降低水力旋流器能耗的方法有哪些

　　水力旋流器是一种即可实现分离又可实现分级的设备，可有效完成液体澄清、除气、除砂及固相颗粒洗涤、分级等作业。旋流器在应用过程中，如何降低运营成本，一直是人们关注的重点，那么降低运行成本提高效率，最为行之有效的办法是什么呢？那就是最大限度的降低总能耗。

　　降低水力旋流器能耗的方法有哪些？？

　　影响旋流器总能耗的因素主要有进口损失、出口损失和内部流量损失三部分，其中进口损失和出口损失在旋流器总能耗损失中占比很小。进口损失多因渣浆进入旋流器时因截面突然扩张引起的射流阻力与摩擦等问题造成；出口损失多因渣浆排出的动能和压力造成，且对能耗影响微乎其微。

　　内部损失在旋流器总能耗损失中程度最大，多因内壁摩擦、流体粘性内摩擦、湍流耗散及各种局部损失等引起的能量损失，要想改善这些为题，可从如下几方面入手。

　　进入旋流器中的矿浆以很大速度旋转，因此固体粒子受到超过重力几十倍到几百倍的离心力作用。由于矿浆以很大速度旋转，在旋流器中存在二种矿浆流：一种是靠近锥体筒壁向下旋转流动的外流；一种是位于锥种体筒中间旋转着上升的内流。给矿中的粗砂受到较大的离心力进入外流之中，沿旋流壁器内下沉，由沉砂口排出，而给矿中的细粒和大部分水以内流形式上升，并经由溢流管作为溢流排出，从而完成分机作业。

　　不同的用途自然对水力旋流器的技术参数提出了不同的要求，包括结构参数、工艺操作参数、给料性质等，且各技术参数间往往相互关联，相互制约，不易调整和控制，这就要求我们在选择水力旋流器前须清楚各技术参数，有针对性地进行选择。并且还得设计好泵送的管径与管线的长度。由于磨坏损伤会导致维修泵的成本会比旋流器高出很多。泵的磨坏损伤在大致上是跟速度的立方成正比的变化的，因此，旋流器的设计应该大限度的靠近泵，这样做的原因是尽大程度的减小泵速和泵的维修数量。

　　旋流器?底流是粗颗粒继续返回磨机研磨。因为颗粒大的话只有表面能参加反应，颗粒内部无法参加反应就被当做石膏浆液排除脱水了，造成浪费，同时也降低了石膏品质，导致石膏脱水困难。必须定期检测重介质旋流器各主要部件的磨损情况，发现超限应及时更换。水力旋流器是用于分离去除污水中较重的粗颗粒泥砂等物质的设备，有时也用于泥浆脱水。分压力式和重力式两种，常采用圆形柱体构筑物或金属管制作。

　　对进料进行稀释是zui有效的控制手段。增加稀释用水将会更快更好的实现分离。还可以对稀释水的用量进行调节，以保持水箱中有不变的水位。虽然操作人员必 须了解分离中可能发生的变化，当进料的稀释程度很高时，分离情况的变化将zui小。旋流器上的压力降是旋流器入口处的压力与溢流压力之差，当旋流器向大气中排放时，旋流器入口处的压力就是压力降，压力降迫使一定体积的流体通过旋流器所需能量的一个指标，不是研究的压力模型或流量的一个指标。压力过高会增加水泵的运行和维修成本，所以应当避免。压力降愈高，通过旋流器的流量就愈大，较高的压力降也会产生较好的分离效果。旋流器上的各种小孔对其性能的影响也非常大，更换这些孔需要让系统关机。

