论盐湖卤水设备选型的要点和采输卤设备选择

杨生萍（青海盐湖工业股份有限公司，青海 格尔木816000）

卤水作为生产钾肥的原料，是西北地区特有的矿产资源，随着青海盐湖集团100 万t/a 氯化钾项目投产运行和新疆罗布泊钾肥基地开发和建设，源源不断的地下卤水通过开采输送到地面进行加工。而将卤水开采、输送到二次加工的设备也在多年实践中不断淘汰、完善和优化，现运行设备在采输卤系统中已能将卤水持续稳定输送钠盐池系统和光卤石池，已满足了盐田池系统的科学合理工艺，已达到了最优化的运行方式，本文主要针对察尔汗盐湖中盐田系统的运行设备来探讨盐湖地下卤水采输卤设备选型和存在问题。

1 盐湖卤水采输方式

察尔汗盐湖是我国最大的可溶性钾镁盐矿和钾肥生产基地，钾资源主要是以晶间卤水的形式赋存于岩层孔隙中，其盐层厚度薄，面积大呈薄饼装，结构复杂，属于非均质体，其开采率的服务期有限，开采时间多半也是属于间隙性的，一般以晶间卤水的渗水量决定设备运行时间，一方面随着设备运行时间的增加抽卤水位不断下降，当渠道水位下降且探底时要停止设备运行用以逐步回复水位；另一方面随着钾肥产量增加，需用卤水量增大，导致存赋予盐层的晶间卤水水位在逐年下降，为了保证后系统钾肥产量盐田体系不断探索优化开采方式。现有察尔汗盐湖的开采方式有三种即渠采、井采、渠井结合。当地下卤水矿床为潜水型或埋藏较浅时则用渠采，当矿床含水厚度大，水量丰富且埋藏较深卤水层时适合井采，当矿层厚层数多且表面有潜水型卤水时，采用井渠结合开采方式。目前察尔汗盐湖是以渠采为主，少量井采辅助的开采规模。

2 选泵原则

（1）满足要求：所选泵的性能应满足工艺流程设计要求.

（2）选泵从简：优先选择结构简单的泵。因为结构简单的泵与结构复杂的泵相比，前者具有可靠性高、维修方便、寿命周期内总成本低等优点。

（3）产量优化:所选择泵的流量要符合现场最大化和最优化。

（4）特殊要求：安装在特殊场合的泵，应根据特殊要求，采用有效措施如防爆区域因安装防爆电机等。

3 选型依据

盐田系统泵的选型从5个方面加以考虑即卤水输送量、泵站扬程、卤水性质、泵站进出水管的布置。在设备选型之前应根据输送卤水性质、盐田生产条件和场地要求首先要确定泵的种类，然后再进一步确定泵的具体型号。

（1）流量是设备选型的重要性能数据，它直接关系到整个泵站的生产能力和输送能力。选择泵时，以最大流量为依据，在没有最大流量时，通常可取泵标牌上理论流量的1.1 倍作为最大流量但流量一般不宜选得过大，否则增加购买水泵的费用；流量大，功率大，还会增加电器控制方面的费用。

（2）扬程是选泵的又一重要性能数据，一般要用放大5%～10%余量后泵站扬程来选型。同时要根据设备运行过程中渠道或井中水位的不断下降和允许下降的最大深度选择水泵的扬程，而不是水泵能提高水的最大高度。一般水泵扬程大约为提高水高度的1.15～1.2 倍。选择水泵时水泵标牌上的理论扬程最好与泵站所需扬程接近，这样的情况下水泵的效率是最高的，使用也会更经济。但并不一定要求最对相等，一般偏差只要不超过20%，泵都能较节能的情况下工作。

（3）水泵配套动力的选择，可按标牌上注明的功率来选择，为了使水泵启动迅速、使用安全，动力机的功率也可略大于水泵所需功率，一般高出10%左右为宜。

4 采输设备的选用

4.1 渠采设备选型

渠采只能开采浅层卤水，渠道开采可达到的技术深度为8～10m，该深度覆盖了占总可开采储量80%的卤水钾矿资源，渠采由于渠道单向采卤量不大，而水位变化大，远离采卤泵站处无法形成水位降深，而附近处最易见底，所以为了增加渠道的出卤能力，在降深渠道的同时在抽卤泵站上自主研发了浮箱式采卤泵站，以便抽更深层的卤水。随着卤水水位逐年降低和渠道加深，目前渠道最大开挖深度已达到18m，为了保证采区渠道降深带来的水位下降采卤量不变的情况下，渠道开采泵站采用浮箱泵站为主，固定泵站为辅的开采形式。所以为了方便水泵的移动和维修同时便于采卤泵站位置小需用设备体积要小要求，采卤泵站一般选用重量不重，体型较小的泵，而混流泵和离心泵符合以上特点。

