Надежная транспортировка абразивных материалов и сокращение простоев
Насосы, используемые в горнодобывающей промышленности, а также на песчаных и гравийных карьерах, работают в условиях, при которых износ и эксплуатационная готовность оборудования напрямую определяют экономическую эффективность технологического процесса. Шламы, высокое содержание твердых частиц и абразивные компоненты оказывают длительную нагрузку на головку насоса, мембрану и клапанные механизмы в течение длительного периода эксплуатации.
Компания Emmerich проектирует поршнево-мембранные насосы с учётом конкретной перекачиваемой среды и фактической рабочей точки. При этом учитываются, в частности, содержание твердых частиц, размер зерен, производительность, давление, протяженность трубопровода, напор, температура и режим работы.
Цель заключается не только в обеспечении требуемой производительности. Решающее значение имеют стабильность процесса, предсказуемый срок службы, а также минимальные затраты на техническое обслуживание и сокращение внеплановых простоев.
Когда речь идет о твердых частицах, абразивности и непрерывной работе
При переработке сырья насосам часто приходится перекачивать среды, состав и изнашивающие свойства которых значительно сложнее, чем у чистых жидкостей. Решающим фактором является не только то, можно ли в принципе перекачивать данную среду. Содержание твердых частиц, размер частиц, плотность, вязкость и абразивность влияют на весь проект.
В горнодобывающей промышленности мелкоизмельчённые руды могут смешиваться с водой до образования текучей суспензии и транспортироваться для обогащения или дальнейшей переработки. На песчаных и гравийных карьерах задача транспортировки может заключаться в возвращении непригодных для использования материалов из зоны добычи обратно в карьер.
Неправильный расчёт насоса может привести к повышенному износу деталей, нестабильной подаче, более частым техническим обслуживаниям и незапланированным остановкам процесса. Именно при непрерывной эксплуатации необходимо комплексно учитывать производительность, выбор материала и условия эксплуатации установки.
Почему поршнево-мембранные насосы могут подходить для абразивных суспензий
В поршнево-мембранном насосе привод и перекачиваемая среда разделены друг от друга. Среда контролируемо проходит через насосную головку, в то время как механические компоненты привода не вступают в непосредственный контакт с суспензией.
Однако для абразивных перекачиваемых сред решающее значение имеет не только принцип работы насоса. Насосная головка, мембрана, клапаны, материалы и поперечные сечения потока должны соответствовать среде, размеру частиц и требуемой рабочей точке. Только такая согласованность делает насосную технику надёжным решением для конкретного технологического процесса.
Объемный принцип перекачки и высокий КПД могут быть особенно важны с экономической точки зрения при сложных условиях давления и длительных сроках эксплуатации. При больших расстояниях перекачки или значительной высоте подъема в расчет дополнительно учитывается весь тракт трубопровода.
Существующие технологические решения подтверждают целесообразность разделения привода и рабочей среды, возможность использования с абразивными средами, а также индивидуальную адаптацию насосной головки, клапанов и системы управления.
Что учитывается при проектировании
Подходящее решение для насоса определяется не стандартной конфигурацией, а конкретными эксплуатационными данными технологического процесса. При применении в горнодобывающей промышленности, а также на песчаных и гравийных карьерах компания Emmerich уделяет особое внимание следующим факторам:
- состав, содержание твердых частиц и размер частиц рабочей среды
- абразивность, плотность, вязкость и температуру
- производительность, давление нагнетания, длину трубопровода и напор
- подходящие материалы, мембраны, клапаны и поперечные сечения трубопроводов
- требования к системе регулирования, частотным преобразователям и системе управления установкой
- Затраты на техническое обслуживание, срок службы, риски износа и эксплуатационные расходы
Какие параметры определяют расчетные характеристики насоса?
При расчете надежной конструкции насоса учитываются не только производительность и давление. На выбор модели насоса, подходящей с технической и экономической точек зрения, влияют также свойства перекачиваемой среды, трубопровод и предполагаемый режим эксплуатации.
