沉淀池、旋流井、灰渣池除渣

各种企业、公司、电厂、工厂、矿山等单位,都会有各种各样的集水池、污水池、雨水池、储沙池、沉淀池、旋流井、灰渣池等等。五花八门的水池排水都需要水泵排水,如果水中含有泥沙等固体颗粒时,就需要使用沙泵;如果水池被泥沙等固体颗粒淤满时需要排沙除渣,以前基本用人工清理,现在更多的选择用排沙潜水泵来清理。这也是排沙潜水泵应用最广泛的领域之一。

根据工况的特点,我们将各种工况大致分类如下:

 

水中含泥沙等固体颗粒时,水池排水用泵:

 

1、向水池连续注水,连续排水。

这种工况的特点是随倒随清,没有沉淀。例如:各种工程接力排水时设置的中间水池。

此时选泵,只需按照浆体浓度、比重选择合适参数的排沙潜水泵,安装时将排沙潜水泵直接放入池底使用即可。这种应用是最多的,简单方便。

右下图为湖南冷水江闪星锑业公司排沙潜水泵使用现场。

 

水电站大坝坝体内的底部设有集水池,坝体内的水汇集到此处再用泵排出,该水池经常被泥沙淤满,处理起来费时、费力,相当麻烦。乐山龚嘴电站选用SQ100-50 37kW排沙潜水泵(见上左图),直接放到水池中排水,同时还可将泥沙一起排出。从此,水池不再存留泥沙,不必再大张旗鼓、兴师动众,组织人员,搞专门清沙会战。现在,装上自动控制系统后,坐在中心控制机房内就可以监控现场,自动排水排沙。

 

2、向水池连续注水,间歇排水。

建筑、桥梁、隧道等施工时经常遇到这样的工况,这时不能将排沙潜水泵直接坐到池底,需要防止停泵期间水泵被泥沙埋住造成堵泵无法启动。安装时将排沙潜水泵吊装在水池中,排水工作时,将排沙潜水泵往下逐步放入水中排沙。不能一下将泵放到底,否则容易插泥里导致水泵过载烧毁,下放时监控电流。水泵不工作时,拎处水面,不要在池底停泵。

如果用户下现场没有起吊装置,也可按下图安装,将矿用立泵放置在池底的凸台上,下接带滤网的吸水软管。这种安装方式为矿用立泵在各种沉淀池的典型安装方式。矿用立泵属于水陆两用沙泵,既可以淹没在水下工作,也可以露出水面用吸水管吸水工作。这样安装,只要泵体部分被水淹没,就不用灌泵,可直接启动,而且因为滤网较轻,停泵后,可以人工将滤网拎处水面或拎到低浓度区域,防止滤网被泥沙埋住,工作时再将滤网放下去即可。即便工作时滤网被泥沙堵住,也可直接拎处清理,矿用立泵允许断水空转,因此不需要停泵,清理完直接放入水中恢复排沙。

下图为郴州黄沙坪铅锌矿将排沙潜水泵放入尾砂池中排水排沙的现场图片。

下右图为浙江遂昌金矿尾砂池用排沙潜水泵抽沙后吊起停泵的现场图片。

 

 

3、向水池间歇注水,连续排水。

这种工况需要防止水排光时水泵空转,还要防止突然倾倒的泥沙数量太多,导致水泵过载或者被堵住。矿用立泵允许断水空转,泥沙太多时,应该用水枪向水池中的泥沙喷高压水,将固体泥沙冲开,形成浆体,再用泵排出。

福州电厂二期工程需要用沙泵将700根桩基础的泥沙输送到4.5公里,要向水池每天倾卸30车的泥沙浆,沙泵工作期间用大流量水枪冲水搅拌。(详见文章:4.5公里超远距离输送700根桩基础泥沙——福州电厂二期工程 )

 

 

4、向水池间歇注水,间歇排水。

很多大的污水池,就是这样的工况。有些工况用水泵的目的是为了排水,并不是为了排沙,但是水中含有泥沙所以需要采用沙泵。广西来宾电厂(上图)和湖北大冶铜山口铜矿(下图)在设置泵站时均选择了将排沙潜水泵安装在浮筏上,一半没在水下工作。

也可选择矿用立泵,将矿用立泵安装在岸边的浅水坑中,下接吸水软管排水,只需将底阀滤网吊在水中或者垫高即可。

 

 

 

对于比较小的沉淀池,这样的工况是最容易堵泵的工况,设计和使用时一定要注意。

山东黄金集团三山岛金矿矿井沉淀池排沙,不定期倾倒大量地沙石,由于扬程很高,大约220米,流量很小,只有40m3/h,沙石浓度太高,所以很难处理。用户选择2台SQ40-63*4 90kW排沙潜水泵,准备吊装使用。结果安装时,因为高压软管费用太高,所以现场没有采用,选择了钢管硬性连接(见下图)。潜水泵固定安装在一定深度,池子下面的泥沙无法清理,靠人工搅拌费时费力效果不好。当泥沙淤满时,再大量的倾倒沙石浆到池中,一下子将水泵吸水滤网埋住,导致堵泵造成水泵故障。由于水泵固定安装,吸水滤网被堵时又无法将泵吊上来清理,拆除管件将泵吊上来清理完滤网之后,又放不下去(下面都是沙石),强行放下去又将泵插到泥里继续堵滤网,所以很难恢复排水。后来,返厂将滤网泵底座改为吸水口泵底座,加装带底阀滤网的吸水软管,正常运行。这种工况如果将底阀滤网改为水力搅拌器,抽沙效果更好。