混流泵：为满足水泵移动方便，水泵重量不宜太重，而混流泵属于离心泵和轴流泵之间的一种泵，出水量大，体形小、重量轻、效率高、且结构简单、使用方便、维修容易但是扬程与流量成反比，在流量较大的情况下扬程较低，所以适用于水源比较丰富的固定渠采泵站和浮箱泵站。常见的型号是300HW型混流泵，此泵扬程12m、流量792 m3/h，刚好符合18m 深的浮箱泵站和12m深的固定泵站。

离心泵：转速高、体积小、重量轻、效率高、流量大、结构简单、性能平稳、容易操作和维修等优点。启动前泵内要灌满液体，但粘度较大的液体对泵性能影响也大，只能用于近似水的粘度液体，察尔汗盐湖卤水属于Na+、K+、Mg++/Cl-H2O 四元水盐体系，与淡水相似。而离心泵的流量使用范围：5～20000m3/h，扬程范围在8～2800m，扬程与流量也成反比。对于渠道较深的浮箱泵站由于移动渠采过程中扬程变化大，故应选离心泵，离心泵可供选的流量和扬程范围较大且外形条件和混流泵相近，常用的型号有300S 型，此泵有扬程19m、流量792m3/h 和26m、流量700m3/h的两种参数泵。

4.2 井采设备的选型

用于取埋藏较深或有两层以上的卤水层的地下卤水矿，由于卤水比淡水具有较大的密度和粘度，开采过程中可供选择水泵类型有深井泵。

深井泵：深井泵从潜水泵演变而来，是电机与水泵直联一体潜入水中工作的提水机具，具有结构简单，机组效率高，噪音小，运行安全可靠，安装维修方便的优点。在盐田生产中井深一般在15m 以下，井径一般1m 左右，所以选择泵必须体积小、扬程较高、电机与泵体一体能潜水水中作业的泵，而深井泵在潜水泵的基础上研究开发而来，性能要求符合井采要求，并增加了一套淡水封闭式洗盐装置。

因盐田水质结盐难以处理，井采泵在很短的工作情况下出现设备结盐严重，电机烧坏等情况，导致设备不能正常运行，再加上深井泵内腔小，叶轮间隙小，导致叶轮容易结盐，必须勤洗泵，所以在井采试验不断的摸索中发现了“封闭式洗盐的原理”来快速洗盐，所以在深井泵是在原有潜水泵的基础上增加了淡水循环系统，以便井采可持续性抽卤的同时使达到洗盐的目的。

4.3 输卤设备的选型

地下卤水采出后要经过输卤渠集中供给盐田，输卤系统主要由管道和渠道组成，常用的输卤一般是渠道，而管道输卤一般用在连接渠即采卤渠离输卤渠较远且无法铺设连接渠地方。渠道输卤要求地势比较平坦、渠道比较畅通。常用的输卤采用渠道为主管道辅助的方式。因卤水大规模开采、长距离输送，一般采用“采输分离、分散采卤、集中输卤”的方式故输卤设备多采用与采卤泵站相同类型且流量较大混流泵，或近几年正在实验的自吸泵。

混流泵：因输卤泵站要求流量大、扬程小的泵。而混流泵一般是流量与扬程成反比。同时输卤泵站是固定泵站对泵体积和重量要求不高。所以输卤泵站一般采用700、600 型等混流泵。

自吸泵：自吸泵从离心泵演变而来，它结构紧凑、零件少、操作方便、运行平稳、维护容易、效率高、寿命长，并有较强的自吸能力等优点。同时管路不需安装底阀，工作前只需保证泵体内储有定量引液即可，而且自吸泵流量较大，扬程要求不高。特别使用于大流量的输卤泵站，现正在实验运行的自吸泵有700、600CJB-CD4 型，此泵与混流泵流量相同但比混流泵零件少，维修率也比混流泵极低，体积较大但在输卤泵站对体积没有要求，所以自吸泵以后逐渐要取代混流泵。

5 结语

泵选型看似简单，其实不然。要作出好的选型，往往需要依据很多实践经验，涉及泵的参数、泵站的设计规模等等，而盐田多年的设计和工程实践证明，现有采卤泵站选用混流泵、离心泵效果比较好，水泵移动方便，汽蚀性能好。输卤泵站产量不大时，采用与采卤泵站相同型号或稍大的混流泵，当输送卤水产量较大时，可采用大型立式混流泵和自吸泵。