Целесообразность последовательной перекачки. Приближенная теория смесеобразования. Прием и реализация смеси на конечном пункте трубопровода, страница 24

Гидротранспорт песка и гравия широко используется для намыва оснований при строительстве зданий и сооружений, расположенных на слабонесущих грунтах вблизи рек. Данный способ транспорта распространен на обогатительных фабриках с мокрым обогащением, где подача угля, руд или песков в различные обогатительные аппараты, отстойники и отвалы производится в потоке жидкости.

В последние годы резко возрос интерес к транспортировке твердых и сыпучих материалов по трубопроводам на относительно большие расстояния. Это обусловлено тем, что во многих случаях существуют устойчивые однонаправленные грузопотоки угля, руды, щебня и других материалов. Вместо увеличения пропускной способности существующих или строительства новых автомобильных и железных дорог, по которым к тому же в одну сторону транспорт будет совершать порожний пробег, в этих условиях более целесообразно использовать трубопроводы.

К настоящему времени определились три основных способа дальнего трубопроводного транспорта твердых и сыпучих материалов: гидротранспорт, контейнерный (капсульный) гидротранспорт (КПГ) и контейнерный пневмотранспорт (КПТ).

 Гидротранспорт

Сущность данной технологии состоит в том, что частицы транспортируемых материалов (уголь, руда и т.д.) перекачиваются в потоке жидкого носителя, в основном, воды.

Принципиальная схема дальнего гидротранспорта твердых и сыпучих материалов аналогична той, что применяется при транспортировке нефти. В начале трубопровода размещается головная насосная станция, на территории которой находятся комплекс по приготовлению пульпы, а также насосы для ее закачки в трубопровод. Через определенные расстояния по трассе располагаются промежуточные насосные станции, служащие для восполнения энергии, затраченной потоком на преодоление сил трения и разности нивелирных высот. На конечном пункте размещается станция обезвоживания, где транспортируемый материал отделяется от жидкости, после чего сдается потребителю.

Особенностями гидравлического транспорта твердых и сыпучих материалов являются возможность оседания взвешенных частиц и абразивный износ внутренней поверхности труб.

Предотвращение оседания частиц достигается введением ограничений на их максимальный размер и поддержанием достаточных скоростей перекачки. В этом случае поперечные турбулентные пульсации скорости удерживают частицы во взвешенном состоянии.

Максимально допустимый размер твердых частиц пульпы зависит от их плотности (табл. 4.1). Рекомендуемая же скорость перекачки пульпы, обеспечивающая удержание потоком основного количества частиц, равна 1,5...2 м/c. Дальнейшее увеличение скорости, хотя и повышает удерживающую способность потока, ограничивается увеличением абразивного износа труб. Уменьшение износа труб достигается применением различных внутренних покрытий.

Для перекачки пульпы по трубопроводам применяются центробежные грунтовые, песковые и поршневые насосы, в которых уплотнения и детали способны противостоять определенное время абразивному и коррозионному воздействию перекачиваемой среды.

Грунтовые насосы (типа ГР) выполняют с деталями проточной части из износостойкой стали и облицовкой рабочих колес резиной. Насосы этого типа развивают напор от 10 до 100 м и подачу от 50 до 8000 м3/ч. От насосов, применяемых при перекачке нефти и нефтепродуктов, они отличаются меньшим числом лопаток, большими расстоянием  между дисками и диаметром (до 1050 мм) рабочего колеса.

Песковые насосы (типов П, ПБ) рассчитаны на подачу от 5 до 1500 м3/ч и напор от 7,5 до 65 м при перекачке измельченных руд, песчаных и других смесей. Как и у грунтовых насосов, их кавитационный запас равен 2...8 м.

Поршневые насосы выполняют одинарного и двойного действия, с одним или несколькими цилиндрами. При перекачке пульпы наиболее слабым местом этих насосов являются всасывающие и нагнетательные клапаны.

 Контейнерный гидротранспорт

В данном случае твердые и сыпучие материалы транспортируются не непосредственно в потоке жидкости, а в специальных устройствах - контейнерах.