梁益虎

（中國黃金集團(tuán)內(nèi)蒙古礦業(yè)有限公司，內(nèi)蒙古 呼倫貝爾 021400）

水力旋流器目前已涉足金屬、非金屬礦、油田開采等各個領(lǐng)域，對于提高工業(yè)設(shè)施的完整性有促進(jìn)作用，并且還要在生產(chǎn)實踐應(yīng)用過程中創(chuàng)新改良，以滿足我國工業(yè)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展需求。

1 水力旋流器的闡述

水力旋流器一般包含水力旋流器直徑、椎體角度、溢流管直徑等結(jié)構(gòu)參數(shù)，還包括入料量、濃度等操作參數(shù)。運行時通常將不同大小的顆粒狀物質(zhì)，在以離心力為核心原理的基礎(chǔ)上，有規(guī)律地沿著同一個方向高速轉(zhuǎn)動作業(yè)。這時旋流器表層內(nèi)會產(chǎn)生的一股偏下的離心力，會平衡筒內(nèi)物質(zhì)形狀上的差異性，并將其較大者統(tǒng)一在底部的出口流出[1]。在排除底部流出物質(zhì)時，頂部的溢出流口也會將被迫分離的較小者統(tǒng)一排出。在實際運用中多用于分離有帶有油性物質(zhì)的污水，因為水在物理中檢測的密度要大于油的密度，因此可通過水力旋流器獨特的雙向分離的特點，從而達(dá)到良好的除油效果。

2 水力旋流器在不同生產(chǎn)場景中的應(yīng)用

（1）實現(xiàn)對原油的水油分離。在我國開采油田的過程中，往往會遇到一項問題，就是無法通過人工細(xì)致地將天然油田中含有的污水及顆粒物質(zhì)去除。而之前可通過結(jié)合多次重力沉降與聯(lián)合過濾的方法除油，或采用在油田中添加化學(xué)藥劑的方式除油，但最終結(jié)果并不理想，油田中依然存在污水，且對于環(huán)境污染嚴(yán)重。但自上世紀(jì)三十年代水力旋流器問世后，工人們在不斷的實踐應(yīng)用中改進(jìn)水力旋流器的結(jié)構(gòu)，直到八十年代始，石油產(chǎn)商們開始關(guān)注靜態(tài)和動態(tài)水力旋流器的優(yōu)異處理技術(shù)，相比重力沉降方式，不僅可以脫油離水，而且可協(xié)助完成原油脫氣、去除污泥等工作。

（2）在接轉(zhuǎn)站和聯(lián)合站中結(jié)合除砂。在該方法中，必須要將除洗裝置與水力旋流除砂裝置配套使用。首先要將采出的油液引入配套好的具備分離功能的裝置中，等待片刻，該裝置會把分離過程后產(chǎn)生的混合液體慢慢向頂部排出，則剩余的硬質(zhì)顆粒被整體排入進(jìn)準(zhǔn)備好的砂箱。然后砂箱中注入一定量的水分，讓其與砂石自行混合，混合程度差不多時打開洗沙泵，均勻地將砂水液導(dǎo)入洗沙器，等待將其用干凈水沖洗，留下剩余砂質(zhì)顆粒。然后重復(fù)清洗操作兩次，這時再將清洗后剩余的砂質(zhì)流入砂箱，最后導(dǎo)入污水泵，使其流入管道被抽走。

（3）提高海洋石油開采效率。海上油井積砂在很大程度上提高了鉆井探油的工作難度，正因如此，近年來我國專門出可解決海洋采油平臺上的除砂裝置。該裝置可使用抽取砂質(zhì)的泵，吸收分離器排出的剩余混合砂液，再將其循環(huán)導(dǎo)入除砂器。在除砂器中裝置會進(jìn)行分離操作，之后將排出的混合液體導(dǎo)入進(jìn)原系統(tǒng)，將砂質(zhì)較大的引入砂箱，再將干凈水導(dǎo)入砂箱進(jìn)行反復(fù)沖洗，至少循環(huán)兩到三次。

（4）在分級濃縮工藝中的應(yīng)用。①對顆粒物質(zhì)高效率分級。傳統(tǒng)的分級主要通過篩分機(jī)等，但占地面積較大等缺點使其適用范圍逐漸縮小。而在新興的分級操作中，主要是用以水力旋流器與球磨機(jī)相結(jié)合組成的研磨裝置，比如在造路的分級過程中，該裝置可以簡易準(zhǔn)確地根據(jù)顆粒的特征，將所有顆粒分為兩大類，而且為了進(jìn)一步增強該裝置的分級效果，可以將分類過程中額外產(chǎn)生的溢出礦液重新引入二級旋流器進(jìn)行再次分級，這樣反復(fù)操作使得最終得到最佳的分級精準(zhǔn)度。

