渣浆泵选型基本知识PPT课件

泵无汽蚀运行的条件
泵不发生汽蚀的条件是有效汽蚀裕量大于泵的必需 汽蚀裕量，一般为了安全起见应加0.3m的汽蚀安全 裕量，如公式（5-1）所示，

(5 — 1)
NPSHa≥NPSHr+0.3
式中 NPSHa——有效汽蚀裕量（m）

NPSHr——必需汽蚀裕量（m）
有效汽蚀裕量是指泵入口处单位重量液体所具有的 高出汽化压力能头的那部分能量，由吸入管路系统 的参数和管路中的流量所决定。
CV
Qs Qm
100 %
CV——浆体的体积浓度（%）
QS、QM——分别表示固体物、浆体的体积流量
重量浓度：单位时间内流过的固体重量与浆体重量 之比，叫做重量浓度。
CW

SQs S m Qm
100 %
QS、QM——分别表示固体物、浆体的体积流量
S、Sm——分别表示固体物、浆体的比重
PH值：即酸碱度，PH值对泵的选型有很大影响， PH 值大小直接影响泵用材料的选择，所以必须事先了解泵 抽送介质的酸碱度，才能有针对性的选择材料。
浆体粘性:浆体或流体流动时内部产生摩擦力或切 应
它主要影响流量、扬程、汽蚀余量，而且还影响到泵轴 功率，效率。高粘度流体的例子如糖浆、柏油、水煤浆 等。
临界沉降流速
固体颗粒在管道中（一般指水平管道）随着浆体平均 流
速的减小分布愈来愈不均匀，当流速减小到某一值后，管 道底部出现固定的或滑动的床面。颗粒开始形成床面时的 流速称为淤积流速。如果流速低于淤积流速将导致管内形 成固体颗粒床面，摩擦损失随之相应地增大并常常具有脉 动性，甚至导致管道堵塞。为保证浆体在管道中正常流 动，必须使流速超过某一给定的最小值，此速度称为临界 沉降流速。一般临界沉降流速大于淤积流速。
渣浆泵的性能及运行工况
清水是泵进行性能试验最方便的介质，因此渣浆泵生产厂家一般仅向 用户提供泵的清水性能。一般说来，用液柱高度表示的扬程仅与液体 的运动状态有关。同一台泵输送水、空气、水银等流体所产生的扬程 数值上是一样的。在泵送浆体时，由于浆体浓度、固体颗粒的大小、 粘度等的影响，使得同一台泵输送清水与输送浆体时扬程和效率都要 发生变化。与泵送清水相比，泵送高浓度粗颗粒的浆体时，泵的扬程 和效率有明显的降低；泵送细颗粒浆体时，在有些情况下，泵效率会 有所提高。因此，我们在渣浆泵的选型上除必须知道泵的清水性能之
浆体中固体物料的主要物理性质
浆体密度：浆体密度是指固体物均匀分布的单位体
积浆体所具有的质量，以符号ρm表示，单位kg/m3。
在浆体水力输送中，浆体的密度、重度和比重是等 价 使用的，浆体的密度与泵的轴功率成正比，所以我们在 选型时，首先要弄清楚浆体的准确密度，才能核算电机 功率
浆体浓度:
体积浓度：单位时间内流过的固体体积与浆体体 积之比，叫做体积浓度，一般取百分比；
橡胶材质品种较多，主要适用于无尖锐棱角的细颗粒。
天然橡胶适合输送弱酸。弱碱性浆体，大磨粒粒度及其速度一定的 范围内，天然橡胶要比其它金属或橡胶弹性材料耐用。氯丁橡胶不 如天然橡胶好，但温度低于200℃时，在油类浆体中具有极好的抗 磨蚀性。
在渣浆泵材质应用中，橡胶以其优良的耐磨、耐腐蚀、抗汽蚀性能 得到了快速的发展，特别是应用在电厂烟气脱硫工况尤为理想，使 用寿命可达五年。
必需汽蚀裕量由试验确定；它取决于泵的结构和参 数。
泵不发生汽蚀的条件
渣浆泵的串联和接力
采用离心式渣浆泵进行固体物料的远距 离水力输送还是经济的。此时，输送系 统所要求的渣浆泵总扬程，往往超过单 级离心渣浆泵所能达到的最高扬程，在 这种情况下，可以采用单级离心式渣浆 泵串联或接力的方法，达到系统所要求 的总扬程。
串联形式
泵的选型
泵型的选择
离心式渣浆泵的类型很多，应根据浆体的性 质不同选择不同类型的泵，以沃曼泵为例： 重量浓度30%以下的低磨蚀渣浆可选用L型泵 ；高浓度强磨蚀渣浆可选用AH型泵；当液面 高度变化较大又需浸入下工作时，应选用 KZJL型泵。当需要高扬程输送时，选用KZJ型 或HH型泵。
固体物料的密度:固体物料在密实状态下，单位体积 所 具有的质量，以符号ρs表示，单位kg/m3。
固体物料的密度大小与浆体的沉降速度、磨损量以及 泵 的轴功率成正比，与泵效率成反比。当密度大到浆体不足 以形成悬浮状态产生沉积时，就会产生堵塞和断流
分布状态：浆体中固体物料的分布状态也是决定浆体 的 重要因素之一。均质浆体最重要的特性就是固体颗粒分布 均匀，悬浮分散，无明显的粘结团块，否则就是非均质浆
试样筛分曲线
粒形：固体物料的几何形状。从摩擦学的角度
并结合物料水力输送的特性，分以下三大类：锐 形颗粒；钝性颗粒；浑圆形颗粒
硬度：固体物料的硬度也是造成过流部件高磨
损的又一重要又一重要因素。当固体物料的硬度 高于过流件时，则对过流件产生切削磨损；当固 体物料的硬度低于过流件时，由于固体粒子的反 复作用，也可导致材料的疲劳磨损。
ξD——扩散管损失系数
闸阀水头损失HT
HT
T
V 2 2g
出口速度水头损失HV
HV
Vd 2 2g
管路总水头损失Hf
H f H fL H E H D H T H C H B HV
H fL H i HV
清水管路特性曲线
从上面计算损失的公式可以看出，水头损失都可以认 为是与流速的平方成正比。这样，我们可以取速度或 流量为横坐标，水头损失为纵坐标，则水头损失曲线 即为通过原点的一条抛物线，如图3-7曲线A，这可以 通过计算不同的流量点的总水头损失绘出。由于管路 系统中出口和进口液面往往有一定的标高差△H，这种 情况下管路在流量Q=0时的静水头为△H，此时整条曲 线应向上平移△H距离（当出口液面高于进口液面时） ，如图3-7中的B曲线。
1)0.75
ln(
d 50 16
)

