铁矿离心泵的固体磨损与防治

铁矿离心泵的固体磨损与防治

目前，在铁矿采掘工作面使用的排水泵中，专门排泥沙的产品是空白。无论泥沙多少，普遍使用的依然是传统的分段式多级清水离心泵。因此，磨损严重，水泵过早报废，不但增加了成本，还常常直接影响生产进度。

　　由于采煤工作面和掘进工作面都不可能单独设置沉淀泥沙的水仓，无法就地清除泥沙等固体颗粒，所以，要解决用“清水泵”排泥沙的问题，暂时只能在提高易损件的材料性能上想想办法，最终还要在彻底改变排水泵结构上大做文章。这方面的专业研究工作，已持续多年，目前依然在紧张地进行。

　　研究发现，固体颗粒对离心泵的磨损，在特定环境下，遵守着某种规律。把这一规律展现在我们面前，对症下药，就能找到较理想的解决方案。

1、工作面水样采集，固体重量比测定：

经观测，采煤工作面的涌水中，固体颗粒的含量随着回采循环作业内容的改变而变化，因而，具有周期性。

　　一般情况下，在采前准备结束，采煤作业开始之前，固体颗粒含量最少。采煤作业即将结束时，含量最多。采集水样时，为了既减少采集次数，又能说明问题，可在正式开采前30分钟内采集一次，在采煤作业结束前30分钟内再采集一次。采集水样的地点在采煤工作面下端头，或在溜子道安装的排水泵自己单独的出水口。

一般情况下，在岩石平巷掘进工作面的涌水中，在多台凿岩机集中打眼之前，固体颗粒含量最少。在爆破之后，在出岩作业的后三分之一时间内，固体颗粒含量最多。在这两个时段内分别采集水样。采集地点在扒渣机或铲斗装岩机工作地点之后10m之内， 或在该工作面排水泵自己单独的出水口。

　　上面所采集的水样，每次重2kg±0.2kg。称过重量后，采用过滤法，用过滤纸滤出水样中的全部固体颗粒。烘干后，称出固体颗粒重量，则水样的固体重量（百分比）比Cow为：

                           固体重量
                  Cow = -------------------- H % 
                          固、液混合物总重

　　水样的固体重量比Cow在《浆体与粒状物料输送水利学》（费祥俊著）中被定义为“重量比固体浓度”，习惯用于输送工业浆体。本文简称为固体重量比，现场有时习惯称为泥沙重量比。

　　一般情况下，当一个工作面的涌水量小于10m3/h，固体重量比Cow明显增大；涌水量大于80m3/h，固体重量比Cow明显减小在同一矿井，在具有标志性的煤层、岩层中大量采集水样，便可以得到该矿井涌水中固体颗粒含量的一般规律。再根据涌水、岩体的特性和破碎程度、松散颗粒遇水后的反应等进一步分析整理，便可以用来指导排水设计和排水管理。表1是从现场获得的一组综合数据。

2、心泵磨损部位及磨损过程

1  多级离心泵的磨损部位

目前，矿用多级离心泵磨损最严重的部位是平衡盘，然后依次是叶轮口环、盘根套、中段的轴孔衬套等。

　　一般固体颗粒不会把泵体外壳磨穿，不会把叶轮外径磨小，也不会把叶片磨短。平衡盘磨损后变薄，使转子向电机方向（向前)的窜量超限，从而产生连锁损坏。叶轮口环和中段轴套磨损后，密封间隙变大，使离心泵出水不足或不出水,有时还拌 有强烈的震动。

2  平衡盘的磨损过程

平衡盘有轴向端面跳动，泵体平衡板也有轴向端面跳动。平衡盘转动一周，会在转到某一角度时，局部出现轴向间隙的最大间隙或最小间隙。平衡盘的平衡状态是动态的，泵的转子在某一平衡位置会前后作轴向脉动。工况点改变时，转子会自动移到新的平衡位置作轴向脉动。这种轴向端面跳动和轴向脉动叠加后，轴向间隙b0 便具有局部的动态最大间隙b0max 和最小间隙b0min 。