Pompy Szlamowe Podstawy
advertisement
Pompy Szlamowe Podstawy Podstawowe informacje na temat hydraulicznego transportu ciał stałych Wprowadzenie do komputerowego programu doboru pomp Metso PumpDimTM dla WindowsTM Publikacja Metso Minerals (Sweden) AB S-733 25 Sala, Sweden Telephone +46 224 570 00Telefax +46 224 169 50 POMPY SZLAMOWE Spis treści HISTORIA 1 WPROWADZENIE 2 PODSTAWOWE POJĘCIA 3 OPIS URZĄDZEŃ 4 PODZESPOŁY 5 ZABEZPIECZENIA PRZECIWŚCIERNE 6 USZCZELNIENIA 7 WAŁY I ŁOŻYSKA 8 NAPĘDY 9 SPRAWNOŚĆ HYDRAULICZNA 10 UKŁADY POMPOWE 11 PUNKT NAJWYŻSZEJ SPRAWNOŚCI (PNS) 12 NAZEWNICTWO I WŁASNOŚCI 13 OPISY TECHNICZNE 14 ZASTOSOWANIA - INFORMATOR 15 DOBÓR POMP 16 WPROWADZENIE DO PROGRAMU Metso PumpDim™ 17 DODATKOWE INFORMACJE TECHNICZNE 18 TABLICE ODPORNOŚCI CHEMICZNEJ 19 NOTES20 Spis treści 1. HISTORIA............................................................................................................................1-1 Pompy szlamowe - historia............................................................................................................... 1-1 Poziome pompy szlamowe.............................................................................................................. 1-2 Pionowe pompy szlamowe.............................................................................................................. 1-3 Pionowe pompy do rząpi.................................................................................................................. 1-3 2. WPROWADZENIE.............................................................................................................2-5 Hydrauliczny transport ciał stałych............................................................................................... 2-5 Rodzaje ciał stałych............................................................................................................................. 2-5 Rodzaje cieczy....................................................................................................................................... 2-5 Definicja szlamu..................................................... ...................................................................................2-5 Ograniczenia przepływu................................................................................................................... 2-6 Ograniczenia w transporcie hydraulicznym ciał stałych....................................................... 2-6 Pompy szlamowe jako pojęcie handlowe.................................................................................. 2-6 3. PODSTAWOWE POJĘCIA..................................................................................................3-9 Pompy szlamowe................................................................................................................................. 3-9 Pompa szlamowa - nazwa odnośnie rodzaju pracy................................................................ 3-9 Pompa szlamowa - nazwa odnośnie zastosowania................................................................ 3-9 Pompa szlamowa - zabudowa “sucha” czy “mokra”?............................................................. 3-10 Pompy szlamowe a stopień zużycia ściernego.........................................................................3-12 Podsumowanie.....................................................................................................................................3-13. 4. OPIS URZĄDZEŃ.............................................................................................................4-15 Główne podzespoły............................................................................................................................4-15 Podstawowe konstrukcje..................................................................................................................4-15. 5. PODZESPOŁY...................................................................................................................5-17 Wirnik / korpus.....................................................................................................................................5-17 Wirnik i korpus - główne podzespoły pomp szlamowych....................................................5-17 Wirnik pompy szlamowej.................................................................................................................5-18 Konstrukcje łoptek..............................................................................................................................5-18 Ilość łopatek wirnika...........................................................................................................................5-19 Wirnik półotwarty oraz zamknięty................................................................................................5-20 . Wirniki zamknięte................................................................................................................................5-20 Wirniki półotwarte..............................................................................................................................5-20. Wirniki przepływu wymuszonego.................................................................................................5-21 Podstawowe zasady doboru wirnika............................................................................................5-21 Średnica wirnika...................................................................................................................................5-21 Szerokość wirnika................................................................................................................................5-22 Geometryczne ograniczenia konstrukcyjne..............................................................................5-23 Korpus pompy szlamowej................................................................................................................5-23 Korpusy spiralne i koncentryczne..................................................................................................5-24 Korpusy dzielone i lite........................................................................................................................5-24 6. ZABEZPIECZENA PRZECIWŚCIERNE............................................................................6-27 Ścieranie..................................................................................................................................................6-27 Erozja........................................................................................................................................................6-28 Wpływ erozji na podzespoły pompy............................................................................................6-29 Zabezpieczenia przeciwścierne - opcje.......................................................................................6-30 Dobór materiałów...............................................................................................................................6-31 Wpływ wielkości ciał stałych na dobór materiału....................................................................6-32 Spis treści Dobór materiałów ścierających się - staliwa..............................................................................6-33 Dobór materiałów ścierających się - elastomery......................................................................6-33 Rodzina elastomerów.........................................................................................................................6-34 Kilka informacji o wykładzinach