能量曲线增强博客8:在粉碎能量曲线中包括泵送和输送功率

2018年12月10

格兰特博士巴兰坦

粉碎能量强度的评估传统上局限于破碎机和磨电机的功率消耗。然而，需要测量辅助设备的功耗，以公平地比较不同的设备类型和电路配置。例如，干式粉碎电路，例如那些包含高压研磨辊(HPGR)的电路，可能在岩石破碎中具有动力优势，但在物料运输中使用更多的动力，因为它们通常需要一个庞大的输送系统。而湿法铣削电路使用较少的辅助功率，因为它们通常需要较少的输送机。两种回路都需要类似尺寸的浆液泵，因为这与球磨机周围所需的循环负荷有关。因此，如果不考虑输送机等辅助设备的功耗，湿法磨削电路在直接功耗比较中可能处于显著劣势。因此，如果不考虑辅助设备的功耗，湿法研磨电路在直接比较中可能处于显著的劣势。粉碎能量曲线数据库记录了辅助设备的功率消耗，但这之前没有包括在已公布的曲线中。这个赤字在下面说明。

输送机的功耗受许多因素的影响，包括:长度、扬程、容量、速度、皮带宽度、皮带类型、皮带和旋转部件的重量、皮带和滑轮的摩擦阻力、物料与脚板之间的摩擦系数以及其他因素。根据这些参数，可以使用方程(如国际标准:ISO5048)来确定输送机电机的大小，然而，对于这个练习，需要一个简化的关系。为了建立一个基于吞吐量和运输长度的输送机功率简化模型，选择了所有其他因素的现实值。其输出功率值为0.25千瓦时/吨公里。考虑到输送带通常的尺寸是瞬时吞吐量的1.6倍，这个数字增加到0.40千瓦时/吨公里。在没有实际数据的情况下，这个数字可以对输送功率进行现实的估计。

大部分的粉碎能量曲线数据库是由半自磨(SAG)和球磨机电路组成。在这些电路中，输送功率仅限于从初级破碎机到凹磨和卵石回收流的物料运输。根据经验和能量曲线数据库，可以假设一台典型的一次破碎机与SAG磨相距1公里，输送功率消耗约0.40 kWh/t。卵石回收还需要500米的输送，但由于流量仅为进料的10%左右，卵石回收的贡献可能低至0.02 kWh/t。对于高压辊磨和破碎机重型线路，输送距离可以假设要大得多，大约在5到9公里之间。例如，Cerro Verde的HPGR电路有16台主要输送机，总长度为7.4公里，总安装功率为31兆瓦(见表1)。考虑到10,000吨/小时的瞬时吞吐量，这相当于3.1千瓦时/吨，或0.42千瓦时/吨。千米，与上一段的计算数字相似。

同样，需要一个简单的关系式来近似地计算从SAG磨机出口泵送泥浆到高架旋风巢的能量。在给定的一组条件下，提升泥浆所需的泵功率是一个相对简单的流体力学问题，但在处理这个问题时，必须时刻意识到泵送泥浆的意义，而不是泵送单相牛顿流体。影响泵功率的主要因素有旋流器套在泵上方的高度、旋流器压力、内管径、管长、管道粗糙度、料浆速度、料浆密度、料浆粘度等因素。除了内部管径会因某一工厂的吞吐量而发生很大变化外，这些因素中的大多数都有其平均值。然而，我们可以利用这样一个事实，即泥浆泵送应用的设计速度将受到需要避免固体沉降和过度管道侵蚀的限制——这两个因素分别施加了允许速度的下限和上限。虽然没有理论基础来估计合适的速度-或合适的速度范围的界限-经验关系是存在的，如杜兰德的关系在Weir泥浆泵注手册。能量曲线数据库记录的平均泵送功率为1.6 kWh/t，与上述计算结果吻合较好。

将输送机和泵送功率添加到特定粉碎功率中，以创建一个新的吨强度能量曲线，其中包括这些辅助设备的功率强度。图1在包含辅助能量的吨强度曲线前面以深色能量曲线显示标准粉碎比能量。两条曲线的差异并不大，但重要的是要反映高压辊磨和重型破碎机线路的辅助功耗增加。