随着水煤浆制备与燃烧技术的成熟,七五期间,水煤浆技术的发展已进入到工业应用阶段。无论是在水煤浆的制备厂,还是在水煤浆用户,都需要设置水煤浆储罐,用于储备一定量的水煤浆。水煤浆可以代替重油和煤粉燃用,但是水煤浆与油的特性不一样,它是两相流的流体,悬浮物为颗粒状物质,随着储存时间的增加,悬浮物必然下沉,虽然在水煤浆中含有稳定剂,但储存时间长了以后,储存在设备中的水煤浆上下浓度不一致,以致于发生软沉淀。
目前,国外大型水煤浆储罐为防止水煤浆产生软沉淀,均采用机械搅拌机,其搅拌机有立式、侧式两种。如瑞典设计的5000吨储罐,为平底平顶储罐,设有立式搅拌机,安装在罐顶中心,其叶轮直径为3米,传动功率为55千瓦。俄罗斯设计的20000吨储罐,为平底拱顶罐,靠罐底部装有4台侧式搅拌机,每台功率为17千瓦。
在我国水煤浆生产和应用规模还很小,对防止水煤浆产生软沉淀也还未有成熟的经验,在参照国外使用技术的基础上,我国自行设计、研制出几种搅拌形式,现介绍如下:
一、空气搅拌方式:如长春保温材料厂250吨水煤浆储罐,该储罐为钢结构,直径6.5米,高7.87米,为平顶锥底罐,罐底坡度8度。绕储罐外壁等角设两种不同长度,交错布置共12根1寸压缩空气管,通过压缩空气,使煤浆产生翻腾,防止软沉淀产生。
经现场装浆试验,搅拌效果良好,其缺点是噪音大,需要有压缩空气机装置,动力源不统一等。
二、打循环搅拌方式:如枣庄矿务局八一矿水煤浆制备厂1500吨水煤浆储罐,该储罐为高架式钢筋混凝土框架筒体结构,罐内径12.5米,高29.1米,罐底部高出地面14米,锥底罐,罐底坡度4.5度。在罐下部装有3台QGB380.2/2型曲杆泵,在罐壁分四个水平装有喷嘴,每一水平装3个喷嘴,用管道将曲杆泵与喷嘴相连,启动泵后,可使煤浆沿罐底和罐壁圆周方向流动,防止软沉淀产生。
经现场装浆试验,搅拌效果良好,其缺点是动力消耗太大,并且有少量死角不易循环到,曲杆泵磨损严重。
三、立式机械搅拌方式:如门头沟矿务局城子矿水煤浆制备厂5000吨水煤浆储罐,该储罐为钢结构,直径19米,高19米,为平顶锥底罐,罐底坡度为1:40。在罐顶中心装有一台立式搅拌机,其叶轮直径为3米,传动轴长14米,电机功率55千瓦,并装有导流板,通过搅拌机转动,使煤浆产生上下对流运动,防止软沉淀产生。
大型立式中心搅拌机国内的生产厂家为江苏张家港市伟业机械制造有限公司。其主要型号为LMJ55,LMJ75。
经现场装浆试验,搅拌效果很好,并且没有死角,其缺点是设备结构复杂,传动轴太长,不易加工,需要分段制作。而且要求储罐为平顶结构形式,给大直径储罐设计带来一定的难度。
四、侧式机械搅拌方式:如山东白杨河发电厂改烧水煤浆工程两座3000吨水煤浆储罐,该储罐为钢结构,直径15米,高15米,为平底拱顶罐,在罐侧壁装有三台MJJ18.5型侧式搅拌机,其叶轮直径0.38米,电机功率18.5千瓦,叶轮转数n=420r/min,摆动角度左30度-右30度。通过搅拌机转动,使煤浆产生旋转及水平方向的左右对流运动,防止软沉淀产生。
经现场装装试验,搅拌效果很好,并且没有死角。其缺点是,因搅拌器装在储罐侧壁,设备密封要求高。因此,在使用时应注意维修,以防泄漏。
以上四种搅拌形式,是我国目前在水煤浆生产及应用领域中所使用的。经过几年的生产实践及对国外有关现状的了解,我们认为,采用MJJ18.5型侧式搅拌机防止水煤浆产生软沉淀是最行之有效的办法。该设备结构先进、操作方便、重量轻、耗电少。因是安装在储罐侧壁,给大型储罐设计带来方便条件,而且适用于400一10000吨的各种大型储罐。
现将MJJ18.5型侧式搅拌机的工作原理简要介绍。
1.搅拌原理:
MJJ18.5型搅拌器系侧入式船用三叶螺旋桨推进型搅拌机,由于螺旋桨叶片的推动,使浆体产生三个基本流,即轴向流、旋转流、湍流。把这三种流动分解为轴向部分(轴向流)和非轴向部分(旋转或螺旋流),由于螺旋叶片产生的扭矩形成的旋转流,从而形成对混合有用的螺旋形流动,它会产生更大的流动量。
由于浆流的螺旋作用,螺旋形高速流使低速流动区域的浆体被携带进入高速浆流区,从而起到对混合有利的均质作用。同时,由于螺旋浆式搅拌机除有轴向流以外,还有法向推力形成的非轴向流,因而造成浆体的上下翻腾,以防止煤浆沉淀。
A:非轴向浆流
B:轴向浆流
2、搅拌机的布置:
MJJ18.5型搅拌机适用于400一10000吨水煤浆储罐,搅拌机的台数应根据储罐容积的大小来决定。搅拌机分散安装比集中安装效果更好,而且搅拌机与浆体的进出口相对位置无固定关系,但考虑的原则是力求减少死角,充分利用进出口装卸浆体的动能或速度达到最好的搅拌效果.
3、搅拌机与罐底的距离:
搅拌机安装于罐壁接管或人孔盖上,搅拌机离罐底的高度为0.65米---0.75米。
MJJ18.5型侧式搅拌机是北京煤炭设计研究院(集团)、上海交通大学以及张家港市伟业机械制造有限公司在多年从事水煤浆制备工程设计及水煤浆工业应用的经验中,吸取国内外先进技术经验,共同研制的产品。属国家"七五"水煤浆制备设备选型与研制75-10-07-8攻关课题任务,93年通过国家鉴定。目前该产品已广泛应用于水煤浆制备、贮存、炉前加工等系统,经现场使用证明搅拌效果很好,现己衍生出MJJ37型等系列侧式搅拌机。
|