移动矿井脱水应用中的泵设计注意事项

在地下和地上的矿山，采石场和建筑工地中，水会积聚并干扰运行，因此需要对其进行管理和清除。

实现此目的的过程称为脱水。水对于矿物加工以回收有价值的矿石至关重要。提取后，使用大型沉积物或尾矿池收集来自这些过程的尾矿载水。

在这些尾矿池中沉淀出水后，将水循环回加工厂，并使用脱水技术进行循环利用。

脱水通常使用泵。由于各种因素（包括恶劣天气和矿山计划的变化），灵活性在脱水应用中非常重要。因此，与电动固定设备相反，应用通常是柴油发动机驱动的移动设备。

及时管理水位

由于需要使矿井保持干燥，因此脱水集水区的体积和损耗通常相对较小。这加上流向集水区的高度可变的性质和脱水泵的作用，需要及时管理水位。由于热力学的限制，必须将泵放置在靠近水源的位置，以避免由于气蚀造成的损坏和流量损失。为防止泵溢流和潜在的气蚀现象，需要泵单元频繁运动。脱水泵，尤其是大型机组，通常是撬装式的，需要推土机或其他设备在现场移动，这可能导致采矿操作中这种设备的使用中断，造成成本高昂的中断。

由于与泵单元的频繁移动相关联的成本，因此非常需要增加吸力提升，该吸力提升由从水位到叶轮眼的垂直高度确定。通常通过使用真空灌注泵系统或潜水泵来实现泵的升程和必要的灌注。但是，此抽吸升程受到泵所需的净正吸头（NPSHr）的限制，可以将其视为泵工作所需的最小压力能量。

速度要求及其对吸力提升性能的影响

根据前面提到的机动性要求，这些泵通常采用柴油发动机。通常采用直接联轴器作为初始成本，并且变速箱的日常维护工作过多。当直接与柴油发动机连接时，要求泵以相对较高的速度运行，通常在1000RPM至3000RPM之间。离心泵的流量性能随着速度的提高而下降，从而导致竞争需求。

效率，速度和提升之间的权衡

虽然提高速度会降低吸力提升，但也具有提高泵效率的效果。还有其他一些操作上的考虑，这归因于泵的固体处理要求，以及防止因过早磨损而导致的效率损失的重要性。根据速度和叶片厚度来考虑磨损性能，以衡量总体拥有成本。

权衡这一点还需要考虑泵浦税的问题。基于经济的矿坑深度和地下应用，矿山脱水操作通常具有相对较高的扬程要求，并且基于减少的旋转设备维护要求，在任何可能的情况下都希望进行单级应用。因此，由于离心泵压头的发展很大程度上取决于速度，叶轮直径和叶轮叶片出口角，并且叶轮直径的增加与泵投资成本的增加相关，因此从这个角度来看，更高的泵速也是理想的。

柴油机注意事项

由于较高的柴油发动机转速通常会导致相对于发动机尺寸的功率输出增加，因此提高泵速可以降低发动机投资成本。

泵叶轮直径的匹配以及泵扭矩曲线与发动机的间接匹配也是一个重要的考虑因素。在高负载下且低于其额定转速下运行柴油机会导致发力状态。凸耳状况可能会导致涡轮增压发动机的排气歧管温度升高，因为它们无法以最佳速度运行，并且气缸内的空气填充较少。这也会导致更高的气缸温度，并对发动机气门和其他组件产生中长期影响。另外，当在吊耳条件下运行时，冷却风扇的速度降低会减少散热，并且可能对发动机的磨损寿命有害。

在考虑移动式脱水应用时，重要的是评估以上所有方面。伟尔矿业的脱水产品组合为客户提供了多种脱水解决方案。Multiflo®脱水泵经过独特设计，可以平衡和优化泵​​的移动，运行和燃料成本，泵的效率和磨损，泵的单位资本成本以及柴油机注意事项和性能之间的矛盾要求。访问公司的矿山脱水页面以获取更多信息。

作者：伟尔集团工程经理Jeremy Hanhiniemi