2006年第7期煤炭工程「設(shè)計(jì)技術(shù)水煤漿的儲(chǔ)存與攪拌康樹麗,劉薇華中煤國(guó)際工程集團(tuán)北京華宇工程有限公司,北京100011)摘要∶儲(chǔ)漿罐及其攪拌裝置是水煤漿產(chǎn)品儲(chǔ)存及輸送的重要設(shè)備。文章就目前我國(guó)水煤漿廠設(shè)計(jì)中大型儲(chǔ)漿罐的類型和結(jié)構(gòu)以及攪拌裝置的安裝方位、葉輪形式及運(yùn)行參數(shù)的合理選擇進(jìn)行了介紹。關(guān)鍵詞:水煤漿;儲(chǔ)漿罐;攪拌裝置中圖分類號(hào):TD)403文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B文章編號(hào):1671-095%2006)701702障水煤漿產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定和水煤漿廠的正常生產(chǎn)至關(guān)重要引言合理的設(shè)計(jì)既保證了漿質(zhì)的均勻、穩(wěn)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(zhǔn)備、添加艤分穩(wěn)定期內(nèi)軟硬沉淀的產(chǎn)生,給正常的生產(chǎn)和運(yùn)輸提供了保散劑和穩(wěn)定劑〕配備、磨礦、初級(jí)產(chǎn)品的加工處理、儲(chǔ)存障,筆者就大型儲(chǔ)漿罐及其攪拌裝置的設(shè)計(jì)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(chǔ)漿罐,它們?cè)诓煌墓?chǔ)漿罐的類型和結(jié)構(gòu)形式藝環(huán)節(jié)中具有不同的功能,一般都配有攪拌裝置。攪拌是儲(chǔ)漿罐有鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)與金屬結(jié)構(gòu)兩種類型,一般水煤漿制備過(guò)程中不可缺少的工藝環(huán)節(jié),它用于使?jié){體分均為圓桶形立式儲(chǔ)罐?？紤]建罐所在地區(qū)環(huán)境和資金投入散、混勻調(diào)和、懸泙防止沉淀分層)剪切,以使添加劑情況,在嚴(yán)寒及氣體腐蝕較嚴(yán)重的地區(qū),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(yīng)針對(duì)不結(jié)構(gòu)儲(chǔ)罐則可利用磚砌外護(hù)空氣夾層進(jìn)行保溫,避免了定同的工藝環(huán)節(jié)設(shè)置具有適宜攪拌參數(shù)的攪拌裝置和攪拌期的防腐維護(hù);而金屬結(jié)構(gòu)由于整體輕便,施工安裝容易,罐體占地面積較小,節(jié)約資金,目前被廣泛應(yīng)用。大型儲(chǔ)漿罐在水煤漿廠各種類型的罐體及攪拌裝置中,儲(chǔ)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(chǔ)存及輸送的重要環(huán)節(jié),其良好的結(jié)構(gòu)和性能對(duì)保罐底可便于運(yùn)輸車輛通行,但造價(jià)較高;落地式的整體穩(wěn)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(yīng)用,使得它在礦山機(jī)械綠色步優(yōu)化的可能。而在文獻(xiàn)[5]由 MATLAB的優(yōu)化結(jié)果中,設(shè)計(jì)中的推廣成為可能最大應(yīng)力值為12.3NVPa,已超過(guò)許用彎曲應(yīng)力120MPa,參考文獻(xiàn)所以有不安全因素?；?ANSYS的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)在解決結(jié)構(gòu)優(yōu)化問(wèn)題時(shí)是有效的、實(shí)用的,是結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)方[1陳土瑋,李柱國(guó)機(jī)械工業(yè)中的綠色技術(shù)[J1機(jī)械科學(xué)與法的一個(gè)重要組成部分,尤其是在大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)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(xiàn)圓柱螺旋彈簧的參數(shù)化題上具有其他算法無(wú)法替代的優(yōu)勢(shì)。建模[J]煤礦機(jī)械,200(4):62~643結(jié)語(yǔ)[3]郭宏,林華,等,用 ANSYS軟件對(duì)提升機(jī)滾筒進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]煤礦機(jī)械,200312):12-13.利用 ANSYS有限元數(shù)值模擬技術(shù)可以減少設(shè)計(jì)成本,[4]陳立周.機(jī)槭優(yōu)化設(shè)計(jì)方法[M]北京:冶金工業(yè)出版社縮短設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)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(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用工和產(chǎn)品制造前預(yù)先發(fā)現(xiàn)存在的問(wèn)題; ANSYS還可以進(jìn)行[J]機(jī)械設(shè)計(jì)20047):52-54模擬實(shí)驗(yàn)和分析,進(jìn)行機(jī)械事故分析,查找事故原因等。責(zé)任編輯鄭燕凌)收稿日期:2006作者簡(jiǎn)介:康樹麗1963-),女,陜西榆林人,高級(jí)工程師,1984年畢業(yè)于西安礦業(yè)學(xué)院機(jī)械制造專業(yè),長(zhǎng)期從事殳計(jì)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(chǔ)漿罐容積大小達(dá)到微觀混和。儲(chǔ)漿罐的攪拌目的是使流體大范圍循環(huán)混是根據(jù)制漿廠生產(chǎn)規(guī)模及用戶要求確定的,我國(guó)目前建造和,不發(fā)生分層現(xiàn)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(chǔ)漿罐容積為500m3。