Специальные виды промышленного транспорта (стр. 42 )

В США много лет эксплуатируется трубопровод протяжением 173 км, производительность 1 млн т в год. Построен трубопровод протяжением 115 км через горы Колореф для транспортировки 700 тыс. т асфальта.

Канаде разработан проект трубопровода протяжением 500 км для транспортировки угля.

В Западной Сибири с 1966 г. работает система гидравлического транспорта для перемещения рядового угля. Уголь по трубопроводу протяжением 10 км подается с шахты на обогатительную фабрику Западно-Сибирского металлургического завода. Разработан проект гидравлического транспорта для перемещения угля на расстояние 25 км от шахты о Беловской ГРЭС. Составлен также проект транспортировки угля на Бураховекую ГРЭС протяжением 80 км.

К преимуществам гидравлического транспорта относятся высокая производительность и большая длина транспортирования без перегрузок по сложной трассе с подъемами под любым углом и по вертикали; от­сутствие механического оборудования на трассе трубопровода (за ис­ключением сосредоточенных в отдельных пунктах машинных отделе­ний); несложное техническое обслуживание; возможность совмещения транспортирования с некоторыми технологическими процессами ("мокрым" обогащением полезных ископаемых, гашением и гранулированием шлаков, сортированием по крупности и т. п.); возможность полной ав­томатизации и, следовательно, невысокая трудоемкость. Все это определяет во многих случаях более высокие экономические показатели гид­ротранспорта по сравнению с механическим транспортом – конвейерным, автомобильным, локомотивным.

Недостатками гидравлического транспорта, сужающими область его применения, являются ограничения по роду и характеристикам перемещаемых грузов, в частности по их крупности, что вызывает необходимость дробления груза; повышенный износ трубопровода и входящих в соприкосновение с гидросмесью механических частей при перемещении абразивных грузов; увеличенный расход энергии; потребность в больших количествах воды; опасность замерзания в зимних условиях; по­вышение влажности в закрытых помещениях и др. По принципу действия и применяемому оборудованию гидротранспортные установки мож­но разделить на две группы: самотечные, при которых пульпа передается по желобам, лоткам, имеющим необходимый уклон; напорные с при­менением гидроэлеваторов, при помощи которых пульпу засасывают из зумпфа и перемещают по трубопроводу напорные с перекачкой земле­сосом и засасыванием пульпы из зумпфа.

Наиболее простым и дешевым является самотечный гидравлический транспорт (рисунок 21.1), при котором перемещение пульпы ведется по лоткам с уклоном 0,03-0,04, а при высоких концентрациях пульпы с содержанием твердого груза в пульпе около 14 % – с уклоном 0,04-0,06. Однако этот вид гидротранспорта имеет ограниченное применение, так как перемещение грузов осуществляется только в одном направле­нии (вниз за счет естественного напора) и в большинстве случаев исполь­зуется во вспомогательных устройствах гидросмыв в конвейерных гале­реях, слив в технических установках и т. п.

Напорные гидротранспортные установки классифицируются по спо­собу ввода перемещаемого груза в трубопровод, который определяет и применяемое механическое оборудование. В схеме (рисунок 21.2, а) пульпонасос или землесосный снаряд 2 подает пульпу 1 в пульпотрубопровод 3, по которому она поступает на грохот и водоотделитель 7, откуда вода стекает в резервуар 6, а груз – в приемное устройство 8. При необ­ходимости обратного возвращения воды предусматривается насос 5 и водопровод 4.

В схеме (рисунок 21.2, б) вода и груз подаются раздельно. Водяной на­сос 1 забирает воду из резервуара 5 и нагнетает в трубопровод чистую воду, а перемещаемый груз вводится в напорный трубопровод через специальное устройство 2, состоящее из камеры с питателем. Пульпа по трубопроводу 3 подается в приемное устройство 4, где происхо­дит отделение груза от воды, как и в предыдущей схеме. Преимущест­вом первой схемы является отсутствие довольно сложного питающего устройства, а второй – упрощение основного механического агрегата – водяного насоса, работающего на чистой воде, из-за уменьшения его из­носа и повреждений твердыми частицами груза.