ceramicznych........................................................................6-35 7. USZCZELNIENIA..............................................................................................................7-37 Parametry krytyczne podczas doboru uszczelnień.................................................................7-37 Podstawowa funkcja uszczelnienia wału....................................................................................7-37 Rodzaj nieszczelności.........................................................................................................................7-38 Rodzaje i typy uszczelnień...............................................................................................................7-38 Uszczelnienia z przepływem wodnym.........................................................................................7-39 Uszczelnienia bez przepływu wodnego......................................................................................7-40 Uszczelnienia dynamiczne - odśrodkowe...................................................................................7-40 Uszczelnienia odśrodkowe - ograniczenia.................................................................................7-41 Uszczelnienia mechaniczne.............................................................................................................7-41 Pompy szlamowe bez uszczelnień - konstrukcje pionowe..................................................7-43 8. WAŁY I ŁOŻYSKA.............................................................................................................8-45 Transmisja energii.............................................................................................................................. 8-45 Wały pomp i ich współczynnik elastyczności.......................................................................... 8-45 Podstawowe zasady odnośnie łożyskowania.......................................................................... 8-46 Żywotność L10................................................................................................................................... 8-46 Układy łożyskowania........................................................................................................................ 8-46 Łożyska i zespoły łożyskowe.......................................................................................................... 8-46 Dobór łożysk....................................................................................................................................... 8-47 9. NAPĘDY POMP SZLAMOWYCH....................................................................................9-49 Napędy pośrednie............................................................................................................................. 9-50 Sposoby zabudowy silnika............................................................................................................. 9-50 Uwagi dotyczące układów napędowych.................................................................................. 9-50 Transmisja paskami klinowymi (napędy o stałej prędkości).............................................. 9-51 Transmisja paskami klinowymi - ograniczenia....................................................................... 9-51 Napędy o zmiennej prędkości...................................................................................................... 9-52 Kilka uwag o napędach silnikami spalinowymi...................................................................... 9-52 10. SPRAWNOŚĆ HYDRAULICZNA................................................................................ 10-55 Krzywe sprawności pomp............................................................................................................. 10-56 Charakterystyka hydrauliczna - niezbędne krzywe.............................................................. 10-57 Krzywe H/Q - zasady podobieństwa przepływu................................................................... 10-58 Wpływ szlamu na charakterystykę pracy pompy.................................................................. 10-59 Charakterystyka pracy pomp dla szlamów sedymentujących......................................... 10-60 Charakterystyka pracy pomp dla szlamów nie sedymentujących................................. 10-62 Antykawitacyjna nadwyżka ciśnienia na ssaniu netto (NPSH)......................................... 10-64 Ciśnienie parowania a kawitacja................................................................................................. 10-64 NPSH - obliczenia.............................................................................................................................. 10-66 Praca pomp ze ssaniem.................................................................................................................. 10-69 Zalewanie pomp szlamowych..................................................................................................... 10-69 Pompowanie piany.......................................................................................................................... 10-71 Tłoczenie piany przez pompy poziome.................................................................................... 10-72 Pionowe pompy szlamowe - optymalne dla pompowania piany.................................. 10-73 Pompy VF - zaprojektowane do pompowania piany........................................................... 10-74 Spis treści 11. UKŁADY POMPOWE.................................................................................................. 11-77 Informacje ogólne.......................................................................................................................... 11-77 Układy rurociągowe....................................................................................................................... 11-78 Straty tarcia....................................................................................................................................... 11-79 Rurociągi proste.............................................................................................................................. 11-79 Straty tarcia - zawory i osprzęt................................................................................................... 11-79 Ekwiwalentna Długość Całkowita (EDC)................................................................................ 11-79 Straty wysokości podnoszenia - zawory i osprzęt.............................................................. 11-81 Rodzaj szlamu a straty tarcia...................................................................................................... 11-82 Straty tarcia szlamów sedymentujących................................................................................ 11-82 Straty tarcia szlamów nie sedymentujących........................................................................ 11-83 Zbiorniki............................................................................................................................................. 11-84 Układy wielo-pompowe............................................................................................................... 11-86 Pompy pracujące szeregowo..................................................................................................... 11-86 Pompy pracujące równolegle.................................................................................................... 11-86 Podstawowe informacje na temat lepkości.......................................................................... 