我們?cè)谠O(shè)該環(huán)節(jié)通常選擇軸向流葉輪,混和的主要控制因素是容積計(jì)金屬結(jié)構(gòu)的儲(chǔ)漿罐時(shí),通常是參照石油化工系統(tǒng)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(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì),但由于儲(chǔ)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(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮其整體的穩(wěn)定性側(cè)式攪拌裝置一般成組對(duì)稱安裝在罐體底部,從罐體并要防止罐壁板的局部屈曲。儲(chǔ)漿罐設(shè)計(jì)上還要考慮其安的側(cè)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(zhuǎn)速高,利于底部物料的防沉和排岀,目前側(cè)式攪板、保溫、防腐、防雷接地等諸多因素拌也被經(jīng)常應(yīng)用,效果良好。在水煤漿儲(chǔ)罐特別是大型儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)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(nèi)周邊設(shè)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?jié){液作上下翻騰旳運(yùn)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(duì)量的穩(wěn)定劑,來(lái)提高成品漿的穩(wěn)定性,使其在儲(chǔ)、運(yùn)過(guò)程于大型儲(chǔ)漿罐最好兩種攪拌形式相結(jié)合,能起到有效的防中不易發(fā)生“硬沉淀”(即難以恢復(fù)原態(tài)的情況),但為保沉混勻效果。障水煤漿生產(chǎn)的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行,提高儲(chǔ)漿設(shè)施對(duì)各種水煤葉片型式為特殊的推進(jìn)式葉片,類似于船舶型推進(jìn)式漿產(chǎn)品的適應(yīng)性以及水煤漿產(chǎn)品供應(yīng)的可靠性,制漿廠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(chǔ)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(shè)計(jì)中通常取雷諾準(zhǔn)數(shù)N>1000型儲(chǔ)罐中通常采用中心攪拌和側(cè)式攪拌兩種杋械攪拌方式。這時(shí)漿液呈湍流態(tài),當(dāng)葉輪直徑與桶體直徑之比>θ.1時(shí)流體只有在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中才能完成混和與分散。通過(guò)轉(zhuǎn)葉的上下循環(huán)流會(huì)遍及整個(gè)桶內(nèi),不會(huì)出現(xiàn)停滯區(qū),這種形式轉(zhuǎn)動(dòng)將杋械能傳給漿液使之流動(dòng),合理的攪拌裝置應(yīng)該是攪拌裝置已在許多大型水煤漿廠得到廣泛應(yīng)用,且取得了在比較經(jīng)濟(jì)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髙駕式混凝土對(duì)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(chǔ)漿罐、北京水煤漿廠和勝利油田水煤漿廠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(yīng)落地鋼制儲(chǔ)漿罐、大慶盛泰潔凈煤燃料有限公司水煤漿廠不同目旳的攪拌,通常我們把攪拌漿葉分為軸向流葉輪和3000m落地鋼制儲(chǔ)漿罐、廣東茂名5000m3落地鋼制儲(chǔ)漿徑向流葉輪兩類。罐。由于儲(chǔ)漿罐攪拌的目的保持漿質(zhì)均勻穩(wěn)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(xiàn)象,所以攪拌轉(zhuǎn)速不要求太高,一般是根據(jù)循環(huán)次數(shù)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(zhuǎn)求來(lái)計(jì)算攪拌速度,對(duì)于大型儲(chǔ)漿罐來(lái)說(shuō),對(duì)混和時(shí)間沒(méi)產(chǎn)生射流推動(dòng)液體,造成容積內(nèi)流體大范圍循環(huán)流動(dòng)形成有嚴(yán)格要求,所以可選擇較小的Nc即可達(dá)到目的,由于攪主體對(duì)流,當(dāng)主體流通過(guò)葉輪區(qū)時(shí),強(qiáng)力的剪切產(chǎn)生大量拌轉(zhuǎn)速小,功耗低,有利于節(jié)省設(shè)備投資及運(yùn)行費(fèi)用。小旋渦,形成高度湍動(dòng),使物料達(dá)到相當(dāng)充分的宏觀混和,在選擇攪拌裝置時(shí),主要是根據(jù)攪拌的目的、攪拌容進(jìn)而通過(guò)分子擴(kuò)散達(dá)到微觀混和量、液體的粘度及攪拌的時(shí)間來(lái)選擇攪拌型式、葉輪類型,攪拌效果的好壞很大程度上取決于攪拌機(jī)的安裝方位,以及由此而引起的液體流向的不同。對(duì)于較大容積的儲(chǔ)罐,立式中心攪拌帶擋板可使攪拌能量均分布,利于罐內(nèi)漿液的混和,如果罐體直徑較大,致使攪拌葉片直徑太大,強(qiáng)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(tái)攪拌方式。3結(jié)語(yǔ)圖1流體流型示意圖總之,在大型儲(chǔ)漿罐及攪拌裝置的設(shè)計(jì)中,應(yīng)充分考慮所儲(chǔ)存水煤漿產(chǎn)品的各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo),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、運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)要求,合理選擇結(jié)構(gòu)形式和工藝參數(shù)切作用的葉輪,強(qiáng)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(yīng)用技術(shù)的發(fā)展斷更新和細(xì)化,有利于流體在小范圍內(nèi)縮短分子擴(kuò)散行程責(zé)任編輯李振濤)