Рисунок 21.1. Схема самотечного гидротранспорта

Рисунок 21.2. Схемы напорных гидротранспортных установок

Напорный гидравлический транспорт с использованием гидроэлева­торов применяют для перемещения грузов при небольших расстояниях (до 1000 м). Современные гидроустановки напорного действия приме­няют для перемещения грузов на расстояние от 5 до 170 км производи­тельностью от 01.01.01 т/ч.

Гидромеханизация успешно применяется на выгрузке песчано-гравийной массы груза из судов, при выгрузке свеклы из вагонов, для шлако - и золоудаления из котельной, для спуска в шахту и транспорти­рования к забоям материала (шлака, дробленой породы и др.), служащего для закладки выработанного пространства.

21.2. Устройство и основные элементы

Насосы. Основным гидротранспортным оборудованием, предназна­ченным для перекачки по трубопроводам гидросмеси, являются насосы. Для перекачки воды применяются одно - и многоступенчатые центро­бежные насосы, а для пульпы – центробежные и, как правило, односту­пенчатые. В зависимости от вида транспортируемого материала различают землесосы, грунтовые насосы, углесосы и шламовые насосы.

Землесосы и грунтовые насосы по конструкции – это одноступен­чатые центробежные насосы, предназначенные для перекачки смесей, со­держащих частицы твердых материалов. Углесосы предназначены для (гидротранспорта и гидроподъема угля с большим количеством мелких фракций. Вследствие этого износ рабочих поверхностей этих установок происходит менее интенсивно, чем землесосов и грунтовых насосов.

Для гидротранспорта тонкоизмельченных материалов применяются шламовые насосы. Они предназначены для работы в тяжелых условиях вследствие повышенного содержания песка в перекачиваемых раство­рах, а также значительных колебаний давления при нарушении технологии бурения. В связи с этим к их конструкции предъявляются особые требования в отношении прочности, износостойкости деталей и быстрой смены изнашиваемых частей.

Основными параметрами насосов являются производительность – т. е. объем гидросмеси, подаваемый насосом в единицу времени; значение напора Н – разность удельной энергии гидросмеси при выходе и насоса и при входе в насос; КПД и допустимая высота всасыва­ния . Кривые, характеризующие зависимость между Н и , и , и при работе насоса на воде или гидросмеси, когда постоянны плотность и частота вращения насоса, называются нормальными ха­рактеристиками насоса.

Нормальные характеристики центробежного насоса и характеристи­ки сети для воды и гидросмеси с различной плотностью и приведены на рисунке 21.3.

Точка пересечения характеристик для насоса с характеристикой сети определяет производительность насоса при данной сети, значение КПД и затрачиваемую мощность. Отрезок кри­вой СВ определяет возможные точки характеристики совместной ра­боты пульпонасоса и сети при изменении в пределах . Значе­ние НС на характеристике при соответствует геодезиче­скому подъему конечной точки сети ().

Максимальная производительность насоса определяется допустимой по условиям транспортирования скоростью пульпы во всасывающей трубе, ее значение ограничивается возникновением кавитации из-за зна­чительного понижения давления при входе в насос (большая скорость пульпы). Насосы для перекачки гидросмесей подвержены кавитации.

Допустимая высота всасывания НВС определяется из условий, при которых кавитация не возникает (НВС – максимальная сумма гидрав­лических потерь во всасывающей линии насоса и расстояние от сети на­соса до уровня перекачиваемой гидросмеси). Допустимая статическая высота всасывания уменьшается с увеличением расхода и плотности гид­росмеси (пульпы).

Получает распространение регулирование режима работы грунтовых насосов изменением частоты вращения. С увеличением частоты вращения напор и потребляемая мощность возрастают и характеристика насоса меняется. Изменение числа оборотов при изменении плотности гидросмеси позволяет работать практически с постоянной производи­тельностью.

При эксплуатации грунтовых насосов часто соединяют два насоса последовательно (для увеличения напора) или параллельно (для увели­чения производительности). При соединении последовательно насосы ра­ботают на значительном расстоянии один от другого с тем, чтобы уменьшить избыточное давление на входе во второй насос. При параллельном соединении насосы располагаются рядом. Однако при этом необходимо учитывать более интенсивный износ и снижение напора, что может при­вести к уменьшению производительности и заилению трубопровода.