11-87 Lepkość pozorna............................................................................................................................. 11-88 Inne płyny o lepkości nienewtonowskiej............................................................................... 11-89 12. PUNKT NAJWYŻSZEJ SPRAWNOŚCI (PNS)........................................................... 12-91 Wpływ przepływu hydraulicznego na sprawność roboczą............................................. 12-91 Obciążenie promieniowe............................................................................................................. 12-92 Obciążenie osiowe......................................................................................................................... 12-93 Wpływ ugięcia wału na żywotność pompy........................................................................... 12-93 13. NAZEWNICTWO I WŁASNOŚCI............................................................................... 13-95 Program produkcji pomp szlamowych Metso..................................................................... 13-95 Nazewnictwo.................................................................................................................................... 13-95 Pompy szlamowe do zadań bardzo ciężkich........................................................................ 13-96 Pompy szlamowe do zadań średnio ciężkich....................................................................... 13-97 Pompy pionowe.............................................................................................................................. 13-98 Pompy zanurzalne.......................................................................................................................... 13-99 14. OPISY TECHNICZNE................................................................................................ 14-101 Informacje ogólne........................................................................................................................ 14-101 Pompy szlamowe typu Metso XM.......................................................................................... 14-106 Pompy szlamowe typu Metso XR........................................................................................... 14-108 Pompy szlamowe typu Metso HR i HM................................................................................. 14-110 Pompy szlamowe typu Metso MR i MM............................................................................... 14-112 Frame and wet-end modular configurations.......................................................................14-114 Pompy szlamowe typu Metso VS............................................................................................ 14-115 Pompy szlamowe typu Metso VT..............................................................................................14-118 Pompy szlamowe typu Metso VF..............................................................................................14-120 15. ZASTOSOWANIA - INFORMATOR.......................................................................... 15-123 Dobór odnośnie warunków pracy lub zastosowania........................................................15-123 Dobór odnośnie rodzaju ciał stałych.......................................................................................15-125 Cząstki gruboziarniste...................................................................................................................15-125 Cząstki drobne.................................................................................................................................15-125 Cząstki ostre (ścierne)...................................................................................................................15-125 Wysoki procent ciał stałych.........................................................................................................15-125 Niski procent ciał stałych.............................................................................................................15-126 Spis treści Cząstki włókniste............................................................................................................................15-126 Cząstki jednakowej wielkości.....................................................................................................15-126 Odniesienie do wysokości podnoszenia i przepływu.......................................................15-127 Duża wysokość podnoszenia.....................................................................................................15-127 Zmienna wysokość podnoszenia.............................................................................................15-127 Stały przepływ / wysokość podnoszenia...............................................................................15-127 Duża wysokość ssania...................................................................................................................15-127 Duże natężenie przepływu.........................................................................................................15-128 Małe natężenie przepływu..........................................................................................................15-128 Przepływ pulsacyjny......................................................................................................................15-128 Warunki pracy odnoszące się do rodzaju szlamu...............................................................15-129 Kruche ciała stałe............................................................................................................................15-129 Szlamy węglowodorowe (zanieczyszczone olejami i flokulantami)............................15-129 Szlamy o wysokiej temperaturze..............................................................................................15-129 Szlamy pianowe..............................................................................................................................15-129 Szlamy niebezpieczne...................................................................................................................15-129 Szlamy korozyjne (niski współczynnik pH)............................................................................15-130 Płyny o dużej lepkości (lepkość newtonowska)..................................................................15-130 Płyny o dużej lepkości (lepkość nienewtonowska)............................................................15-130 Zastosowanie pomp do mieszania..........................................................................................15-130 Dobór pomp szlamowych do zastosowań przemysłowych...........................................15-131 Przeróbka minerałów (metalicznych i przemysłowych)...................................................15-131 Pompy dla obiegów mielenia....................................................................................................15-131 Pompy do piany..............................................................................................................................15-131 Pompy do rząpi...............................................................................................................................15-132 Pompy odpadów przemysłowych............................................................................................15-132 Pompy do zasilania hydrocyklonów........................................................................................15-132 Pompy do zasilania pras