　　入料压力是旋流器工作的重要参数。提高入料压力，可以增 大矿浆流速，物料所受离心力增 大，可以提高分级效率和底流浓度，但通过增 大压力来降低分级粒度收效甚微，动能消耗却大幅度增加，旋流器整体特别是底流嘴磨损更加严重。处理粗物料时采用低压(0.05~0.1MPa) 操作，处理细粒及泥质物料时采用高压力 (0.1~0.3MPa) 操作。当旋流器尺寸和压力一定时，入料浓度对溢流粒度及分级效率有重要影响。入料浓度高，流体的粘滞阻力增加，分级粒度变粗，分级效率降低。实践表明，分级粒度为0.074mm时，入料浓度以10百分之~20百分之为宜。入料粒度的变化会明显地影响水力旋流器的分级效果。在其它参数不变时，入料中小于分级粒度的物料含量少时，则底流中的细粒含量少，浓度高，而溢流中的粗颗粒含量增加，旋流器的分级效率下降;当入料中接近分级粒度的物料多时，则底流中的细粒物料多，溢流中的粗粒物料多，分级效果下降。

　　一．改善旋流器溢流管结构

　　旋流器的溢流管结构设计不合理，会存在短路流现象，导致旋流器出现溢流跑粗、分离产品中粗细粒混杂等问题，这将直接影响旋流器的流量。

　　解决办法：

　　1、在溢流管外壁上附加一些环形齿，能较大程度的降低甚至消除短路流，当溢流管外壁加上环形齿后，陡降指数可从0.176提高到0.332，最终旋流器分离精度指数比普通旋流器提高1.8倍。

　　2、在旋流器的顶盖与溢流管之间开一环隙，用来引出短路流，并将短路流返回到密封聚集室，该设计能有效减少溢流产品中粗颗粒的混杂，较比常规分级效率提高8%。

　　3、在旋流器溢流管的外壁附加与短路流旋转方向相反的逆向螺旋，可有效解决常规旋流器占处理液10％一20％短路流问题，不仅提高了分离效率，同时，还将锥段涡流、背涡、短路涡整合为一个涡流，节约了能耗。

　　4、给旋流器溢流管壁增加厚度，能加长短路流的路径，降低短路流流量，因此能有效提高旋流器的分离效率，还能降低其内部损失。

　　5、将溢流管由直圆管改为渐扩管，该设计思路来源于渐扩管降速升压原理，可使得溢流管入口处的渣浆在较低的压力下也能顺利排至水力旋流器外，较比直圆管能耗降低27%。而且，溢流和底流的出口渣浆速度能得到有效的利用，不浪费且降低了运行成本。

　　二．改善旋流器器壁结构

　　旋流器在长期使用下，器壁会形成器壁边界层，这会屏蔽细粒物料，影响旋流器分级效率。

　　解决办法：

　　1、将旋流器的光滑器壁改为阶梯器壁，可通过器壁上的环线来破坏边壁边界层对细粒的屏蔽。

　　2、通过多孔材料器壁向旋流器内充气，使得底流中细颗粒的含量相对减少30%～50%。

　　3、在旋流器锥体表面设置齿状槽沟，能有效破坏器壁的边界层，促使渣浆形成一定强度的涡流，更利于细粒离开边界层进入到溢流区，提高分离精度。

　　三．消除旋流器内空气柱

　　旋流器内的空气柱内部不发生任何分离过程，在能量消耗上纯属浪费，不仅没有贡献，还占据了溢流口的流动面积，同时，空气柱大小与位置的波动加剧了流场的不稳定，在一定程度上破坏了被分离颗粒在旋流器中的规律分布，进而降低了旋流器的分离效率。

　　解决办法：

　　1、利用适量的固体棒占据旋流器中原来的空气柱位置，当固体棒沾满原空气柱位置时，内部损失可降低51%左右，而且分离性能也有所提高。

　　2、改变旋流器内气体流态，利用大涡强制破碎成小涡，有效降低中心部位的湍动能耗、重心流体的速度梯度、溢流口的流体速度，避免了空气柱产生的能耗和晃动所造成的对分离的不良影响，不仅提高了15%的分离效率，还降低了运行能耗40%左右。

　　以上内容仅从旋流器器壁结构、溢流管结及空气柱等造成旋流器内部能量损失的问题进行了分析并提出了相应的解决办法，面对旋流器的各种问题，需具有针对性的解决，是降低其运行成本、提高生产效益的有效办法。