在鉀肥生產(chǎn)中,原料光鹵石是由含鉀鹵水在鹽田中蒸發(fā)灘曬制取,鹽田曬礦是露天生產(chǎn),依靠太陽(yáng)的輻射熱能及風(fēng)能,使鹵水在大面積鹽田中通過(guò)自然蒸發(fā),逐步濃縮析鹽,要得到質(zhì)量合格的光鹵石,必須控制鹽田生產(chǎn)工藝,其中最重要的是控制鹵水在鹽田中的量和走水方式,這就需要鹽田泵站和鹽田溜槽進(jìn)行導(dǎo)鹵、排鹵,現(xiàn)階段鹽田關(guān)鍵控制點(diǎn)的導(dǎo)鹵量和排鹵量主要靠泵的設(shè)計(jì)流量來(lái)計(jì)算,由于鹵水會(huì)在泵腔內(nèi)結(jié)鹽,使泵在運(yùn)行一段時(shí)間后,流量會(huì)因泵腔結(jié)鹽而發(fā)生變化,并且每個(gè)泵站的工作環(huán)境不同,泵的揚(yáng)程不盡相同,對(duì)實(shí)際流量亦有很大影響,用泵的設(shè)計(jì)流量作為測(cè)量基準(zhǔn)是不準(zhǔn)確的,造成鹽田生產(chǎn)工藝不能做到精確控制。通過(guò)巴歇爾槽在鹽田明渠計(jì)量系統(tǒng)中的應(yīng)用,可以準(zhǔn)確的計(jì)量鹽田導(dǎo)鹵、排鹵量,給鹽田管理者提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù),來(lái)對(duì)鹽田工藝進(jìn)行調(diào)整,保證鹽田優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)生產(chǎn)光鹵石。
現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研
A公司鉀肥分公司鹽田1.65泵站鋼制溜槽總長(zhǎng)度約120m,寬3.95m,高1.5m,溜槽長(zhǎng)度足夠,鹵水流動(dòng)穩(wěn)定?，F(xiàn)場(chǎng)共有6臺(tái)立式混流泵。型號(hào)為700HDLY1.5—11,標(biāo)注流量Q=5400m3/h,電機(jī)功率315k W, 揚(yáng)程11m,轉(zhuǎn)速730r/min。該泵站經(jīng)泵抽鹵后,進(jìn)入鋼制溜槽,流入1.65光鹵石池。整個(gè)溜槽分為2個(gè)直流段,一個(gè)彎道,彎道前段坡度較大,水流動(dòng)能較大,不宜安裝量水槽,后段進(jìn)入光鹵石池入口處的鋼制溜槽底面平,鹵水流動(dòng)穩(wěn)定、直線長(zhǎng)度能夠滿足巴歇爾槽的安裝要求。
2. 理論計(jì)算
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量結(jié)果,決定設(shè)計(jì)一套符合溜槽口徑的巴歇爾槽,來(lái)滿足實(shí)際需求。
泵站理論流量計(jì)算
現(xiàn)場(chǎng)泵站六臺(tái)泵滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn),每臺(tái)泵標(biāo)注流量Q=5400m3/h,每小時(shí)理論排水32400m3,即泵站最大流量為32400m3/h。
3. 巴歇爾槽淹沒(méi)度計(jì)算
淹沒(méi)度m=hb/ha,臨界淹沒(méi)度=0.8。淹沒(méi)度的計(jì)算依據(jù)了這樣一個(gè)事實(shí):明渠安裝量水堰槽后擴(kuò)散段的水位低于收縮段,收縮段水位不會(huì)有太大變化即ha=Hmax,擴(kuò)散段的水位要用Hmax減去堰槽下坎到渠底的距離,再計(jì)算hb與ha的比值即求出淹沒(méi)度m。泵 站 六 臺(tái) 泵 滿 負(fù) 荷 運(yùn) 轉(zhuǎn) 時(shí),將 數(shù) 值 代 入 曼 寧 公 式, (Q=AV)9=(3.95× 液位)×1.8,計(jì)算得出最大液位Hmax約等于1.265m。根據(jù)以上得出ha=Hmax=1.265m,hb=Hmax-堰槽下坎到渠底的距離=1.265-0.343=0.922m,計(jì)算得出m=0.922/1.265=0.72,小于臨界淹沒(méi)度0.8。
4. 巴歇爾槽參數(shù)選定
明渠流量計(jì)算的基本公式:Q=AV(Q:平均流量,V:平均流速,A:水流截面積)。選用19型巴歇爾槽,長(zhǎng)度8.23m,高度1.52m,收縮段最大寬度5.61m,喉道段寬度3.66m,擴(kuò)散段最大寬度4.47m。現(xiàn)場(chǎng)流速使用便攜式流速儀和漂浮法計(jì)分別計(jì)算表面流速和底部流速,得出平均流速約為1.8m。巴歇爾槽最大過(guò)水量計(jì)算:A=6.79 V=1.8 Q=12.22m3/s= 44000m3/h。水流最大有效斷面截面積約為5.56m2,喉道段最大過(guò)水量約為10.008m3/s,36000m3/h,淹沒(méi)度=0.72,完全滿足現(xiàn)場(chǎng)泵站滿負(fù)荷工作狀態(tài)。
5. 巴歇爾槽材料選定
現(xiàn)有的渠道采用鋼材質(zhì),表面較為粗糙,結(jié)晶容易吸附在渠道表面,必須選用一種防結(jié)晶、防腐蝕的材料制作明渠標(biāo)準(zhǔn)量水堰槽。PTFE材料耐腐蝕、耐高溫和耐低溫,能長(zhǎng)期在鹵水中不被腐蝕,PTFE表面光滑,鹵水結(jié)晶不易粘附在堰槽表面,在流動(dòng)的鹵水沖刷下,結(jié)晶會(huì)隨鹵水流走。采用PTFE材料作為堰槽的材質(zhì),能有效地去除鹵水結(jié)晶的影響。3.5巴歇爾槽現(xiàn)場(chǎng)安裝本次選用的19型巴歇爾槽長(zhǎng)度8.23m,高度1.52m,收縮段最大寬度5.61m,喉道段寬度3.66m,擴(kuò)散段最大寬度4.47m。在巴歇爾槽前方約7m處,將原有鋼制溜槽進(jìn)行拓寬,擴(kuò)展至5.61m,使溜槽與測(cè)流系統(tǒng)口徑相一致。拓寬后的溜槽比原有槽體寬1.6m,能有效減弱溜槽中水流的勢(shì)能,使測(cè)量更為準(zhǔn)確,并且不會(huì)發(fā)生積水溢出的現(xiàn)象。巴歇爾槽后方將原有鋼制溜槽拓寬至4,47m,直接進(jìn)入光鹵池,使其也與測(cè)流系統(tǒng)口徑相一致,使整個(gè)鋼制溜槽不會(huì)產(chǎn)生積水溢出,并提高測(cè)量精度。巴歇爾槽底部與原有溜槽底部持平,并在收縮段下方安裝加強(qiáng)筋,加強(qiáng)筋下方鋪設(shè)鋼板,保證槽體不會(huì)下沉,塌陷。