filtracyjnych.....................................................................................15-132 Pompy do zasilania filtrów kolumnowych............................................................................15-132 Pompy w zakładach ługowania.................................................................................................15-133 Pompy do cieczy ciężkich............................................................................................................15-133 Pompy ogólnego przeznaczenia do transportu minerałów...........................................15-133 Budownictwo...................................................................................................................................15-133 Pompy do płukania piasku i żwiru............................................................................................15-133 Pompy do transportu piasku......................................................................................................15-133 Pompy do odwadniania tuneli..................................................................................................15-134 Pompy odwadniające (drenażowe).........................................................................................15-134 Górnictwo węglowe......................................................................................................................15-134 Pompy do płukania węgla...........................................................................................................15-134 Pompy do piany (węglowej).......................................................................................................15-134 Pompy do cieczy ciężkich (wzbogacanie węgla)................................................................15-135 Pompy do mieszaniny węgiel / woda.....................................................................................15-135 Zagospodarowanie odpadów....................................................................................................15-135 Pompy do transportu ścieków...................................................................................................15-135 Hydrauliczny transport odpadów lekkich.............................................................................15-135 Pompy do uzdatniania ziemi......................................................................................................15-135 Pompy ogólnego przeznaczenia (węgiel).............................................................................15-136 Energetyka & Instalacje Odsiarczania Spalin........................................................................15-136 Pompy do zasilania reaktorów IOS (mleczko wapienne).................................................15-136 Pompy do opróżniania reaktorów instalacji odsiarczania spalin..................................15-136 Spis treści Pompy popiołu osadowego.......................................................................................................15-136 Pompy popiołu lotnego...............................................................................................................15-136 Przemysł drzewny i celulozowy.................................................................................................15-137 Pompy do cieczy sklarowanych................................................................................................15-137 Pompy szlamu wapiennego i sodowego...............................................................................15-137 Pompy do pulpy odpadowej (zawierającej piasek)............................................................15-137 Pompy do ciał stałych z okorowywania..................................................................................15-137 Pompy do transportu wiór (zrębków) drewnianych..........................................................15-137 Pompy do wypełniacza papieru i szlamów pokryciowych..............................................15-138 Pompy do studzienek podpodłogowych..............................................................................15-138 Hutnictwo..........................................................................................................................................15-138 Pompy do transportu zgorzeliny walcowniczej..................................................................15-138 Pompy do transportu żużla.........................................................................................................15-138 Pompy do ścieków ze skruberów.............................................................................................15-138 Pompy do transportu proszku żelaza......................................................................................15-139 Pompy do transportu zendry walcowniczej.........................................................................15-139 Przemysł chemiczny.......................................................................................................................15-139 Pompy do szlamów kwaśnych...................................................................................................15-139 Pompy do solanek..........................................................................................................................15-139 Pompy do roztworów sody kaustycznej................................................................................15-139 Górnictwo..........................................................................................................................................15-140 Pompy do podsadzki hydraulicznej (z cementem lub bez)............................................15-140 Pompy do wód kopalnianych (z ciałami stałymi)................................................................15-140 16. DOBÓR POMP......................................................................................................... 16-143 Procedura doboru..........................................................................................................................16-143 Uwaga - kawitacja..........................................................................................................................16-149 Dobór pomp - podsumowanie..................................................................................................15-149 17. WPROWADZENIE DO PROGRAMU PumpDimTM...................................................................................17-151 Formularz rejestracyjny................................................................................................................17-152 18. DODATKOWE INFORMACJE TECHNICZNE......................................................... 18-155 Wielkości przeliczeniowe.............................................................................................................18-155 Standardowe skale sit...................................................................................................................18-156 Gęstość ciał stałych........................................................................................................................18-157 Woda i ciała stałe - dane gęstości pulpy.................................................................................18-159 19. TABLICE ODPORNOŚCI CHEMICZNEJ.................................................................. 19-167 Materiały Elasta i Mero..................................................................................................................19-167 Staliwa HighChrome......................................................................................................................19-169 20. NOTES........................................................................................................................ 