論鹽湖鹵水設備選型的要點和采輸鹵設備選擇

楊生萍（青海鹽湖工業(yè)股份有限公司，青海 格爾木816000）

鹵水作為生產鉀肥的原料，是西北地區(qū)特有的礦產資源，隨著青海鹽湖集團100 萬t/a 氯化鉀項目投產運行和新疆羅布泊鉀肥基地開發(fā)和建設，源源不斷的地下鹵水通過開采輸送到地面進行加工。而將鹵水開采、輸送到二次加工的設備也在多年實踐中不斷淘汰、完善和優(yōu)化，現(xiàn)運行設備在采輸鹵系統(tǒng)中已能將鹵水持續(xù)穩(wěn)定輸送鈉鹽池系統(tǒng)和光鹵石池，已滿足了鹽田池系統(tǒng)的科學合理工藝，已達到了最優(yōu)化的運行方式，本文主要針對察爾汗鹽湖中鹽田系統(tǒng)的運行設備來探討鹽湖地下鹵水采輸鹵設備選型和存在問題。

1 鹽湖鹵水采輸方式

察爾汗鹽湖是我國最大的可溶性鉀鎂鹽礦和鉀肥生產基地，鉀資源主要是以晶間鹵水的形式賦存于巖層孔隙中，其鹽層厚度薄，面積大呈薄餅裝，結構復雜，屬于非均質體，其開采率的服務期有限，開采時間多半也是屬于間隙性的，一般以晶間鹵水的滲水量決定設備運行時間，一方面隨著設備運行時間的增加抽鹵水位不斷下降，當渠道水位下降且探底時要停止設備運行用以逐步回復水位；另一方面隨著鉀肥產量增加，需用鹵水量增大，導致存賦予鹽層的晶間鹵水水位在逐年下降，為了保證后系統(tǒng)鉀肥產量鹽田體系不斷探索優(yōu)化開采方式。現(xiàn)有察爾汗鹽湖的開采方式有三種即渠采、井采、渠井結合。當?shù)叵蔓u水礦床為潛水型或埋藏較淺時則用渠采，當?shù)V床含水厚度大，水量豐富且埋藏較深鹵水層時適合井采，當?shù)V層厚層數(shù)多且表面有潛水型鹵水時，采用井渠結合開采方式。目前察爾汗鹽湖是以渠采為主，少量井采輔助的開采規(guī)模。

2 選泵原則

（1）滿足要求：所選泵的性能應滿足工藝流程設計要求.

（2）選泵從簡：優(yōu)先選擇結構簡單的泵。因為結構簡單的泵與結構復雜的泵相比，前者具有可靠性高、維修方便、壽命周期內總成本低等優(yōu)點。

（3）產量優(yōu)化:所選擇泵的流量要符合現(xiàn)場最大化和最優(yōu)化。

（4）特殊要求：安裝在特殊場合的泵，應根據(jù)特殊要求，采用有效措施如防爆區(qū)域因安裝防爆電機等。

3 選型依據(jù)

鹽田系統(tǒng)泵的選型從5個方面加以考慮即鹵水輸送量、泵站揚程、鹵水性質、泵站進出水管的布置。在設備選型之前應根據(jù)輸送鹵水性質、鹽田生產條件和場地要求首先要確定泵的種類，然后再進一步確定泵的具體型號。

（1）流量是設備選型的重要性能數(shù)據(jù)，它直接關系到整個泵站的生產能力和輸送能力。選擇泵時，以最大流量為依據(jù)，在沒有最大流量時，通常可取泵標牌上理論流量的1.1 倍作為最大流量但流量一般不宜選得過大，否則增加購買水泵的費用；流量大，功率大，還會增加電器控制方面的費用。

（2）揚程是選泵的又一重要性能數(shù)據(jù)，一般要用放大5%～10%余量后泵站揚程來選型。同時要根據(jù)設備運行過程中渠道或井中水位的不斷下降和允許下降的最大深度選擇水泵的揚程，而不是水泵能提高水的最大高度。一般水泵揚程大約為提高水高度的1.15～1.2 倍。選擇水泵時水泵標牌上的理論揚程最好與泵站所需揚程接近，這樣的情況下水泵的效率是最高的，使用也會更經濟。但并不一定要求最對相等，一般偏差只要不超過20%，泵都能較節(jié)能的情況下工作。

（3）水泵配套動力的選擇，可按標牌上注明的功率來選擇，為了使水泵啟動迅速、使用安全，動力機的功率也可略大于水泵所需功率，一般高出10%左右為宜。

4 采輸設備的選用

4.1 渠采設備選型

渠采只能開采淺層鹵水，渠道開采可達到的技術深度為8～10m，該深度覆蓋了占總可開采儲量80%的鹵水鉀礦資源，渠采由于渠道單向采鹵量不大，而水位變化大，遠離采鹵泵站處無法形成水位降深，而附近處最易見底，所以為了增加渠道的出鹵能力，在降深渠道的同時在抽鹵泵站上自主研發(fā)了浮箱式采鹵泵站，以便抽更深層的鹵水。隨著鹵水水位逐年降低和渠道加深，目前渠道最大開挖深度已達到18m，為了保證采區(qū)渠道降深帶來的水位下降采鹵量不變的情況下，渠道開采泵站采用浮箱泵站為主，固定泵站為輔的開采形式。所以為了方便水泵的移動和維修同時便于采鹵泵站位置小需用設備體積要小要求，采鹵泵站一般選用重量不重，體型較小的泵，而混流泵和離心泵符合以上特點。