| Характеристика расчёта | Значение для расчета насоса |
|---|---|
| Перекачиваемая среда | Состав, плотность, вязкость и химические свойства определяют базовую конструкцию насоса. |
| Содержание твердых частиц | Содержание твердых частиц влияет на характеристики перекачки, нагрузку на детали и требуемую производительность насоса. |
| Размер частиц и абразивность | Размер частиц и степень абразивности имеют значение для конструкции клапанов, сечений потока и выбора материалов. |
| Производительность | Требуемый расход, наряду с давлением нагнетания, определяет необходимую рабочую точку. |
| Рабочее давление | Необходимое давление определяется условиями технологического процесса, высотой подъема и сопротивлениями в трубопроводе. |
| Длина трубопровода и высота подъема | Длина, перепады высот, диаметр труб и трассировка трубопровода влияют на требуемый давление в системе. |
| Температура | Температура рабочей среды имеет значение при выборе мембраны, уплотнений и материалов, контактирующих с рабочей средой. |
| Условия всасывания | Необходимо учитывать высоту всасывания или имеющуюся высоту подачи, чтобы обеспечить надёжную подачу рабочей среды в насос. |
| Режим эксплуатации | Непрерывная работа, переменные нагрузки и запланированные сроки эксплуатации влияют на привод, систему управления и концепцию технического обслуживания. |
| Управление и регулирование | Механическая регулировка, частотно-регулируемый привод или управление технологическим процессом подбираются с учетом требуемого режима работы. |
Чем точнее будут эти данные, тем достовернее можно будет оценить техническую пригодность, возможные риски износа и ожидаемые эксплуатационные затраты.
Типичные задачи транспортировки в сырьевой промышленности
В горнодобывающей промышленности, а также на песчаных и гравийных карьерах возникают различные задачи по транспортировке в зависимости от процесса добычи и обогащения. Помимо транспортировки текучих рудных суспензий, необходимо, в частности, возвращать остатки, содержащие твердые частицы, или подавать среды для последующих этапов технологического процесса.
Выбор подходящего насосного решения зависит не только от отрасли. Решающими факторами являются состав среды, расстояние перекачки, требуемое давление и предполагаемый режим работы.
Песок, гравийные карьеры и горнодобывающая промышленность
- Обратная транспортировка неперерабатываемых материалов в район добычи
- Транспортировка остатков, содержащих твердые вещества, полученных в процессе добычи
- Рециркуляция технологической воды при условии соответствия среды и технологических условий
- Транспортировка текучих рудных суспензий
- Транспортировка на обогатительную фабрику или для дальнейшей переработки
- Транспортировка хвостов
- Транспортировка концентрата
Гидравлическая транспортировка на большие расстояния и на значительную высоту подъема
Если необходимо непрерывно транспортировать абразивные или содержащие твердые частицы суспензии по длинным трубопроводам или с большим перепадом высот, в центр внимания выходит рассмотрение всей системы транспортировки в целом. Длина трассы, высота подъема, потери в трубопроводах, рабочая среда и требуемый расход совместно определяют необходимое давление.
О том, как компания Emmerich проектирует такие процессы транспортировки и какие экономические преимущества могут обеспечить поршнево-мембранные насосы в сложных условиях давления, вы узнаете на странице, посвящённой гидравлической транспортировке.
Осушка технологических шламов с помощью фильтр-прессов
Если в процессе добычи или переработки образуются технологические шламы, поддающиеся обезвоживанию, загрузка фильтр-пресса может представлять собой отдельный последующий этап технологического процесса. В этом случае насосу не нужно в первую очередь преодолевать большое расстояние перекачки, а необходимо адаптировать свою производительность к растущему давлению в фильтр-прессе в ходе процесса фильтрации.
Дополнительную информацию об автоматической регулировке давления и расхода, а также об экономичной подаче материала вы найдете на странице, посвященной подаче материала в фильтр-пресс.
Часто задаваемые вопросы о поршнево-мембранных насосах для горнодобывающей промышленности, песчаных и гравийных карьеров
Для абразивных шламов и суспензий, содержащих твердые частицы, подходят насосы, детали которых, контактирующие с рабочей средой, рассчитаны с учетом содержания твердых частиц, размера частиц и степени износа. Поршневые мембранные насосы могут быть пригодны для таких процессов, если головка насоса, мембрана, клапаны и рабочая точка подобраны соответствующим образом.
В принципе, поршневые мембранные насосы могут перекачивать жидкости, содержащие твердые частицы. Конкретная пригодность зависит, в частности, от содержания твердых частиц, размера зерен, плотности, вязкости, абразивности и производительности. Без данных о перекачиваемой жидкости не следует указывать общий предел нагрузки.
Гидравлическая транспортировка играет ведущую роль в тех случаях, когда суспензия непрерывно прокачивается по трубопроводу, а необходимый напор определяется длиной трассы, высотой подъема и потерями в трубопроводе. Для таких проектов следует более подробно изучить вопросы проектирования на странице «Гидравлическая транспортировка».
На существующей странице «Области применения» в качестве типичных областей применения указаны транспортировка хвостов и подача концентрата. Пригодность конкретного насоса определяется с учетом перекачиваемой среды, содержания твердых частиц, размера зерен, производительности и условий эксплуатации установки.
Требуются как можно более точные данные о перекачиваемой среде, содержании твердых частиц, размере частиц, плотности, вязкости, температуре, расходе, давлении, длине трубопровода, напоре, условиях всасывания и режиме работы.