20-172 Spis treści Spis treści 1. HISTORIA Pompy szlamowe Metso - historia Pomimo, że firmy DENVER i SALA, które stały się filarem firmy Metso, a obecnie Metso Minerals były od początku istnienia bardzo aktywne w dziedzinie hydrotransportu ciał stałych, nie mogły początkowo oferować pomp własnej konstrukcji. Obie firmy rozpoczynały jako producent urządzeń dla procesów przeróbki minerałów. Firma DENVER koncentrowała się głównie na flotacji, a firma SALA jako główne produkty oferowała maszyny flotacyjne oraz separatory magnetyczne i grawitacyjne. Sukces w produkcji urządzeń przeróbczych wkrótce uświadomił obu firmom konieczność szybkiego podjęcia produkcji pomp szlamowych. Pierwsza pompa pionowa wykonana w 1933 r. Historia 1-1 Poziome pompy szlamowe Pompowanie szlamów, stanowiące podstawę wszystkich mokrych procesów przeróbki minerałów, stawało się coraz ważniejsze dla klientów obu firm: DENVER i SALA. Firma DENVER zwróciła się do firmy ALLIS CHAMBERS o uzyskanie licencji na konstrukcję pomp szlamowych (SRL), wykładanych gumą naturalną. Rozwinięta wersja pompy tego typu, przez wiele dziesiątków lat stanowiła podstawę programu produkcji pomp szlamowych firmy DENVER i nadal pozostaje głównym jej produktem. W 1984 r. firma DENVER nabyła prawa produkcji pomp szlamowych typu ORION, wykonywanych ze stali utwardzanej, które równolegle z pompami SRL, były w ciągu kolejnych lat udoskonalane, stanowiąc wzajemne uzupełnienie. Nabycie w 1989 r. zakładów odlewniczych Thomas Foundries, powiększyło program firmy DENVER o duże pompy bagrowe, wykonywane ze staliw o bardzo dużym stopniu twardości. W przypadku firmy SALA sytuacja była podobna. Klienci firmy zainteresowani byli dostawami pomp szlamowych, stanowiących uzupełnienie urządzeń do przeróbki minerałów, tworząc w ten sposób pierwsze ciągi technologiczne. Podpisana przez firmę SALA umowa licencyjna dotyczyła angielskiej konstrukcji pompy szlamowej uszczelnianej próżniowo (Vac-Seal). We wczesnych latach 60-ch firma SALA rozwinęła nowy szereg pomp szlamowych dla średnich obciążeń. Szereg ten nazwany VASA (Vac Seal - Sala), został pod koniec latach 70-ch uzupełniony wersją dla ciężkich warunków pracy, nazwaną VASA HD. Pionowe pompy szlamowe Stosowanie flotacji jako metody separacji minerałów wymagało dalszego rozwoju pomp szlamowych. Już w 1933 r. na wydziale flotacji jednego ze szwedzkich zakładów wzbogacania zainstalowana została pionowa “pompa otwarta”. Konieczność powstania takiej, a nie innej konstrukcji pompy wymusił bardzo skomplikowany układ obiegu szlamów, istniejący w tym zakładzie. Technologie stosowania flokulantów oraz układów kontroli poziomu nie były w owym czasie zbyt zaawansowane. Zmiany przepływu piany w różnych częściach obwodu powodowały w konwencjonalnych pompach szlamowych powstawanie blokad powietrznych Jedynie “otwarta pompa” zintegrowana ze zbiornikiem, zapewniała w owym czasie odpowietrzanie, stabilność układu oraz jego samoregulację - właściwości, które obecnie są traktowane jako oczywiste. 1-2 Historia Pionowe pompy do rząpi Wraz z rozwojem mokrych procesów produkcji, w wielu zakładach występowało zjawisko zalewania posadzek. Klienci próbowali rozwiązać ten problem poprzez zastosowanie kratek ściekowych i kanałów podpodłogowych (rząpi). Konieczność opróżniania tych ostatnich spowodowała rozwinięcie koncepcji pompy zdolnej do zachowania czystości na najniższym poziomie zakładu pracy. W nawiązaniu do tej koncepcji nastąpił rozwój pomp do rząpi. Pierwsze pompy tego typu zostały zaprojektowane i wykonane w połowie lat 40-tych. Zarówno idea pionowej pompy zbiornikowej, jak i pionowej pompy do rząpi została zapoczątkowana i rozwinięta przez firmę Boliden Mining Company w latach 40-tych. Firma SALA produkowała i dostarczała firmie BOLIDEN pompy tego typu aż do roku 1950, kiedy podpisano umowę na uruchomienie produkcji licencyjnej. W dalszym okresie firma SALA wprowadzała na rynek pompy tego typu wraz z pozostałymi pompami programu VASA. W ciągu kolejnych lat szereg pomp pionowych nadal rozwijano i uzupełniano o kolejne wielkości. Umowa licencyjna wygasła na początku lat 70-tych, gdy firma SALA uzyskała prawo własności. Wtedy szereg pionowych pomp zbiornikowych uzupełniono o pompę pianową. Pompy do rząpi typu Metso VS są obecnie najbardziej popularną konstrukcją w zakładach, w których występuje konieczność opróżniania studzienek podłogowych. Powstanie w 1992 r. firmy Svedala Pumps & Process - najbardziej “hydraulicznego” działu koncernu Metso, zadecydowało o zaktualizowaniu i ujednoliceniu systemu produkcji pomp, dając podstawy do wprowadzenia na rynek światowy najbardziej obszernego szeregu pomp szlamowych. W roku 2001 po połączeniu firm Svedala oraz Metso utworzono koncern Metso Minerals, w skład którego wszedł również dział pomp. Nowa organizacja spowodowała wprowadzenie wielu innowacji w procesie powstawania pomp, między innymi znacznie obniżając koszty produkcji. Niniejsza publikacja omawia nowy, pełniejszy szereg pomp szlamowych zarówno poziomych, jak i pionowych, który nosi nazwę handlową Metso. Historia 1-3 1-4 Historia 2. WPROWADZENIE Hydrauliczny transport ciał stałych We wszystkich “mokrych” procesach przemysłowych transport hydrauliczny ciał stałych jest technologią służącą do transportu mediów w takich procesach, jak: mieszanie - ciało stałe / ciecz; separacja - ciało stałe / ciało stałe; separacja - ciało stałe / ciecz itp. Powyższe “mokre procesy” przemysłowe zostały opisane w rozdziale 15. Rodzaje ciał stałych Ciała stałe mogą być: Twarde Chropowate Ciężkie Ścieralne Krystaliczne Ostre Lepkie Płatkowate Włókniste Pieniste Wszystkie one mogą być transportowane hydraulicznie! Rodzaje cieczy W większości zastosowań ciecz jest tylko “nośnikiem”. W 98 % zastosowań przemysłowych cieczą jest woda. Innymi rodzajami cieczy mogą być roztwory chemiczne, takie jak: kwasy, substancje żrące, alkohol, wyroby naftowe, itp. Definicja szlamu Zazwyczaj szlamem określana jest mieszanina ciał stałych i cieczy. Szlam może być także określony jako czynnik dwufazowy (ciecz / ciała stałe). Szlam zmieszany z powietrzem (występujący zazwyczaj w procesach chemicznych) określany jest jako płynny czynnik trójfazowy (ciecz / ciało stałe / gaz). Wpromadzenie 2-5 Ograniczenia przepływu Teoretycznie nie ma ograniczeń, co do substancji, które mogą być transportowane hydraulicznie. Jednym z przykładów może być transport kamieni polodowcowych z dna rzek. W praktyce wielkość przepływu w instalacjach pomp szlamowych ogranicza się do zakresu: 1 - 20.000 m3/h. Dolne ograniczenie wynika z bardzo niskiej sprawności małych agregatów pompowych. Górne ograniczenie wynika z drastycznego wzrostu kosztów eksploatacji dużych pomp szlamowych (w porównaniu z zastosowaniem wielostopniowych układów pompowych). Ograniczenia w transporcie hydraulicznym ciał stałych Ze względu na niebezpieczeństwo blokowania pompy, ograniczenia dotyczące transportu ciał stałych wynikają z ich wielkości oraz kształtu. Praktycznie maksymalna wielkość ciał stałych, mogących być masowo transportowanych pompami szlamowymi wynosi ok. 200 mm. Jednak pojedyncze bryły transportowane przez duże pompy pogłębiające mogą osiągać do 350 mm (zależnie od konstrukcji układu hydraulicznego). Pompy szlamowe jako pojęcie handlowe Spośród wszystkich pomp odśrodkowych instalowanych na wydziałach przeróbczych zakładów przemysłowych, stosunek pomp szlamowych do pozostałych pomp do transportu cieczy wynosi 5 : 95. Biorąc pod uwagę koszty eksploatacji, stosunek jest w przybliżeniu odwrotny 80 : 20. Fakt ten czyni pompy szlamowe urządzeniami specjalnymi i jest przyczynkiem do sformułowania poniższej koncepcji rynkowej: Zainstaluj pompę do transportu cieczy czystej i zapomnij o niej! Zainstaluj pompę do transportu szlamu i będzie ona wymagać serwisu i wymiany części do końca swej żywotności! Powyższe ma znaczenie zarówno dla użytkowników, jak i dostawców. Celem niniejszej publikacji, jest przekazanie w sposób przystępny informacji umożliwiających dobór pomp szlamowych do różnych zastosowań w taki sposób, aby maksymalnie obniżyć koszty ich eksploatacji. 