②在脫泥過程中結(jié)合。細(xì)沙和粗礦一直是脫泥作業(yè)中纏繞不清的兩大處理問題，由于細(xì)沙本身體積形狀微小，當(dāng)設(shè)備滲進(jìn)工廠機(jī)器設(shè)備后，不僅使得產(chǎn)品質(zhì)量有瑕疵，而且會使得生產(chǎn)設(shè)施的使用壽命大打折扣。③在濃縮過程中結(jié)合。濃縮擁有重力濃縮、平衡濃縮等多種方式，在現(xiàn)代工作中主要為了通過該方式除去水質(zhì)，不過建議使用結(jié)合水力旋流器和稠密機(jī)的方式進(jìn)行濃縮作業(yè)。

（5）在濕法煙氣脫硫中的應(yīng)用。①對石膏進(jìn)行煙氣脫硫。石膏在生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生余液，從排出泵中將余液輸送到吸收塔，這時需要放置到水力旋流器。在旋流器高速旋轉(zhuǎn)分流后，將產(chǎn)生的液體再返回原處。一般來說旋流器的排出液體數(shù)量在百分之三WT左右，主要包含微小的顆粒狀物質(zhì)。在接下來的作業(yè)中，剩余的吸收劑仍然在脫硫發(fā)揮功效，旋流器繼續(xù)排出的溢流經(jīng)過廢水泵會輸送到廢水旋流器內(nèi)。在廢水旋流器中，既可以存留未參與反應(yīng)的石灰顆粒物質(zhì)，又可以使得廢液流入廢水中，之后統(tǒng)一排放處理，這是較為微小的顆粒物質(zhì)處理方式。而較為粗大的石膏顆粒物質(zhì)，旋流器會在作用過程后將其流入石膏漿液箱，在通過一些系列過程引真空皮帶脫水機(jī)，然后將游離水進(jìn)行有效去除。②加入煙氣脫硫系統(tǒng)。濕式球磨機(jī)是處理粗礦等顆粒形狀較大的物質(zhì)粉末機(jī)器，石膏在該機(jī)器中會在沖擊、研磨的反復(fù)作用中分解，最終排出的余液會被引入到水力旋流器中。而經(jīng)過旋流器的分離過程后，又會回到球磨機(jī)的反復(fù)研磨過程，在這次研磨過程結(jié)束后，排出的余液會導(dǎo)入進(jìn)吸收塔，等待進(jìn)入之后的處理過程。

3 水力旋流器在實際生產(chǎn)中的創(chuàng)新策略

（1）在實際生產(chǎn)中結(jié)合應(yīng)水力旋流器。在之前的濃縮處理中已提到稠密機(jī)與水力旋流器的配套使用，既可以提高原本機(jī)械的單一功效，又可以通過兩種機(jī)械聯(lián)用提高生產(chǎn)效率。而水力旋流器本身存在部件磨損程度較快等缺陷，因此建議在實際應(yīng)用中可將生產(chǎn)設(shè)備與水力旋流器結(jié)合使用，如果因旋流器體積較大無法安置，可以嘗試使用微型旋流器。

（2）提高水力旋流器智能化水平。由于工廠的實際需求會逐漸增大對水力旋流器的功能要求，那么可以增加水力旋流器的智能化設(shè)計。當(dāng)設(shè)置調(diào)整為最高限與高限之間時，系統(tǒng)對泵池液位自動執(zhí)行較弱的參數(shù)操控行為，相反在處于最低限與低限之間時，自動執(zhí)行較強參數(shù)操控行為。該方法的特點是，控制器會根據(jù)操控方是人控還是機(jī)控選擇輸出值，一方面提高了系統(tǒng)智能化水平，另一方面也避免出現(xiàn)安全隱患。當(dāng)物料盈于泵池所容量時，肯定會導(dǎo)致因多次超過液位上限而控制器重新調(diào)整情況，如果無人看管，生產(chǎn)風(fēng)險將會隨時發(fā)生。反之，如果超過液位最低安全限制時自動減少固定步長值。

4 結(jié)束語

綜上所述，水力旋流器的多用性是經(jīng)過工業(yè)實踐的肯定的，但工廠生產(chǎn)的需求是不斷增長的，且我國正努力從電氣化工業(yè)時代逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)樾畔⒒I(yè)時代，提倡加大對于設(shè)備自動化、智能化的創(chuàng)新要求。雖然目前在市場上存在的水力旋流器已有眾多分類，但大多仍是未達(dá)到智能化標(biāo)準(zhǔn)，因此需要在未來的發(fā)展中，強化水力旋流器智能化的研究力度。