混流泵：為滿足水泵移動方便，水泵重量不宜太重，而混流泵屬于離心泵和軸流泵之間的一種泵，出水量大，體形小、重量輕、效率高、且結構簡單、使用方便、維修容易但是揚程與流量成反比，在流量較大的情況下?lián)P程較低，所以適用于水源比較豐富的固定渠采泵站和浮箱泵站。常見的型號是300HW型混流泵，此泵揚程12m、流量792 m3/h，剛好符合18m 深的浮箱泵站和12m深的固定泵站。

離心泵：轉速高、體積小、重量輕、效率高、流量大、結構簡單、性能平穩(wěn)、容易操作和維修等優(yōu)點。啟動前泵內要灌滿液體，但粘度較大的液體對泵性能影響也大，只能用于近似水的粘度液體，察爾汗鹽湖鹵水屬于Na+、K+、Mg++/Cl-H2O 四元水鹽體系，與淡水相似。而離心泵的流量使用范圍：5～20000m3/h，揚程范圍在8～2800m，揚程與流量也成反比。對于渠道較深的浮箱泵站由于移動渠采過程中揚程變化大，故應選離心泵，離心泵可供選的流量和揚程范圍較大且外形條件和混流泵相近，常用的型號有300S 型，此泵有揚程19m、流量792m3/h 和26m、流量700m3/h的兩種參數(shù)泵。

4.2 井采設備的選型

用于取埋藏較深或有兩層以上的鹵水層的地下鹵水礦，由于鹵水比淡水具有較大的密度和粘度，開采過程中可供選擇水泵類型有深井泵。

深井泵：深井泵從潛水泵演變而來，是電機與水泵直聯(lián)一體潛入水中工作的提水機具，具有結構簡單，機組效率高，噪音小，運行安全可靠，安裝維修方便的優(yōu)點。在鹽田生產中井深一般在15m 以下，井徑一般1m 左右，所以選擇泵必須體積小、揚程較高、電機與泵體一體能潛水水中作業(yè)的泵，而深井泵在潛水泵的基礎上研究開發(fā)而來，性能要求符合井采要求，并增加了一套淡水封閉式洗鹽裝置。

因鹽田水質結鹽難以處理，井采泵在很短的工作情況下出現(xiàn)設備結鹽嚴重，電機燒壞等情況，導致設備不能正常運行，再加上深井泵內腔小，葉輪間隙小，導致葉輪容易結鹽，必須勤洗泵，所以在井采試驗不斷的摸索中發(fā)現(xiàn)了“封閉式洗鹽的原理”來快速洗鹽，所以在深井泵是在原有潛水泵的基礎上增加了淡水循環(huán)系統(tǒng)，以便井采可持續(xù)性抽鹵的同時使達到洗鹽的目的。

4.3 輸鹵設備的選型

地下鹵水采出后要經過輸鹵渠集中供給鹽田，輸鹵系統(tǒng)主要由管道和渠道組成，常用的輸鹵一般是渠道，而管道輸鹵一般用在連接渠即采鹵渠離輸鹵渠較遠且無法鋪設連接渠地方。渠道輸鹵要求地勢比較平坦、渠道比較暢通。常用的輸鹵采用渠道為主管道輔助的方式。因鹵水大規(guī)模開采、長距離輸送，一般采用“采輸分離、分散采鹵、集中輸鹵”的方式故輸鹵設備多采用與采鹵泵站相同類型且流量較大混流泵，或近幾年正在實驗的自吸泵。

混流泵：因輸鹵泵站要求流量大、揚程小的泵。而混流泵一般是流量與揚程成反比。同時輸鹵泵站是固定泵站對泵體積和重量要求不高。所以輸鹵泵站一般采用700、600 型等混流泵。

自吸泵：自吸泵從離心泵演變而來，它結構緊湊、零件少、操作方便、運行平穩(wěn)、維護容易、效率高、壽命長，并有較強的自吸能力等優(yōu)點。同時管路不需安裝底閥，工作前只需保證泵體內儲有定量引液即可，而且自吸泵流量較大，揚程要求不高。特別使用于大流量的輸鹵泵站，現(xiàn)正在實驗運行的自吸泵有700、600CJB-CD4 型，此泵與混流泵流量相同但比混流泵零件少，維修率也比混流泵極低，體積較大但在輸鹵泵站對體積沒有要求，所以自吸泵以后逐漸要取代混流泵。

5 結語

泵選型看似簡單，其實不然。要作出好的選型，往往需要依據(jù)很多實踐經驗，涉及泵的參數(shù)、泵站的設計規(guī)模等等，而鹽田多年的設計和工程實踐證明，現(xiàn)有采鹵泵站選用混流泵、離心泵效果比較好，水泵移動方便，汽蝕性能好。輸鹵泵站產量不大時，采用與采鹵泵站相同型號或稍大的混流泵，當輸送鹵水產量較大時，可采用大型立式混流泵和自吸泵。