2-6 Wprowadzenie 3. PODSTAWOWE POJĘCIA Pompy szlamowe Pompami szlamowymi określa się trwałe i mocne konstrukcyjnie wersje pomp odśrodkowych, zdolnych do pracy w trudnych i korozyjnych warunkach. Pompa szlamowa powinna być także traktowana jako ogólne, odrębne pojęcie, które odróżnia ją od innych pomp odśrodkowych, przeznaczonych głównie do cieczy czystych. Pompa szlamowa - nazwa odnośnie rodzaju pracy Określenie pompa szlamowa dotyczy różnych typów pracujących w ciężkich warunkach pomp odśrodkowych wykorzystywanych w transporcie hydraulicznym ciał stałych. Bardziej precyzyjne określenia odnoszą się do rodzaju ciał stałych, transportowanych podczas poszczególnych zadań. Pompy szlamowe zapewniają pompowanie mułu/gliny, iłu i piasku o wielkości ciał stałych do 2 mm. Wielkości określa się następująco: Muł/glina poniżej 2 mikronów Ił 2 - 50 mikronów Piasek drobny 50 - 100 mikronów Piasek średni 100 - 500 mikronów Piasek gruby 500 - 2000 mikronów Pompy do piasku i żwiru zapewniają pompowanie gruboziarnistego żwiru i piasku o wielkości 2 - 8 mm. Pompy żwirowe zapewniają pompowanie ciał stałych o wielkości do 50 mm. Pompy pogłębiarkowe zapewniają pompowanie ciał stałych o wielkości powyżej 50 mm. Pompa szlamowa - nazwa odnośnie zastosowania Do przetłaczania piany szlamowej, głównie w procesie flotacji, służą pompy pianowe. Do hydraulicznego transportu ciał stałych w postaci pulpy lub szlamu służą poziome pompy szlamowe. Nazwa pompy do rząpi określa typowe pompy do studzienek podpodłogowych, z zanurzonymi układami hydraulicznymi, ale mające “suche” układy łożyskowania i napędu. Pompy zanurzalne to kompletne układy pompowe, zanurzone całkowicie wraz z napędem. Podstawowe pojęcia 3-9 Pompa szlamowa - zabudowa “sucha” czy “mokra”? Instalacje suche Większość poziomych pomp szlamowych, instalowanych jest jako “suche”. Układy napędu i łożyskowania nie mają kontaktu ze szlamem, a układ hydrauliczny jest zamknięty. Pompy instalowane są jako wolnostojące. W pionowych pompach zbiornikowych, pompa zintegrowana jest ze zbiornikiem. Wspornik wału z układem łożyskowania i napędu zamontowany jest w górnej części zbiornika, a wirnik znajduje się w obudowie pompy w dolnej jego części. Szlam ze zbiornika grawitacyjnie doprowadzany jest wokół wału do układu hydraulicznego pompy i transportowany poziomo na zewnątrz. Konstrukcja taka eliminuje konieczność stosowania uszczelnień wału i zabezpiecza łożyska przed kontaktem z transportowanym medium. 3-10 Podstawowe pojęcia Instalacje półsuche Dla potrzeb pogłębiania lub czyszczenia dna zbiorników może być stosowany specjalny układ, w którym pompy poziome z zanurzonym układem hydraulicznych (oraz łożyskiem) napędzane są poprzez silnik zainstalowany “na sucho”. Wymagany jest specjalny układ uszczelniający dla łożysk. W pompach do rząpi, zanurzony układ hydrauliczny mocowany jest na końcu wspornika wału (łożyska nie są zanurzone), podczas kiedy układ napędu pozostaje “suchy”. Podstawowe pojęcia 3-11 Instalacje mokre W pewnych warunkach, w celu umożliwienia sprawnej pracy pompy szlamowej zachodzi potrzeba całkowitego jej zanurzenia, na przykład podczas podnoszenia szlamu ze zbiorników, w których występują duże, swobodne wahania poziomu szlamu. W pompach tych, zarówno obudowa jak i układ napędu pozostają zanurzone, co wymaga specjalnej konstrukcji pompy oraz układu uszczelnień. Pompy szlamowe a stopień zużycia ściernego W celu zapewnienia maksymalnej sprawności w różnych warunkach pracy oraz różnych zastosowaniach, podczas doboru pomp stosowane są następujące kryteria szlamu: • Bardzo ścierny • Ścierny • Lekko ścierny 3-12 Podstawowe pojęcia Podsumowanie: Wszystkie pompy w grupie pomp szlamowych Metso są pompami odśrodkowymi! “Pompa szlamowa” jest określeniem ogólnym! Pompy szlamowe, zależnie od zastosowania, dzieli się na: • Pompy szlamowe • Pompy żwirowe • Pompy pogłębiające • Pompy do rząpi • Pompy pianowe • Pompy zanurzalne Zasadniczo wyróżnia się trzy różne konstrukcje pomp: • Pompy poziome i zbiornikowe (instalacja “sucha”) • Pionowe pompy do rząpi (instalacja “półsucha”) • Pompy zanurzalne (instalacja “mokra”) Konstrukcje oraz materiały wykonawcze pomp szlamowych dobierane są ze względu na ścieralność szlamów, które dzielimy na: Podstawowe pojęcia • Szlamy o wysokiej ścieralności • Szlamy ścierne • Szlamy lekko ścierne 3-13 4. OPIS URZĄDZEŃ W porównaniu z większością urządzeń przeróbczych, pompa szlamowa nie jest urządzeniem skomplikowanym. Niewiele jest jednak urządzeń, które pracowały by w tak skrajnie trudnych warunkach. Pracujące w systemie ciągłym, przy zmiennych warunkach procesowych (wahania przepływu, gęstości szlamów itp.) elementy konstrukcji mechanicznej pomp szlamowych muszą być całkowicie niezawodne. Główne podzespoły Głównymi podzespołami wszystkich pomp wirowych są: 1. Wirnik 2. Korpus 3. Zespół uszczelniający 4. Układ łożyskowania 5. Układ napędu Podstawowe konstrukcje Pozioma 4-15 Opis urządzeń Pionowa ZbiornikowaDo rząpi Zanurzalna Opis urządzeń 4-16 5. PODZESPOŁY W niniejszym rozdziale przyjrzymy się konstrukcji różnych podzespołów pomp szlamowych. Wirnik / korpus = układ hydrauliczny Wirnik i korpus - główne podzespoły pomp szlamowych Sprawność pracy wszystkich pomp szlamowych determinowana jest przez konstrukcję wirnika i korpusu. Pozostałe podzespoły mechaniczne służą jedynie do uszczelnienia, podparcia i przenoszenia energii do układu hydraulicznego. We wszystkich czterech typach pomp szlamowych konstrukcja układu hydraulicznego jest mniej więcej taka sama podczas gdy konstrukcja reszty pompy nie jest. Na rysunkach pokazano te same zespoły hydrauliczne konstrukcji zanurzalnej, pionowej i poziomej. 5-17 Podzespoły Wirnik pompy szlamowej Bez zrozumienia zasady działania wirnika pompy szlamowej, nie można zrozumieć zasad działania oraz konstrukcji pompy. Wirnik = przemiennik energii. Zadaniem obracającego się wirnika jest przekazywanie energii kinetycznej do masy szlamu i nadawanie jej pędu. Część tej energii kinetycznej jest sekwencyjnie przetwarzana w energię nacisku przed opuszczeniem wirnika. Poza przetwarzaniem typowo “hydraulicznym”, w pompach szlamowych energia ta uzyskiwana jest dzięki sile bezwładności hydraulicznej, generowanej przez ciała stałe zawarte w szlamie. Siły te wykorzystywane są także w innych urządzeniach do “mokrych” procesów technologicznych (klasyfikatory, separatory, zagęszczacze itp.). Przekształcanie energii Poniżej pokazano siły kinetyczne/hydrauliczne generowane przez łopatki wirnika pompy szlamowej. Łopatki są sercem wirnika! Pozostałe elementy wirnika służą jedynie do podtrzymania, zabezpieczenia i wyważenia łopatek podczas pracy. Konstrukcje łopatek Wirniki pomp szlamowych posiadają łopatki przednie i tylne. Łopatki tylne Nazywane również odrzucającymi, umieszczone są w tylnej części wirnika. Poprawiają one uszczelnienie oraz sprawność układu hydraulicznego pompy. Łopatki przednie Nazywane są również łopatkami głównymi. To one faktycznie pompują szlam. Podzespoły 5-18 Zazwyczaj w pompach szlamowych stosowane są dwa typy konstrukcji łopatek głównych. Łopatka FrancisaŁopatka Plaina Kiedy stosuje się łopatkę Plaina, a kiedy łopatkę Francisa? Łopatka Francisa w sposób bardziej efektywny przemienia energię kinetyczną i jest stosowana tam, gdzie podstawowe znaczenie ma sprawność (wydajność). Konstrukcja łopatki Francisa jest bardziej skomplikowana. Charakteryzuje się także większą ścieralnością w czasie pompowania szlamów zawierających cząstki gruboziarniste. Dlatego do pompowania cząstek gruboziarnistych stosowane są łopatki Plaina. Ilość łopatek wirnika Im więcej łopatek, tym większa sprawność. Dlatego tam, gdzie jest to możliwe, stosuje się maksymalną liczbę łopatek. Ograniczeniami są: średnica wirnika, specyficzne ograniczenia procesowe i wielkość przenoszonych cząstek stałych. W praktyce maksymalna ilość łopatek wynosi pięć. Stosowane są w wirnikach metalowych o średnicy przekraczającej 300 mm i w wirnikach “gumowych” o średnicy przekraczającej 500 mm. Poniżej tych średnic, stosunek powierzchni łopatki do powierzchni wirnika uzyskuje wartość krytyczną (zbyt duża powierzchnia łopatki powoduje zwiększenie tarcia) i rozpoczyna się spadek sprawności pompy. 