Пособие
по проектированию гидравлического транспорта
(к СНиП 2.05.07-85)

РАЗРАБОТАНО Промтрансниипроектом (кандидаты техн. наук В.Л.Орешкин, Ю.Ш.Слепой, инж. М.Д.Колбенева) при участии ВНИПИИстройсырья (инж. К.С.Бассоло), Атомтеплоэлектропроекта (инж. Д.С.Седлович), Механобра (инж. Г.Т.Сазонов, канд. техн. наук Г.А.Райлян).

УТВЕРЖДЕНО приказом Союзпромтрансниипроекта от 28 марта 1986 г. N 67

Рекомендовано к изданию решением секции Научно-технического совета Промтрансниипроекта Госстроя СССР.

Разработано к СНиП 2.05.07-85 в части, касающейся проектирования гидравлического транспорта.

Содержит расчеты гидравлических и технических параметров системы, рекомендации по выбору транспортного оборудования, а также методам повышения надежности гидротранспорта.

Для инженерно-технических работников проектных организаций.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Требования настоящего пособия распространяются на проектирование промышленного гидравлического транспорта (в дальнейшем - гидротранспорта) разработанных грунтов и нерудных полезных ископаемых крупностью 0,1...10 мм; продуктов обогащения рудных полезных ископаемых крупностью 0,03...0,3 мм; золы и шлака тепловых электростанций крупностью 0,025...10 мм. К продуктам обогащения относятся флотационные концентраты, промежуточные продукты и отвальные хвосты обогащения.

1.2. Основными сооружениями системы гидротранспорта являются перекачивающие станции, пульпопроводы и водопроводы с запорной и другой арматурой, температурными компенсаторами, пульпоприемные камеры (зумпфы).

1.3. Режим работы систем гидротранспорта разработанных грунтов и нерудных полезных ископаемых принимается, как правило, сезонным и синхронным с работой гидромеханизированного завода; круглогодовой режим работы систем гидротранспорта и независимый режим работы гидротранспорта и завода с организацией промежуточного склада транспортируемого материала обосновывается проектом.

Режим работы систем гидротранспорта продуктов обогащения, а также золы и шлака тепловых электростанций должен быть увязан с режимом работы основного производства.

2. ГИДРАВЛИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ НАПОРНЫХ ПУЛЬПОПРОВОДОВ

2.1. Гидравлические расчеты гидротранспорта необходимы для определения удельных потерь напора на трение и местные сопротивления, критической скорости движения пульпы, диаметра пульпопровода, дальности транспортирования одним или несколькими насосами (одной или несколькими насосными станциями).

Энергетически наиболее выгоден гидротранспорт при рабочих скоростях , равных или несколько больших критических скоростей , при которых на дне трубопровода начинает образовываться неподвижный слой выпавших из пульпы частиц материала.

Для обеспечения устойчивой эксплуатации системы принимается . В случае, когда трубопровод составлен из труб различного диаметра, приведенное равенство соблюдается для участков труб наибольшего диаметра.

При транспортировании мелкозернистых неслеживающихся материалов допускается режим работы с частичным заилением. При этом толщина слоя заиления не должна превышать 1/10 диаметра пульпопровода.

В практике проектирования гидротранспорта для расчета критических скоростей и потерь напора применяются методики, дифференцированные в зависимости от вида транспортируемого материала.

При проектировании гидромеханизированных карьеров нерудного сырья для расчетов гидротранспорта применяется методика, предложенная в Инструкции по расчету гидротранспорта песчаных и песчано-гравийных материалов, разработанной институтами ВНИИжелезобетон и Проектгидромеханизация.

Для расчета параметров напорного режима гидравлического транспортирования продуктов обогащения применяется методика, разработанная Институтом гидромеханики АН УССР и Механобром.

При проектировании систем гидрозолоудаления тепловых электростанций для расчета гидротранспорта золы и золошлаковых смесей применяются "Рекомендации по гидравлическому расчету систем напорного гидротранспорта золошлаковых материалов" П61-77 (Л., ВНИИГ, 1977). Эти рекомендации приняты за основу в приведенном в Пособии гидравлическом расчете пульпопроводов для транспортирования золошлаковых материалов.

2.2. Гидравлические расчеты напорных пульпопроводов для транспортирования разработанных грунтов и нерудных полезных ископаемых рекомендуется выполнять по методике, приведенной в пп.2.3-2.5. Исходными данными при этом являются: - требуемая производительность гидротранспорта по твердому материалу, м/ч; - крупность твердого материала, мм; - плотность материала (отношение плотной твердой основы скелета к объему этого скелета), т/м; - плотность воды, т/м; - пористость твердого материала, определяемая по формуле

,

где - плотность породы в естественном сложении (с порами).

2.3. Расход пульпы , м/ч, определяется по формуле

,                                                       (1)

где - удельный расход воды на транспортирование 1 м твердого материала в массиве, м/м, принимается по соответствующим нормам технологического проектирования.

Критическая скорость движения гидросмеси , м/с, определяется по формуле

,                                          (2)

где - объемная концентрация гидросмеси; - ускорение свободного падения, м/с; - диаметр трубопровода, м; - средний коэффициент лобового сопротивления (коэффициент сопротивления частиц разнородного грунта при свободном падении в воде).

Объемная концентрация пульпы определяется по формуле

.                                                 (3)

Плотность пульпы , т/м, определяется по формуле

.                            (4)

2.4. Удельные потери напора для пульпы , м/м, определяются по формуле

,                               (5)

где - удельные потери напора для воды, м/м:

;                                                              (6)

- скорость движения воды, м/с; - коэффициент сопротивления трения для гладких труб, определяемый по формуле:

,                                                   (7)

где - число Рейнольдса.

,                                                                      (8)

где - кинематический коэффициент вязкости, м/с.

Расчетные величины 100 для воды, подсчитанные по формуле 7, приведены в табл.1.

Таблица 1

2.5. Гидравлические расчеты проводятся в следующем порядке.

1. По заданному гранулометрическому составу материала определяется значение коэффициента транспортабельности для каждой фракции по табл.2.

Таблица 2