 

 

沉淀池清理用泵:

5、 沉淀物为泥浆等流动性的液体,或者沉淀固体比重较低、很容易形成浆体。

一般电厂的浓缩池清淤、煤矿选煤厂沉淀池清淤都属于这种工况,还有矿井清水仓也属于这种工况。这些工况在清理水池时可以直接用排沙潜水泵吊装,放入水池直接排泥沙,注意不要一下子放到底,这样容易将潜水泵插到泥里,下放时注意监控压力表或电流表。

其中使用排沙潜水泵清淤的电厂有:四川泸州川南发电、新疆喀什火电厂、山西大唐国际云冈热电、山西省大同第二发电厂、贵州黔桂发电、贵州发耳电厂、贵州黔西电厂、广西来宾电厂、湖北汉元发电、江苏无锡惠联热电、山东国电蓬莱发电等单位。

6、沉积物为泥沙、矿砂、氧化铁皮等比重较高,容易板结。

一般钢厂旋流井氧化铁皮、矿山沉淀池中的矿砂、铸造厂沉淀池的型砂、冶炼厂沉淀池的废矿渣等工况都属于这类工况。这些工况在清渣时必须加高压水冲水搅拌,将沉积的固体冲起来,形成浆体,再用沙泵排出。也有部分用户用气泵来搅拌造浆,这种方式对比重较高的固体工况不好使,对低比重的固体有效,但要远离水泵吸水口,否则水泵工作时不断地吸入空气容易损坏。

天津天铁轧二制钢公司有一旋流井需要清淤,该旋流井的用途是作为沉淀池将生产用水沉淀后,清水循环使用。旋流井直径8米,深8米,沉淀物主要为氧化铁皮。以往是停产,设备检修时,人工清理沉淀池。由于当年钢铁效益非常好,企业连续生产造成池底沉积物最高淤积5米,已经影响到清水回用,间接影响生产,而且人工成本越来越高,因此企业希望能选购一种沙泵来清理沉淀池。

期初,该单位选用SQ50-22 排沙潜水泵,吊挂到水中清理沉淀物,成功解决了燃眉之急。这样使用对于操作者的要求较高,水泵放置的位置过浅,沉淀的氧化铁皮抽不上来,放置的位置过深,很容易将泵插到泥里,造成堵泵。所以要求操作者随时监控水泵电流和出水浓度,及时调整潜水深度。用户使用几个月后觉得不方便,提出能否给出改善方案。针对用户的要求,我研究所为用户单独设计了排沙系统,见图示。

该系统选用了KL120-50 37kW 矿用立泵。流量120m3/h,扬程50米,电机功率37kW。矿用立泵安装在地面上,在旋流井盖的直径5米的位置上设置了3套吸水管。该系统自2007年安装后,运行良好,运行2年更换了一次易损件叶轮,直至2014年该系统仍在正常运行。

 

 

7、 沉淀物中除了有泥沙以外,还有树叶、垃圾袋、绳子等容易堵泵的杂物。

这种工况多见于污水处理厂及厂矿的露天水池,这种工况处理起来非常麻烦。这类工况在设计时应该设有栅栏挡住杂物,或设置打捞装置定期打捞杂物。

对于低扬程、大流量的工况可以选择无堵塞泵,例如:污水处理厂选用800m3/h的无堵塞泵可把水池中的拖把头吸上来。

这种工况小型排沙潜水泵流量太小很容易堵泵,根本无法使用。

对于中型排沙潜水泵可在水泵外侧罩一大滤网筐将杂物挡住,定期清理杂物。 大型矿用立泵必须加大吸水滤网的尺寸,改善拥堵的情况,定期清理杂物。需要注意的是,大吸水滤网必须要很结实,1平方米的滤网如果被堵满了最大要承受10吨的压力,很多工况经常看到被吸瘪或破损的吸水滤网。

山东黄金集团三山岛金矿再海边设置临时水池,水池底部与海底用管道连通,由于涨潮落潮时水池中有大量的泥沙,所以用排沙潜水泵吸水。之前选用SQ430-22 55kW 排沙潜水泵,出水量小,而且使用不到2个月就发生故障。后选用SQ600-22 90kW 排沙潜水泵加大排量,结果开泵后出水管喷水,水量很大,然后慢慢变小,最终不出水。停泵后将排沙潜水泵吊上来检查一切正常,再次开泵依然如此。之后10分钟内开关、检查了6次,状况不变。最后不停泵,将泵吊上来,这才发现泵底座的大滤网上堵满了杂物,导致不出水。海底杂物太多,临时水池很小没有栅栏,大流量的泵吸力大,将海底的杂物都吸到水池里了。这种工况,要解决得减小流量,选用SQ130-22 18.5kW 外罩直径1米左右的大滤网,延长取水的时间。 原因找到了,之后在地表水池设计时,综合考虑了这些问题。专门设计了大型底阀滤网,防堵防变形,彻底解决了这个问题。

 

 

 

 

 

 

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