5-19 Podzespoły Wirnik półotwarty oraz zamknięty Konstrukcja wirnika pompy szlamowej zależna jest od rodzaju transportowanego materiału oraz specyficznych warunków panujących w danym zakładzie. Wirniki zamknięte Wirniki zamknięte, dzięki ograniczeniu przepływu “nad łopatkami” są z natury bardziej sprawne aniżeli wirniki otwarte. Również zużycie ścierne ma mniejszy wpływ na ich sprawność. Z punktu widzenia sprawności pompy wirnik zamknięty jest rozwiązaniem najlepszym! Ograniczenia Konstrukcja wirnika zamkniętego sprawia, iż jego przestrzenie międzyłopatkowe narażone są na zatykanie przez cząstki gruboziarniste. Zjawisko to osiąga stopień krytyczny w wirnikach o mniejszych średnicach. Wirniki półotwarte Wirniki półotwarte pozwalają uniknąć ograniczeń wynikających z konstrukcji zamkniętej. Ich stosowanie zależne jest od średnicy, wielkości i/lub struktury ciał stałych, obecności powietrza w szlamie, jego lepkości itp. Ograniczenia Sprawność wirników półotwartych jest niższa od sprawności wirników zamkniętych. Podzespoły 5-20 Wirniki przepływu wymuszonego - vortex Wirniki przepływu wymuszonego stosowane są tam, gdzie występuje wysokie prawdopodobieństwo blokad wirnika, podczas transportu materiałów włóknistych lub kruchych cząstek stałych, które nie powinny ulec uszkodzeniu. Wirnik przylega płasko do tylnej części układu hydraulicznego, dzięki czemu jedynie niewielka ilość szlamu ma z nim kontakt. Pozwala to na swobodny przepływ cząstek o stosunkowo dużej średnicy. Ograniczenia Sprawność wirników przepływu wymuszonego jest znacząco niższa niż sprawność wirników zamkniętych lub półotwartych. Podstawowe zasady doboru wirnika Wirniki zamknięte stosowane są w transporcie szlamów o dużej wielkości ziarna, zapewniając wysoką sprawność i żywotność. Uwaga - sprawdzić maksymalną wielkość ziarna. Wirniki otwarte stosowane są w transporcie szlamów o wysokiej lepkości, z obecnością powietrza oraz tam, gdzie przewidywane są problemy z blokowaniem wirnika. Wirniki przepływu wymuszonego stosowane są w transporcie gruboziarnistych, miękkich ciał stałych, szlamów z obecnością powietrza, materiałów włóknistych, kruchych, lepkich. Średnica wirnika Średnica wirnika wpływa na wysokość podnoszenia bez względu na prędkość pompy. Im większa jest średnica wirnika tym większa wysokość podnoszenia. Wirnik o dużej średnicy wirujący z bardzo małą prędkością, może podnieść szlam na taką samą wysokość jak mniejszy wirnik o znacznie większych obrotach (podstawowy problem sprowadza się do zużycia ściernego, patrz rozdział 6). 5-21 Podzespoły Prawidłowa średnica wirnika Czynniki, którymi kieruje się firma Metso Minerals odnośnie doboru średnicy wirnika są następujące: Do transportu szlamów o wysokiej ścieralności firma stosuje zasadę długiej żywotności i umiarkowanej sprawności. Dla transportu szlamów ściernych i lekko ściernych, firma stosuje zasadę umiarkowanej żywotności i wysokiej sprawności. Do pracy w warunkach wysokiej ścieralności stosuje się wirniki o dużej średnicy, mające długą żywotność i umiarkowane sprawności. O ile większe wirniki są droższe i mają wyraźnie niższą sprawność, ich stosowanie w warunkach dużej ścieralności jest korzystniejsze finansowo. Do pracy w warunkach podwyższonej i normalnej ścieralności, gdzie zużycie ścierne nie jest głównym problemem, mniejsze wirniki są bardziej ekonomiczne i oferują lepszą sprawność. WSPÓŁCZYNNIK KSZTAŁTU WIRNIKA (WKW) = średnica wirnika/średnica wlotu I tak na przykład, przy doborze wirników pomp szlamowych produkcji Metso Minerals stosuje się: dla szlamów o wysokiej ścieralności WKW = 2,5:1 dla szlamów o podwyższonej ścieralności WKW = 2,0:1 dla szlamów o normalnej ścieralności WKW mniejszy aniżeli 2,0:1 Przy projektowaniu pomp szlamowych Metso Minerals uwzględnia wszystkie powyższe współczynniki, zapewniając optymalną sprawność oraz żywotność wirników w różnych warunkach pracy. Szerokość wirnika Szerokość wirnika ma wpływ na przepływ szlamu przy dowolnej prędkości. Obracający się wolno wirnik o dużej szerokości może generować takie samo natężenie przepływu jak wirnik o mniejszej szerokości obracający się szybciej, ale w drugim przypadku względna prędkość łopatek oraz płyty wirnika będzie odpowiednio wyższa (podstawowy problem jeżeli mowa o ścieralności, patrz rozdział 6). Podzespoły 5-22 Pamiętaj: W porównaniu z pompami wodnymi, pompy szlamowe mają wirniki, które są nie tylko większe ale znacznie szersze. Geometryczne ograniczenia konstrukcyjne Oczywiście istnieje wiele praktycznych ograniczeń dotyczących kształtu geometrycznego wirników pomp szlamowych. Ograniczeniami tymi są: - optymalne osiągi hydrauliczne każdej wielkości pompy - potrzeba standaryzacji wyrobu - koszt produkcji wirnika i obudowy Praktyczną konsekwencją tych ograniczeń jest odpowiedni, harmonijny typoszereg. Korpus pompy szlamowej Jedną z funkcji korpusu pompy jest podniesienie strumienia szlamu przekazywanego z obwodu wirnika i skierowanie go w kierunku wylotu. Inną ważną funkcją jest ograniczenie prędkości przepływu i zamiana jej energii kinetycznej w energię ciśnienia. 5-23 Podzespoły Kształt korpusu Uzyskanie jak najlepszego modelu przepływu (i przekształcenia energii) możliwe jest dzięki odpowiedniemu dobraniu kształtu wirnika i korpusu. Spiralny Pół spiralny Współśrodkowy Korpusy spiralne i koncentryczne Kształt spiralny daje większy współczynnik przekształcenia energii aniżeli kształt współśrodkowy, a pracując w pobliżu idealnego punktu przepływ / wysokość podnoszenia, daje bardzo małe obciążenia promieniowe wirnika. Korpusy dzielone i lite Korpus lity W pompach wykonywanych z najtwardszych staliw, korpus stanowi zazwyczaj jedną monolityczną całość. Konstrukcja ta jest najmniej kosztowna w produkcji. Niektóre pompy z wykładziną gumową także posiadają korpusy monolityczne, szczególnie pompy mniejsze, w których rozwiązanie takie jest bardziej praktyczne i ekonomiczne. Podzespoły 5-24 Korpus dzielony Korpus dzielony zwiększa koszt pompy i stosowany jest tylko w razie konieczności. Korpus dzielony ułatwia wymianę części podlegających zużyciu, szczególnie w większych pompach z wykładziną gumową. 5-25 Podzespoły 6. ZABEZPIECZENIA PRZECIWŚCIERNE Wirnik i wnętrze korpusu pompy szlamowej mają stały kontakt ze szlamem i muszą być odpowiednio zabezpieczone przed zużyciem ściernym. Dobór materiałów wirnika i korpusu jest tak ważny, jak dobór samej pompy! Głównymi powodami zużycia pompy szlamowej są: ścieranie erozja korozja Ścieranie Istnieją trzy główne rodzaje ścieralności: Kruszenie Mielenie Lekki docisk W pompach szlamowych zużycie ścierne polega głównie na mieleniu i lekkim dociskaniu. Stopień ścieralności zależy od wielkości cząstek oraz twardości frakcji stałej. Ścieranie występuje na dwóch powierzchniach pompy szlamowej: 1. Między wirnikiem i stacjonarnym wlotem. 