福州電廠二期工程施工時，基礎(chǔ)建設(shè)時排出的渣土用清水混合成泥漿，需要利用現(xiàn)有內(nèi)徑300mm的不銹鋼管道排到4.5公里遠(yuǎn)的水庫中，兩地高差約46米。 僅僅憑這么少的參數(shù)進行設(shè)計，誤差會很大。但用戶也無法給出更多的數(shù)據(jù)，包括渣土數(shù)量都無法確認(rèn)，只是希望泵越小越好、濃度越大越好、費用越低越好。這個工況設(shè)計的最大難點就是管路損耗的確認(rèn)和沙泵揚程的選擇，施工時最重要的就是防止堵管、堵泵。
按照正常設(shè)計：
1、確定流量：在盡可能降低流量的情況下，考慮到泥沙沉降速度，推薦流量400 m3/h。
2、確認(rèn)排土量：按照渣土比重2.6，泥漿濃度30%（重度比）來考慮，漿體密度1226kg/m3，每小時可排渣土147噸。
3、排水高度：46米。
4、管路損耗：內(nèi)徑300mm的直鋼管，流量400 m3/h時管道內(nèi)流速是1.57m/s，排清水時100米長的管路損耗是0.77米，4500米長時管路損失約35米，按照泥漿濃度30%（重度比）來考慮，管路損耗加倍后應(yīng)該是70米。
5、揚程備量：20米
計算后，需要的揚程為136米，推薦2臺 KL200-70×2 200kW礦用立泵并聯(lián)。
需要說明的是，這個方案揚程備量很大，主要是考慮當(dāng)出現(xiàn)堵管的現(xiàn)象時，沙泵必須有足夠的揚程備量將管道通開，否則一旦堵實了，4.5公里的排水管半年都清理不通，會影響工程進度。此方案中，流量是按照額定揚程選取的，實際工作揚程會小很多，所以流量會更大，考慮到大流量、高流速排沙效果好，所以這樣選擇。
設(shè)計結(jié)果發(fā)給用戶，用戶嫌功率太大， 200kW的電泵對配套電器要求較高，整個方案的費用太高，僅僅是工程短期使用，希望能用小功率沙泵，可以降低漿體濃度、延長作業(yè)時間。
應(yīng)用戶要求，進行二次優(yōu)化設(shè)計。上一方案中，管路損耗是按照上偏差估算的，應(yīng)該留有余量，同時還有足夠的揚程備量，因此可以適當(dāng)減小揚程。考慮到固體成分為泥土，含沙石較少，攪拌成漿體后有一定粘度，濃度降低后泥漿沉降問題應(yīng)該有改善，可適當(dāng)降低流速，降低流量。
二次優(yōu)化設(shè)計：
1、確定流量：將流量先降低到300 m3/h。
2、確認(rèn)排土量：按照渣土比重2.6，泥漿濃度20%（重度比）來考慮，漿體密度1140kg/m3，每小時可排渣土68噸。
3、排水高度：46米。
4、管路損耗：內(nèi)徑300mm的直鋼管，流量300 m3/h時管道內(nèi)流速是1.18m/s，排清水時100米長的管路損耗是0.43米，4500米長時管路損失約19米，按照泥漿濃度20%（重度比）來考慮，管路損耗加倍后應(yīng)該是38米。
5、揚程備量：20米
計算后，需要的揚程為104米。考慮到泥漿的管路損耗沒法確認(rèn)，揚程不能降太多。考慮到流量減少、流速下降太多時，容易堵管堵泵。因此推薦3臺 KL100-63×2 90kW礦用立泵并聯(lián)。
該方案的特點如下：
1、采用單機功率為90kW的礦用立泵，可以大幅降低供電系統(tǒng)的費用；
2、該規(guī)格產(chǎn)品額定揚程125米，最高揚程（關(guān)死點揚程）150米，可在管道有堵管現(xiàn)象發(fā)生時，有足夠的壓力通開管道；
