2006年第7期煤炭工程「設(shè)計技術(shù)水煤漿的儲存與攪拌康樹麗,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(shè)備。文章就目前我國水煤漿廠設(shè)計中大型儲漿罐的類型和結(jié)構(gòu)以及攪拌裝置的安裝方位、葉輪形式及運行參數(shù)的合理選擇進行了介紹。關(guān)鍵詞:水煤漿;儲漿罐;攪拌裝置中圖分類號: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(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)和運輸提供了保散劑和穩(wěn)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(shè)計進行闡述。等工藝。水煤漿制備及輸送過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,在嚴寒及氣體腐蝕較嚴重的地區(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)針對不結(jié)構(gòu)儲罐則可利用磚砌外護空氣夾層進行保溫,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;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。大型儲漿罐在水煤漿廠各種類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(jié),其良好的結(jié)構(gòu)和性能對保罐底可便于運輸車輛通行,但造價較高;落地式的整體穩(wěn)沒有充分發(fā)揮材料的性能,也從另一方面說明了還有進— ANSYS在工程實踐中的廣泛應(yīng)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(jié)果中,設(shè)計中的推廣成為可能最大應(yīng)力值為12.3NVPa,已超過許用彎曲應(yīng)力120MPa,參考文獻所以有不安全因素?；?ANSYS的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計在解決結(jié)構(gòu)優(yōu)化問題時是有效的、實用的,是結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計實現(xiàn)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)與法的一個重要組成部分,尤其是在大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)的優(yōu)化問技術(shù),2003ZK):73-76[2]劉曉波,沈予洪.在 ANSYS中實現(xiàn)圓柱螺旋彈簧的參數(shù)化題上具有其他算法無法替代的優(yōu)勢。建模[J]煤礦機械,200(4):62~643結(jié)語[3]郭宏,林華,等,用 ANSYS軟件對提升機滾筒進行優(yōu)化設(shè)計[J]煤礦機械,200312):12-13.利用 ANSYS有限元數(shù)值模擬技術(shù)可以減少設(shè)計成本,[4]陳立周.機槭優(yōu)化設(shè)計方法[M]北京:冶金工業(yè)出版社縮短設(shè)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(shè)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(shè)計中的應(yīng)用工和產(chǎn)品制造前預(yù)先發(fā)現(xiàn)存在的問題; ANSYS還可以進行[J]機械設(shè)計20047):52-54模擬實驗和分析,進行機械事故分析,查找事故原因等。責任編輯鄭燕凌)收稿日期:2006作者簡介:康樹麗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)院機械制造專業(yè),長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混和。儲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漿罐容積為500m3。我們在設(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金屬結(jié)構(gòu)的儲漿罐時,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)計規(guī)范進行設(shè)計,但由于儲漿罐一般都要選擇與漿液接觸面較大的葉片,有時要選擇多層葉片。配備攪拌裝置,在罐體設(shè)計時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稱安裝在罐體底部,從罐體并要防止罐壁板的局部屈曲。儲漿罐設(shè)計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。在水煤漿儲罐特別是大型儲罐設(shè)計中,為了保證攪拌效果,提高能源利用率,有時采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){液作上下翻騰旳運動,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,從使用效果來看,對量的穩(wěn)定劑,來提高成品漿的穩(wěn)定性,使其在儲、運過程于大型儲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)的長期穩(wěn)定運行,提高儲漿設(shè)施對各種水煤葉片型式為特殊的推進式葉片,類似于船舶型推進式漿產(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(shè)計中通常取雷諾準數(shù)N>1000型儲罐中通常采用中心攪拌和側(cè)式攪拌兩種杋械攪拌方式。這時漿液呈湍流態(tài),當葉輪直徑與桶體直徑之比>θ.1時流體只有在運動過程中才能完成混和與分散。通過轉(zhuǎn)葉的上下循環(huán)流會遍及整個桶內(nèi),不會出現(xiàn)停滯區(qū),這種形式轉(zhuǎn)動將杋械能傳給漿液使之流動,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落地鋼制儲漿罐、廣東茂名5000m3落地鋼制儲漿徑向流葉輪兩類。罐。由于儲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。它的混和過程是以葉輪旋轉(zhuǎn)求來計算攪拌速度,對于大型儲漿罐來說,對混和時間沒產(chǎn)生射流推動液體,造成容積內(nèi)流體大范圍循環(huán)流動形成有嚴格要求,所以可選擇較小的Nc即可達到目的,由于攪主體對流,當主體流通過葉輪區(qū)時,強力的剪切產(chǎn)生大量拌轉(zhuǎn)速小,功耗低,有利于節(jié)省設(shè)備投資及運行費用。小旋渦,形成高度湍動,使物料達到相當充分的宏觀混和,在選擇攪拌裝置時,主要是根據(jù)攪拌的目的、攪拌容進而通過分子擴散達到微觀混和量、液體的粘度及攪拌的時間來選擇攪拌型式、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(nèi)漿液的混和,如果罐體直徑較大,致使攪拌葉片直徑太大,強度也要增大,將給加工、安裝會帶來不便,這時可采取多臺攪拌方式。3結(jié)語圖1流體流型示意圖總之,在大型儲漿罐及攪拌裝置的設(shè)計中,應(yīng)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、運輸?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,強烈的剪切作用產(chǎn)生的旋渦使流體微元不更好的促進水煤漿制備產(chǎn)業(yè)和應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展斷更新和細化,有利于流體在小范圍內(nèi)縮短分子擴散行程責任編輯李振濤)