ln(
60 CV
)
0.13
式中： D——管径（m） CV——体积浓度（%）， d50——中值粒径（μm）
管路水头损失及管路特性曲线
等径管路水头损失（沿程水头损失）HfL
清水等径管路水头损失（沿程水头损失）可由 公式（3-1）（达西公式）计算
1?????????vlcdsdv?15?等径管路水头损失沿程水头损失hfl?清水等径管路水头损失沿程水头损失可由公式31达西公式计算?m31?式中l管路的当量长度m?d管路直径m?v平均流速ms?f摩擦损失系数或者沿程阻力系数?16?当弯管的当量长度无法由图32查得时可按公式33计算水头损失
渣浆泵选型基本知识
杜拉德公式
管径在200mm以下通常用杜拉德公式计算临界沉降流速。公 式如下：
VL FL
2gD（S S1） S1
式中： g——重力加速度（m/s2） D——管径（m）
FL——与粒径、浓度等有关的速度系数，由表 查得。
凯夫公式
当管径D＞200mm时,使用凯夫公式比较合适,公式如下：
VL
1.04D0.3 (S
(KW)
汽蚀余量：在泵吸入口处单位重量液体所具有的超 过汽化压力的富裕能量。以符号NPSH表示，单位 米液柱（m）。
效率：有效功率与轴功率之比，以符号η表示，
是衡量泵做功能力大小的一个物理量
浆体中固体物料的特性参数
粒径：浆体中固体物料的大小
固体物料的粒径分最小粒径、最大粒径和中值粒径
中值粒径：中值粒径是指试样筛分时累计重量为50%的颗 粒粒径，以d50表示，单位mm或μm。它保证较该粒径大 的颗粒和小于该粒径的颗粒的重量份额相同。
扬程裕量
渣浆泵在运转过程中，由于过流部件的 磨损泵性能将不断下降，直至最终不能 满足工况要求。为使泵能长时间的运转 在额定工况附近，通常在选泵时增加一 个扬程裕量。一般裕量取额定扬程的10% 。
过流部件材质的选择
渣浆泵过流部件可选用的材质较多，应根据输送浆体 的物理（颗粒组成、粒径、形状、硬度、浓度）、化 学（酸、碱、油）特性而定。
泵有效功率：泵送液体（浆体）的重量流量与扬程 的乘积，以符号Pe表示。
(KW)
Pe


