水煤漿的儲存與攪拌

2006年第7期煤炭工程「設計技術(shù)水煤漿的儲存與攪拌康樹(shù)麗,劉薇華中煤國際工程集團北京華宇工程有限公司,北京100011)摘要∶儲漿罐及其攪拌裝置是水煤漿產(chǎn)品儲存及輸送的重要設備。文章就目前我國水煤漿廠(chǎng)設計中大型儲漿罐的類(lèi)型和結構以及攪拌裝置的安裝方位、葉輪形式及運行參數的合理選擇進(jìn)行了介紹。關(guān)鍵詞:水煤漿;儲漿罐;攪拌裝置中圖分類(lèi)號:TD)403文獻標識碼:B文章編號:1671-095%2006)701702障水煤漿產(chǎn)品的質(zhì)量穩定和水煤漿廠(chǎng)的正常生產(chǎn)至關(guān)重要引言合理的設計既保證了漿質(zhì)的均勻、穩定,又避免了在正常水煤漿燃料的制備一般包括如原料煤準備、添加艤分穩定期內軟硬沉淀的產(chǎn)生,給正常的生產(chǎn)和運輸提供了保散劑和穩定劑〕配備、磨礦、初級產(chǎn)品的加工處理、儲存障,筆者就大型儲漿罐及其攪拌裝置的設計進(jìn)行闡述。等工藝。水煤漿制備及輸送過(guò)程各工序中使用最多的就是大小不同,型式各異的攪拌桶或儲漿罐,它們在不同的工儲漿罐的類(lèi)型和結構形式藝環(huán)節中具有不同的功能,一般都配有攪拌裝置。攪拌是儲漿罐有鋼筋混凝土結構與金屬結構兩種類(lèi)型,一般水煤漿制備過(guò)程中不可缺少的工藝環(huán)節,它用于使漿體分均為圓桶形立式儲罐?？紤]建罐所在地區環(huán)境和資金投入散、混勻調和、懸泙防止沉淀分層)剪切,以使添加劑情況,在嚴寒及氣體腐蝕較嚴重的地區,使用鋼筋混凝土與煤顆粒充分接觸,并加速水煤漿的熟化,所以應針對不結構儲罐則可利用磚砌外護空氣夾層進(jìn)行保溫,避免了定同的工藝環(huán)節設置具有適宜攪拌參數的攪拌裝置和攪拌期的防腐維護;而金屬結構由于整體輕便,施工安裝容易,罐體占地面積較小,節約資金,目前被廣泛應用。大型儲漿罐在水煤漿廠(chǎng)各種類(lèi)型的罐體及攪拌裝置中,儲漿罐作常用的有架空式和落地式,架空式可利用自流方式卸漿為產(chǎn)品儲存及輸送的重要環(huán)節,其良好的結構和性能對保罐底可便于運輸車(chē)輛通行,但造價(jià)較高;落地式的整體穩沒(méi)有充分發(fā)揮材料的性能,也從另一方面說(shuō)明了還有進(jìn)— ANSYS在工程實(shí)踐中的廣泛應用,使得它在礦山機械綠色步優(yōu)化的可能。而在文獻[5]由 MATLAB的優(yōu)化結果中,設計中的推廣成為可能最大應力值為12.3NVPa,已超過(guò)許用彎曲應力120MPa,參考文獻所以有不安全因素?；?ANSYS的結構優(yōu)化設計在解決結構優(yōu)化問(wèn)題時(shí)是有效的、實(shí)用的,是結構優(yōu)化設計實(shí)現方[1陳土瑋,李柱國機械工業(yè)中的綠色技術(shù)[J1機械科學(xué)與法的一個(gè)重要組成部分,尤其是在大型復雜結構的優(yōu)化問(wèn)技術(shù),2003ZK):73-76[2]劉曉波,沈予洪.在 ANSYS中實(shí)現圓柱螺旋彈簧的參數化題上具有其他算法無(wú)法替代的優(yōu)勢。