3、該規(guī)格產(chǎn)品在100米時流量的可達(dá)到120m3/h，在100米揚程工作時3臺泵并聯(lián)后流量應(yīng)該在350～400 m3/h之間，流速會提高些。
4、假如實際排水時堵管現(xiàn)象較嚴(yán)重，該方案可隨時再增加1臺泵，變成4臺泵并聯(lián)提高流量，增大流速，恢復(fù)到初始設(shè)計方案，改善堵管現(xiàn)象。此外，由于有足夠的揚程備量，因此不用擔(dān)心改成4臺并聯(lián)后揚程不夠。
提供方案的同時，給用戶重點說明了防止堵泵、堵管的相關(guān)措施：
1、要求嚴(yán)格按照礦用立泵的典型安裝方法安裝；
2、要求加大吸水濾網(wǎng)管，改善吸水狀況；
3、要求設(shè)專人監(jiān)控出水管的壓力表值和監(jiān)控水泵出水狀況；
4、安裝沖水閘閥和沖水膠管，需要時可打開閥門檢查水泵是否正常出水，判斷是否堵泵。
5、4.5公里管徑300mm的管路容量是320立方米，3臺泵同時開也要1個小時才能灌滿管道。所以，首次開泵時應(yīng)先抽清水在1小時以上，等壓力表穩(wěn)定后測量清水狀態(tài)下的工作壓力值。然后再逐步往水池中加渣土，用高壓水?dāng)嚢瑁纬赡酀{后用泵排出，重點檢查記錄排泥漿時的工作壓力。工作壓力會隨著漿體濃度增大而上升，要求該壓力值不超過1.1MPa，超過時，暫停倒渣土，加大清水洗管洗泵。確認(rèn)最佳工作方案，形成記錄照此執(zhí)行。停泵前，同樣需要抽清水沖洗管路，洗一遍也要1個多小時以上，等工作壓力下降到清水狀態(tài)的壓力值時再停泵。
6、每次開泵時均需關(guān)閉出水閘閥啟動，先抽清水，此時壓力表顯示的就是水泵的最大揚程，也叫關(guān)死點揚程。該泵抽清水時的關(guān)死點揚程為1.5MPa，該壓力值會因為長期使用，隨著葉輪磨損而下降，當(dāng)該壓力值降為1.25MPa時，建議更換易損件葉輪。
用戶最終接受了這個方案，實際使用的情況如下：
1、現(xiàn)場只用了2臺泵工作，留1臺備用；
2、初始抽清水時壓力表值為0.7MPa，也就是清水狀態(tài)下的工作揚程為70米，
該規(guī)格產(chǎn)品在70米揚程時流量是160 m3/h，2臺320 m3/ h流量的管路損耗24米，與設(shè)計值20米差不太多；
3、實際抽泥漿時壓力表值為0.8～0.9MPa，也就是正常工作時揚程為80～90米，
該規(guī)格產(chǎn)品在此揚程時流量是150 m3/h，2臺300m3/h流量的管路損耗34～44米之間，與設(shè)計值38米也基本相當(dāng)；
4、工作期間也確實發(fā)生過壓力表值超過1MPa的情況，按照事先安排，停止傾倒渣土，加大清水沖洗，等壓力值恢復(fù)到0.7MPa時繼續(xù)排沙工作；
5、現(xiàn)場每天排土量達(dá)到30車（大型工程車），渣土總量大約600～1000噸，平均漿體濃度在20%以上，短期最高濃度可達(dá)40%；
6、對于礦用立泵而言，高揚程的葉輪在低揚程使用時不如低揚程的葉輪效率高，而且揚程越高壽命越短。考慮到實際揚程備量很多，經(jīng)過核算，在其使用一個月以后更換配件時，更換為KL120-55×2 的加厚葉輪，使得工作揚程時的流量由現(xiàn)有的150 m3/h增加到170 m3/h，關(guān)死點揚程由1.5MPa降為1.3MPa，在不影響使用的情況下，工作效率提高了13%，葉輪壽命增加了一倍。
最終，該工程圓滿結(jié)束。
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應(yīng)用案例
