水力旋流器参数在实际生产中的调节与应用

梁益虎

（中国黄金集团内蒙古矿业有限公司，内蒙古 呼伦贝尔 021400）

水力旋流器目前已涉足金属、非金属矿、油田开采等各个领域，对于提高工业设施的完整性有促进作用，并且还要在生产实践应用过程中创新改良，以满足我国工业经济的不断发展需求。

1 水力旋流器的阐述

水力旋流器一般包含水力旋流器直径、椎体角度、溢流管直径等结构参数，还包括入料量、浓度等操作参数。运行时通常将不同大小的颗粒状物质，在以离心力为核心原理的基础上，有规律地沿着同一个方向高速转动作业。这时旋流器表层内会产生的一股偏下的离心力，会平衡筒内物质形状上的差异性，并将其较大者统一在底部的出口流出[1]。在排除底部流出物质时，顶部的溢出流口也会将被迫分离的较小者统一排出。在实际运用中多用于分离有带有油性物质的污水，因为水在物理中检测的密度要大于油的密度，因此可通过水力旋流器独特的双向分离的特点，从而达到良好的除油效果。

2 水力旋流器在不同生产场景中的应用

（1）实现对原油的水油分离。在我国开采油田的过程中，往往会遇到一项问题，就是无法通过人工细致地将天然油田中含有的污水及颗粒物质去除。而之前可通过结合多次重力沉降与联合过滤的方法除油，或采用在油田中添加化学药剂的方式除油，但最终结果并不理想，油田中依然存在污水，且对于环境污染严重。但自上世纪三十年代水力旋流器问世后，工人们在不断的实践应用中改进水力旋流器的结构，直到八十年代始，石油产商们开始关注静态和动态水力旋流器的优异处理技术，相比重力沉降方式，不仅可以脱油离水，而且可协助完成原油脱气、去除污泥等工作。

（2）在接转站和联合站中结合除砂。在该方法中，必须要将除洗装置与水力旋流除砂装置配套使用。首先要将采出的油液引入配套好的具备分离功能的装置中，等待片刻，该装置会把分离过程后产生的混合液体慢慢向顶部排出，则剩余的硬质颗粒被整体排入进准备好的砂箱。然后砂箱中注入一定量的水分，让其与砂石自行混合，混合程度差不多时打开洗沙泵，均匀地将砂水液导入洗沙器，等待将其用干净水冲洗，留下剩余砂质颗粒。然后重复清洗操作两次，这时再将清洗后剩余的砂质流入砂箱，最后导入污水泵，使其流入管道被抽走。

（3）提高海洋石油开采效率。海上油井积砂在很大程度上提高了钻井探油的工作难度，正因如此，近年来我国专门出可解决海洋采油平台上的除砂装置。该装置可使用抽取砂质的泵，吸收分离器排出的剩余混合砂液，再将其循环导入除砂器。在除砂器中装置会进行分离操作，之后将排出的混合液体导入进原系统，将砂质较大的引入砂箱，再将干净水导入砂箱进行反复冲洗，至少循环两到三次。

（4）在分级浓缩工艺中的应用。①对颗粒物质高效率分级。传统的分级主要通过筛分机等，但占地面积较大等缺点使其适用范围逐渐缩小。而在新兴的分级操作中，主要是用以水力旋流器与球磨机相结合组成的研磨装置，比如在造路的分级过程中，该装置可以简易准确地根据颗粒的特征，将所有颗粒分为两大类，而且为了进一步增强该装置的分级效果，可以将分类过程中额外产生的溢出矿液重新引入二级旋流器进行再次分级，这样反复操作使得最终得到最佳的分级精准度。

②在脱泥过程中结合。细沙和粗矿一直是脱泥作业中缠绕不清的两大处理问题，由于细沙本身体积形状微小，当设备渗进工厂机器设备后，不仅使得产品质量有瑕疵，而且会使得生产设施的使用寿命大打折扣。③在浓缩过程中结合。浓缩拥有重力浓缩、平衡浓缩等多种方式，在现代工作中主要为了通过该方式除去水质，不过建议使用结合水力旋流器和稠密机的方式进行浓缩作业。

（5）在湿法烟气脱硫中的应用。①对石膏进行烟气脱硫。石膏在生产过程中会产生余液，从排出泵中将余液输送到吸收塔，这时需要放置到水力旋流器。在旋流器高速旋转分流后，将产生的液体再返回原处。一般来说旋流器的排出液体数量在百分之三WT左右，主要包含微小的颗粒状物质。在接下来的作业中，剩余的吸收剂仍然在脱硫发挥功效，旋流器继续排出的溢流经过废水泵会输送到废水旋流器内。在废水旋流器中，既可以存留未参与反应的石灰颗粒物质，又可以使得废液流入废水中，之后统一排放处理，这是较为微小的颗粒物质处理方式。而较为粗大的石膏颗粒物质，旋流器会在作用过程后将其流入石膏浆液箱，在通过一些系列过程引真空皮带脱水机，然后将游离水进行有效去除。②加入烟气脱硫系统。湿式球磨机是处理粗矿等颗粒形状较大的物质粉末机器，石膏在该机器中会在冲击、研磨的反复作用中分解，最终排出的余液会被引入到水力旋流器中。而经过旋流器的分离过程后，又会回到球磨机的反复研磨过程，在这次研磨过程结束后，排出的余液会导入进吸收塔，等待进入之后的处理过程。

3 水力旋流器在实际生产中的创新策略

（1）在实际生产中结合应水力旋流器。在之前的浓缩处理中已提到稠密机与水力旋流器的配套使用，既可以提高原本机械的单一功效，又可以通过两种机械联用提高生产效率。而水力旋流器本身存在部件磨损程度较快等缺陷，因此建议在实际应用中可将生产设备与水力旋流器结合使用，如果因旋流器体积较大无法安置，可以尝试使用微型旋流器。

（2）提高水力旋流器智能化水平。由于工厂的实际需求会逐渐增大对水力旋流器的功能要求，那么可以增加水力旋流器的智能化设计。当设置调整为最高限与高限之间时，系统对泵池液位自动执行较弱的参数操控行为，相反在处于最低限与低限之间时，自动执行较强参数操控行为。该方法的特点是，控制器会根据操控方是人控还是机控选择输出值，一方面提高了系统智能化水平，另一方面也避免出现安全隐患。当物料盈于泵池所容量时，肯定会导致因多次超过液位上限而控制器重新调整情况，如果无人看管，生产风险将会随时发生。反之，如果超过液位最低安全限制时自动减少固定步长值。

4 结束语

综上所述，水力旋流器的多用性是经过工业实践的肯定的，但工厂生产的需求是不断增长的，且我国正努力从电气化工业时代逐渐转变为信息化工业时代，提倡加大对于设备自动化、智能化的创新要求。虽然目前在市场上存在的水力旋流器已有众多分类，但大多仍是未达到智能化标准，因此需要在未来的发展中，强化水力旋流器智能化的研究力度。