建模[J]煤礦機械,200(4):62~643結語(yǔ)[3]郭宏,林華,等,用 ANSYS軟件對提升機滾筒進(jìn)行優(yōu)化設計[J]煤礦機械,200312):12-13.利用 ANSYS有限元數值模擬技術(shù)可以減少設計成本,[4]陳立周.機槭優(yōu)化設計方法[M]北京:冶金工業(yè)出版社縮短設計和分析的循環(huán)周期,增加產(chǎn)品和工程的可靠性采用 ANSYS的優(yōu)化設計可降低材料成本和消耗,在工程施[5]王舂香,馮慧忠. MATLAB軟件在機械優(yōu)化設計中的應用工和產(chǎn)品制造前預先發(fā)現存在的問(wèn)題; ANSYS還可以進(jìn)行[J]機械設計20047):52-54模擬實(shí)驗和分析,進(jìn)行機械事故分析,查找事故原因等。責任編輯鄭燕凌)收稿日期:2006作者簡(jiǎn)介:康樹(shù)麗1963-),女,陜西榆林人,高級工程師,1984年畢業(yè)于西安礦業(yè)學(xué)院機械制造專(zhuān)業(yè),長(cháng)期從事殳計技煤炭工程2006年第7期定性好,但卸漿必須配備泵房及裝漿站。儲漿罐容積大小達到微觀(guān)混和。儲漿罐的攪拌目的是使流體大范圍循環(huán)混是根據制漿廠(chǎng)生產(chǎn)規模及用戶(hù)要求確定的,我國目前建造和,不發(fā)生分層現象,并防止固液分離產(chǎn)生硬沉淀,所以的帶中心攪拌裝置的最大儲漿罐容積為500m3。我們在設該環(huán)節通常選擇軸向流葉輪,混和的主要控制因素是容積計金屬結構的儲漿罐時(shí),通常是參照石油化工系統通用的循環(huán)速率,就是希望單位功耗有更大的葉輪排液量,因此圓柱形金屬油罐設計規范進(jìn)行設計,但由于儲漿罐一般都要選擇與漿液接觸面較大的葉片,有時(shí)要選擇多層葉片。配備攪拌裝置,在罐體設計時(shí)要充分考慮其整體的穩定性側式攪拌裝置一般成組對稱(chēng)安裝在罐體底部,從罐體并要防止罐壁板的局部屈曲。儲漿罐設計上還要考慮其安的側壁旁入,適合于直徑較大、罐體較深的情況下,葉輪裝檢修、液位控制、改善漿液流動(dòng)狀態(tài)防止產(chǎn)生沉淀的擋直徑小轉速高,利于底部物料的防沉和排岀,目前側式攪板、保溫、防腐、防雷接地等諸多因素拌也被經(jīng)常應用,效果良好。在水煤漿儲罐特別是大型儲罐設計中,為了保證攪拌效果,提高能源利用率,有時(shí)采2攪拌裝置用立式中心安裝方式,并在罐內周邊設置擋板,目的是最水煤漿是一種固、液兩相混合物,不容易保持均勻狀大可能地使漿液作上下翻騰旳運動(dòng),這種方式使攪拌能量態(tài),容易發(fā)生固液分離,雖然在水煤漿生產(chǎn)中,已添加適均勻分布,獲取較大的容積循環(huán)率,從使用效果來(lái)看,對量的穩定劑,來(lái)提高成品漿的穩定性,使其在儲、運過(guò)程于大型儲漿罐最好兩種攪拌形式相結合,能起到有效的防中不易發(fā)生“硬沉淀”(即難以恢復原態(tài)的情況),但為保沉混勻效果。障水煤漿生產(chǎn)的長(cháng)期穩定運行,提高儲漿設施對各種水煤葉片型式為特殊的推進(jìn)式葉片,類(lèi)似于船舶型推進(jìn)式漿產(chǎn)品的適應性以及水煤漿產(chǎn)品供應的可靠性,制漿廠(chǎng)大這種葉片排液量大,能有效推動(dòng)漿液做上下翻騰循環(huán),混容積的成品漿儲存罐一般都配置合適的攪拌裝置,目前大和效果好。