QH 102
式中 γ—液体密度（kg/m3）
浆体轴功率：泵送浆体时泵的轴功率称为浆体轴功 率，以符号Pm表示，单位KW。
式中
Pm

H m Qm Sm
102 m
Hm——浆体扬程，米浆柱（m）
Qm——浆体流量（l/s）
S
0.0227
效率比
在相同流量和转数下泵送浆体和泵送清 水的效率比值叫做效率比，用ER表示，
ER m
汽蚀
渣浆泵应保证在无汽蚀发生的条件下运 行。如果泵在汽蚀发生的情况下运行， 会使泵的过流零件在汽蚀和磨蚀的共同 作用下过早的损坏，在汽蚀严重的情况 下泵将产生振动和噪音，甚至导致泵扬 程、流量、效率急剧下降而无法运行。
泵的基本参数
流量：泵在单位时间内排出液体的数量。体积流量 以符号Q表示，单位l/s或m3/h、m3/s。
扬程：单位重量的液体通过泵后所获得的能量。其 值等于泵的出口总水头与入口总水头代数差。以符 号H表示，单位为米液柱（m）。
转速：泵的转速是指泵轴每分钟的转数。以符号n 表示，单位r/min。
轴功率：原动机驱动泵所需功率，以符号P表示， 单位KW。
外，还要了解泵送浆体时泵的浆体性能与清水性能方面的区别。
泵送浆体时性能的变化
扬程比：在相同流量和转速下泵送浆体扬程和泵 送清水扬程的比值叫做扬程比，以符号HR表示。
HR H m H
式中 Hm——浆体扬程，米浆体柱（m）

H——清水扬程，米水柱（m）
HR的计算公式
HR 1 0.000385(S 1)(1 4 )Cwln( d50 )
（m）
（3 — 1）
式中 L–管路的当量长度（m）
D–管路直径（m）
V–平均流速（m/s）
f–摩擦损失系数或者沿程阻力系数
弯管水头损失HB
当弯管的当量长度无法由图3-2查得时， 可按公式（3-3）计算水头损失。

（m）
3）
（3 —
式中 ξB——90°弯管的损失系数
入口水头损失HE
金属耐磨材质硬镍1#，对粗颗粒有较好的抗磨蚀性； 硬镍4#抗磨蚀性与硬镍1#接近，但对于大颗粒，高应
力的冲击性渣浆有较好的抗磨蚀性，价格较硬镍1#高 ； 铬27耐磨铸铁抗磨蚀性类似硬镍1#，就碱性混合液而 言，具有较好的耐腐蚀性，价格高于硬镍1#， Cr15Mo3是目前世界上公认的优良抗磨蚀材质，宏观硬 度高达布氏硬度650-750，对粗颗粒强磨蚀浆体有较好 的抗磨蚀性能，但价格较高，且较脆。
HE
E
V 2 2g
式中 V——入口管内流速（m/s）。 ξE——入口损失系数。
入口水头损失HE
HE
E
V 2 2g
式中 V——入口管内流速（m/s）。
ξE——入口损失系数。
扩散管水头损失HD
HD
D
Hale Waihona Puke V1 V2 22g
V1——扩散管入口流速（m/s） V2——扩散管出口流速（m/s）
性能参数的选择
泵型确定后，扬程和流量是选择泵规格大小和是否串 联的依据。输送高浓度强磨蚀性渣浆，一般不选用泵 最高转数nmax（性能曲线中多种转数的最高转数）， 选择转数为3/4nmax左右比较合适。当选定的泵在 3/4nmax时，流量合适而扬程达不到，可采用多台泵串 联形式。对于沃曼泵，不同的浆体，流量范围也要有 所限制：对于高浓度强磨蚀的渣浆，流量应选在泵最 高效率对应流量的40-80%范围内；对于浓度低磨蚀渣 浆，流量应选在泵最高效率对应流量的40-100%范围内 ；一般不选择在最高效率对应流量的100%-120%范围内 。对于不同类型的沃曼泵，流量范围的选择参见图7-1 。
特性曲线
浆体管路水头损失及管路特性曲线
浆体管路水头损失随所含固体颗粒的粒 径、浓度、固体物的比重等不同而不同 ，本手册根据给定的浆体提出下述方法 。
SUCCESS
THANK YOU
2019/6/18
均质浆体管路水头损失
固体物所有粒径均小于100μm，重量浓 度CW≤30％，体积浓度CV≤15％，这种 浆体属于均质浆体，不需要考虑颗粒的 沉降。其管路的水头损失和清水基本一 致。因此水头损失和管路特性曲线可按 上述清水办法求得。
典型浆体管路水头损失
所谓典型浆体是指粒径d50在100μm至300μm 之间，重量浓度CW≤40％、体积浓度CV≤20％ 的浆体。此类浆体的管路水头损失有如下特点 ：在同样的管路条件下，当浆体的流速为其临 界沉降流速的0.7倍（V=0.7VL）时浆体的水头 损失与清水以浆体的临界沉降流速流动（V= VL）时的水头损失相同；当浆体的流速为其临 界沉降流速的1.3倍（V=1.3VL）时，浆体的水 头损失与清水以同样流速流动时的水头损失相 同。