送扬程。如果矿山总的深度低于1200英尺,可能就只需要一座水泵站,虽然有许多矿山一级提水的扬程比这更高。还必须考虑何处流入的水量最大。如果来流在300英尺的标高上,则让所有的水流到矿底再往上输送是太愚蠢了。在这种情况下,主泵站应设在300英尺标高上另在矿底设一个较小的泵站,将水泵送到300英尺标高处,或直接泵送到地面。

  选用深度1200英尺作为基准点,其原因主要是考虑采用压力等级为300磅/英寸²的管路配件比较合适。要是采用压力等级为600磅/英寸²的配件,则泵和管路的费用就要高得多。再者,这还必须与在间隔距离为1000~1200英尺处加设一个泵站的费用相比较。有些研究资料可能会表明,间隔距离采用2000英尺较为合适。

  当输送扬程超过2400英尺时,就难于选出合适的水平中开式多级泵,因此需要作出决定:希望提高泵的输送扬程还是希望改用圆筒体泵(双壳体泵)。圆筒体泵适用于很高的压力,原是为高压锅炉给水用研制的。由于大部分矿用圆筒体泵工作时,每级扬程很高,而运转间隙很小,因此矿水必须含有最少量的悬浮状磨粒泵房设计中主要要决定的是水仓位于泵的上方还是下方。这决定着引水系统的形式和自动控制系统的复杂性。在有效汽蚀余量上的差别,也可限制泵的选择。进一步需要决定的是经济的排出管路的尺寸。排出管路中的流速应低于10英尺/秒,通常为6~8英尺/秒左右。如果矿井中的空间很小,就不可能做到这一点。如果采用不锈钢管或带衬里的管子,就可允许有较高的流速,以降低管路成本。但提高流速时,必须分析水锤造成破坏的危险性。

  水仓位于泵房下方以及泵具有正引水条件是很有利的,这可用低扬程(20~50英尺)的立式透平泵来实现。虽然从现象上看是复杂了,但实际上由于泵的引水系统和自动控制系统简化而节约了费用。有时为了最大限度的安全起见,采用这几种装置联合使用的方案。

  大部分矿山在地下开采中采用叶轮反向布置的水平中开式壳体泵,其主要理由是泵易于拆卸,修理迅速。大部分矿山库存有完整装好的备用旋转部件,以及诸如泵売口环、间隔环等固定零件、轴承和泵联轴器半体。维修时,卸下泵売上半部后,就可用新的或修复的部件来更换磨损的旋转部件。损的旋转部件则可运至地面以便进行修理。

  虽然国外有些矿山采用垂直剖分的多段泵,但所需维修时间一般较长。因此,除圆筒体泵结构外,在美国尚未广泛采用这种泵型。除维修时间外,另一原因是所有叶轮均朝同一方向布置,产生很大的轴向承推力。这种推力可用诸如平衡鼓或平衡活塞等各种机构加以平衡,但他们深受水中磨粒的影响。

  如果采用常规的矿山用泵来输送,而矿水又不能经济合理地加以澄清,有时就必须考虑另一种泵型。在某一地区采用串联的渣浆泵是一种可能的解决办法。在不能提供清水来冲洗填料函的地方,一些矿山已发现,垂直敝开式水仓采用悬轴立式泵在300~400英尺垂直高度上提升矿水是有利的。这种泵没有填料函,因而也就没有填料或密封问题。虽然有用机械密封的,但大部分地下矿用泵仍使用填料函密封。由于矿水经常含有杂质,必须对机械密封进行冲洗,因而也就丧失了它的某些优越性。在这种用途中,不能使用机械密封的主要原因是密封损坏后,需要把泵完全拆卸开,而填料函损坏后,只要简单地重新充填填料函就可以了。

 

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