在攪拌裝置設計中通常取雷諾準數N>1000型儲罐中通常采用中心攪拌和側式攪拌兩種杋械攪拌方式。這時(shí)漿液呈湍流態(tài),當葉輪直徑與桶體直徑之比>θ.1時(shí)流體只有在運動(dòng)過(guò)程中才能完成混和與分散。通過(guò)轉葉的上下循環(huán)流會(huì )遍及整個(gè)桶內,不會(huì )出現停滯區,這種形式轉動(dòng)將杋械能傳給漿液使之流動(dòng),合理的攪拌裝置應該是攪拌裝置已在許多大型水煤漿廠(chǎng)得到廣泛應用,且取得了在比較經(jīng)濟的情況下獲得好旳攪拌效果。不冋目旳的攪拌很好的攪拌效果,如大同水煤漿制備廠(chǎng)髙駕式混凝土對容積循環(huán)和剪切作用提岀不同的要求,而不同的漿葉消3000m3儲漿罐、北京水煤漿廠(chǎng)和勝利油田水煤漿廠(chǎng)5000耗的能量將產(chǎn)生不同比例的容積循環(huán)和剪切作用,以適應落地鋼制儲漿罐、大慶盛泰潔凈煤燃料有限公司水煤漿廠(chǎng)不同目旳的攪拌,通常我們把攪拌漿葉分為軸向流葉輪和3000m落地鋼制儲漿罐、廣東茂名5000m3落地鋼制儲漿徑向流葉輪兩類(lèi)。罐。由于儲漿罐攪拌的目的保持漿質(zhì)均勻穩定不發(fā)生分層圖1為流體流型示意圖。圖a)為軸向流體流型示意,現象,所以攪拌轉速不要求太高,一般是根據循環(huán)次數要它是以容積循環(huán)為主的葉輪。它的混和過(guò)程是以葉輪旋轉求來(lái)計算攪拌速度,對于大型儲漿罐來(lái)說(shuō),對混和時(shí)間沒(méi)產(chǎn)生射流推動(dòng)液體,造成容積內流體大范圍循環(huán)流動(dòng)形成有嚴格要求,所以可選擇較小的Nc即可達到目的,由于攪主體對流,當主體流通過(guò)葉輪區時(shí),強力的剪切產(chǎn)生大量拌轉速小,功耗低,有利于節省設備投資及運行費用。小旋渦,形成高度湍動(dòng),使物料達到相當充分的宏觀(guān)混和,在選擇攪拌裝置時(shí),主要是根據攪拌的目的、攪拌容進(jìn)而通過(guò)分子擴散達到微觀(guān)混和量、液體的粘度及攪拌的時(shí)間來(lái)選擇攪拌型式、葉輪類(lèi)型,攪拌效果的好壞很大程度上取決于攪拌機的安裝方位,以及由此而引起的液體流向的不同。對于較大容積的儲罐,立式中心攪拌帶擋板可使攪拌能量均分布,利于罐內漿液的混和,如果罐體直徑較大,致使攪拌葉片直徑太大,強度也要增大,將給加工、安裝會(huì )帶來(lái)不便,這時(shí)可采取多臺攪拌方式。3結語(yǔ)圖1流體流型示意圖總之,在大型儲漿罐及攪拌裝置的設計中,應充分考慮所儲存水煤漿產(chǎn)品的各項質(zhì)量指標,以及所處地理環(huán)境、圖b)為徑向流體流型示意,徑向流葉輪是有較大剪裝車(chē)、運輸等環(huán)節要求,合理選擇結構形式和工藝參數切作用的葉輪,強烈的剪切作用產(chǎn)生的旋渦使流體微元不更好的促進(jìn)水煤漿制備產(chǎn)業(yè)和應用技術(shù)的發(fā)展斷更新和細化,有利于流體在小范圍內縮短分子擴散行程責任編輯李振濤)