油隔离泥浆泵乙形管中间罐的改造

王兴铭

（白银有色集团股份有限公司小铁山矿， 甘肃 白银 730900）

白银有色集团股份有限公司小铁山矿是井下开采的有色金属矿山，采矿方法采用上向式尾砂胶结充填采矿法，充填料的骨料为选矿分级尾砂，胶结料为普通硅酸盐散装水泥，尾砂输送采用4台型油隔离泥浆泵(两用两备)将选矿公司分级合格的尾砂通过管道两级接力以浆体的形式输送至小铁山矿制备站[1]，乙形管主要起着以下作用：

①检修阀箱时防止油隔离罐内的汽轮机油流失。②乙形管的竖直部位有一段截面突然扩大部分叫做中间罐，尾砂料浆经过此处将产生涡流，紊动剧烈，可以防止料浆淤积，堵塞乙形管。③乙形管的末端底部设有料浆排出口，平时用盲板封堵，必要时可打开盲板疏通。

在小铁山矿充填尾砂输送系统使用的30年中，油隔离泥浆泵充分发挥了其输送浓度高、工作压力大、适宜于长距离输送浆体的特点，保证了矿山井下充填尾砂的及时供给。针对这一问题，结合油隔离泵的具体实际情况，在深入分析故障原因，抓住要害的基础上，采取切实可行的改造措施，解决了上述问题。具体的原因分析及采取的处理措施如下。

1 乙形管堵塞，油隔离泵无法正常工作的原因分析

结合实际工作经验，对造成乙形管堵塞，油隔离泵无法正常工作的原因罗列如下：

①搅拌桶叶轮磨损严重，搅拌效果不佳，板结的尾砂块堵住阀箱。②阀箱自身零部件的机械磨损或损坏。③阀箱中或油隔离罐中气体排出不干净。④连接部位有松动，密封不严，持续吸入空气，造成阀箱或油隔离罐中有气体。

针对罗列的上述4条原因，逐条进行理论分析和设备实体检查，造成乙形管堵塞，是油隔离泵无法正常工作的原因，而且这一原因应该是几十年来从未遇到的难题。而恰恰就在问题出现前的3个月，更换了磨损严重、多处泄漏已经无法使用的乙形管，问题的原因只能出在乙形管上面了。

在以上分析的的基础上对已安装的乙形管进行了进一步详细、深入的分析，认为乙形管有两点存在问题：①乙形管的管径偏大。②乙形管中间罐的工艺尺寸不合理[2]。

对于管径偏大分析认为：管径偏大，流速减小，部分尾砂会沉积在管子底部，使乙形管的过流面积减小，会使管内流速自动调整到不沉淀的截面，所以第1条可以排除，它不是造成乙形管堵塞的原因。至于第二条在前面部分已经做了介绍，其作用是料浆在通过乙形管中间罐处，因过流截面突然扩大将会产生剧烈的涡流，从而防止料浆沉积，防止堵塞乙形管。对乙形管中间罐的结构尺寸实测如图1所示，依图经计算可知中间罐过流容积为0.027m3，中间罐的长径比为440/262=1.7。

图1 乙型管中间罐结构图

根据理论分析和实际经验知道中间罐的容积应该等于或略小于油隔离泵单个活塞一个冲程的排量，油隔离泵单个活塞一个冲程的排量经计算为Q1=0.014m3，显然中间罐的容积0.027m3远远大于油隔离泵单个活塞一个冲程的排量0.014m3，这样活塞工作一个冲程在中间罐内将会有0.013m3的尾砂浆体没有得到置换，而这没有得到置换的0.013m3的尾砂浆体在输送粒径细、密度小的尾砂时，由于易于悬浮，不易沉降，不会造成乙形管堵塞；而在输送密度大、粒径粗的尾砂时将会筛分出密度大、粒径粗、浓度高的浆体，排走的0.014m3的浆体只会是密度小、粒径细、易于悬浮、浓度低的浆体，而且长时间的工作逐渐会使乙形管中积累大量的这种密度大、粒径粗、浓度高的浆体，从而造成乙形管堵塞，使油隔离罐和活塞缸内的压力急剧升高，甚至造成罐顶安全阀动作，从而造成油隔离泵无法工作[3]。

通过上述分析，得出造成乙形管堵塞，油隔离泵无法正常工作的原因是：乙形管中间罐工艺尺寸不合理，比例失调。具体说就是：①中间罐的容积过大。②中间罐的长径比偏大。

2 具体的改造措施

通过前面的原因分析，根据有关文献资料介绍，确定的工艺参数为：中间罐的容积为0.014m3，中间罐的长径比为1.3。改造后的中间罐结构尺寸如图2所示，具体的改造措施如下：

①缩短中间罐的长度，加长上端管的长度。如图2所示，使中间罐的长度由440mm减小为300mm，把上端管的长度由100mm加长为240mm。②减小中间罐的直径。如图2所示，在中间罐内加装一段套管，规格为∮245＊7、长度L=300mm的无缝钢管，套管的下侧与下盖板焊接，套管的上侧与中间竖管焊接，焊接时连续施焊，焊缝结构强度及密封性能均要达到中压压力容器的焊接标准。

图2 改造后乙型管中间罐结构图

改造后的中间罐的容积为0.013m3，略小于油隔离泵单个活塞一个冲程的排量0.014m3，如考虑活塞的效率系数，二者基本相等；中间罐的长径比为1.3，与经验值1.3相等，完全满足设计的参数要求。

油隔离泵乙形管中间罐自改造完成之后共计输送尾砂100000m3，其中粗颗粒尾砂250000 m3，从未出现过乙形管堵塞，油隔离泵无法工作的现象，通过实践检验了乙形管故障原因理论分析正确，改造措施得当。乙形管中间罐改造的成功为同类型泵的改造提供了依据，也进一步完善了油隔离泵设计与制造的理论基础，具有较大的社会和经济价值。