2. Między tuleją wału i stacjonarnym uszczelnieniem. Zabezpieczenia przeciwścierne 6-27 Erozja Erozja stanowi dominujący czynnik zużycia w pompach szlamowych. Wynika to stąd, że cząstki ciał stałych uderzają w powierzchnię układu hydraulicznego pod różnymi kątami. Zużycie w wyniku erozji w dużym stopniu jest wynikiem sposobu obsługi pompy. Ogólnie rzecz biorąc, zużycie erozyjne jest minimalne przy ekonomicznym natężeniu przepływu i wzrasta przy niższym i wyższym przepływie - patrz rozdział 12. Nie jest do końca jasne, dlaczego zużycie erozyjne tak drastycznie wzrasta, kiedy pompa zasysa powietrze przez króciec wlotowy - patrz rozdział 11. Sugerowano, że być może jest to spowodowane kawitacją, kiedy powierzchnie układu hydraulicznego drgają podczas gdy przepływa przez nie powietrze. Teoria ta jest jednak trudna do zaakceptowania, gdyż pęcherzyki powietrza generalnie tłumią kawitację, przenosząc się w obszar par kawitacyjnych - patrz rozdział 10 - kawitacja. Znane są trzy główne rodzaje erozji. Ślizganie Uderzanie pod małym kątem Uderzanie pod dużym kątem 6-28 Zabezpieczenia przeciwścierne Wpływ erozji na podzespoły pompy Wirnik Wirnik stanowi przedmiot zużycia uderzeniowego (pod wysokim i niskim kątem), głównie z przedniej strony tarczy wzmacniającej (A), przy zmianie kierunku przepływu o 90o, oraz na krawędzi natarcia łopatki (B). Zużycie ślizgowe i uderzanie pod małym kątem występuje wzdłuż łopatek, między tarczami wzmacniającymi (C). C Wykładziny (wlotowa i tylna) Wykładziny boczne są przedmiotem zużycia ślizgowego oraz ścierania poprzez łamanie i mielenie. Zabezpieczenia przeciwścierne 6-29 Korpus Korpus jest przedmiotem zużycia uderzeniowego, w punkcie łączenia spirali z wylotem. W pozostałej części korpusu występują zużycie ślizgowe i uderzenia pod małym kątem. Korozja Korozja układu hydraulicznego pompy szlamowej stanowi wyzwanie zarówno dla materiałów elastomerowych jak i metalowych. W dalszej części niniejszego rozdziału oraz w rozdziale 19, znajdują się tabele zawierające dane dotyczące odporności chemicznej metali i elastomerów. Zabezpieczenia przeciwścierne - opcje Przy wyborze rodzaju zabezpieczenia przed ścieraniem pomp szlamowych można wyróżnić trzy główne opcje: Wirnik i korpus ze staliwa utwardzanego, wykonanego z różnych stopów żeliwa białego i stali. Wirnik i korpus z wykładziną elastomerową. W skład elastomerów wchodzą gumy różnego rodzaju oraz poliuretan. Kombinacja obejmująca wirnik z metalu utwardzanego i korpus z wykładziną elastomerową. 6-30 Zabezpieczenia przeciwścierne Dobór materiałów Wybór materiałów układu hydraulicznego w pompach szlamowych stanowi kompromis pomiędzy ich odpornością na ścieranie a kosztami. Istnieją dwie zasadnicze strategie dotyczące doboru materiałów części ścierających się: - materiał ścierający się musi być twardy i przeciwstawiać się mechanizmowi cięcia uderzających ciał stałych albo - materiał ścierający się musi być elastyczny, aby umożliwiał absorbcję szoków i odbijanie cząstek. Parametry doboru Zazwyczaj dobór części ścierających się odbywa się w oparciu o następujące parametry: 1. Wielkość ciała stałego (gęstość, ostrość, twardość) 2. Temperatura szlamu 3. Skład chemiczny i pH 4. Prędkość obrotowa wirnika Wśród materiałów ścierających się w pompach szlamowych dominują staliwa utwardzane i miękkie elastomery. Jako opcja, w niektórych aplikacjach stosowane są materiały ceramiczne. W tabeli na następnej stronie podano ogólne wskazówki, odnośnie wpływu wielkości cząstek na dobór materiału części podlegających zużyciu ściernemu. Zabezpieczenia przeciwścierne 6-31 Wpływ wielkości ciał stałych na dobór materiału pompy TABELA 1 Klasyfikacja pomp wg wielkości cząstek ciała stałego Muł sproszkowany Wielkość ziarna Opis Ogólna klasyfikacja pomp ziarna cale mm oczka 3 2 1,5 1,05026,67 0,88322,43 0,742 18,85 Grubo- Pompy ze Pompy 0,624 15,85 ziarnisty stali pogłębiar0,525 13,33 żwir austeniczno kowe 0,441 11,20 manganowej 0,371 9,423 0,321 7,925 2,5 Pompy 0,263 6,68 3 ze staliw 0,221 5,613 3,5 Pompy z wykładziną utwar0,185 4,699 4 gumową, wirnik dzanych Pompy 0,156 3,962 5 zamknięty, ciała stałe do piasku 0,131 3,327 6 o kształcie kulistym i żwiru 0,1102,794 7 0,093 2,362 8 Bardzo Pompy z 0,078 1,981 9 grubo-wykładziną 0,065 1,651 10 ziarnisty gumową, wirnik Pompy do 0,0551,397 12 piach zamknięty piasku 0,0461,168 14 0,039 0,991 16 Grubo- 0,0328 0,833 20 ziarnisty 0,02760,701 24 piach 0,0232 0,589 28 Pompy z 0,0195 0,495 32 Piach wykładziną poliuretanową 0,01640,417 35 0,0138 0,351 42 lub gumową, 0,01160,295 48 wirnik 0,00970,248 60 otwarty Pompy 0,0082 0,204 65 Drobno- szlamowe 0,0069 0,175 80 ziarnisty 0,00580,147 100 piach 0,00490,124 115 0,00410,104 150 0,00350,089 170 0,0029 0,074 200 Muł Pompy ze 0,0024 0,061 250 staliw 0,0021 0,053 270 utwar- 0,0017 0,043 325 dzanych 0,00150,038 400 0,025a500 0,020a625 0,010a1250 0,005a2500 0,001a12500 Szlam gliniasty 6-32 Zabezpieczenia przeciwścierne Dobór materiałów ścierających się - staliwa Generalnie staliwa charakteryzuje większa odporność niż elastomery, dlatego przy transporcie frakcji gruboziarnistych są one optymalnym materiałem układu hydraulicznego. Głównie stosowane są następujące staliwa: MetaChrome Staliwo wysokochromowe o bardzo dużej odporności na ścieranie i nominalnej twardości 600HB (BHN). Może być stosowane przy wartościach pH obniżonych do 2,5. Podstawowy materiał pomp produkcji Metso Minerals. MetaHard Stop niklowy o wysokiej odporności na ścieranie i twardości przekraczającej 600 HB (BHN). Materiał stosowany głównie w pompach zendry walcowniczej i pogłębiających. MetaSlide Mrożony stop niklowy o wysokiej gęstości i twardości do 900 HB (BHN). Materiał stosowany głównie w pompach pogłębiających. MetaPact Stal manganowa o twardości do 350 HB (BHN). Materiał stosowany głównie w pompach pogłębiających. Dobór materiałów ścierających się - elastomery Najbardziej popularnym elastomerem stosowanym w pompach szlamowych jest guma naturalna. Stanowi ona najmniej kosztowne rozwiązanie przy transporcie szlamów o małej wielkości ziarna. Generalnie stosuje się ją przy wielkościach ziaren 5 - 8 mm, zależnie od ich ostrości i gęstości. Ostrzeżenie! Duże ziarna i ostre cząstki niszczą części najbardziej narażone na zużycie ścierne, szczególnie wirnik. Zabezpieczenia przeciwścierne 6-33 Rodzina elastomerów Rodzina Elasta - gumy naturalne Rodzina Mero - gumy syntetyczne i poliuretan Zastosowania materiałów Elasta: ElastaSlide 110 miękki materiał wykładzin korpusu ElastaPact 168 bardzo wytrzymała wykładzina wirnika ElastaWear 134 wysokiej jakości materiał wykładzin korpusu ElastaMax 129 materiał wysokiej jakości o podwyższonej wytrzymałości mechanicznej Przedstawione powyżej materiały są standardowymi materiałami wykładzin wszystkich rodzajów pomp Metso Minerals. Cechy materiałów Mero: Firma Metso Minerals jest producentem szerokiej gamy gum syntetycznych z rodziny Mero. Materiały te stosowane są głównie tam, gdzie nie może być stosowana guma naturalna. Główne rodzaje gum syntetycznych ujęte są w tabeli na następnej stronie Zestawienie to stanowi ogólną informację odnośnie doboru elastomerów. Ilość rodzajów poliuretanu znacznie przewyższa ilość rodzajów staliw. Porównanie poszczególnych typów powinno być wykonane ze szczególną starannością. W pompach Metso Minerals stosuje się poliuretan specjalnego typu o nazwie MeroThane. MeroThane może być stosowany w każdej z pomp Metso Minerals. Prezentuje bardzo dobrą odporność na ścieranie podczas transportu najdrobniejszych cząstek (( 0,15 mm), a równocześnie jest mniej wrażliwy na ziarna nadwymiarowe aniżeli gumy. Umożliwia uzyskiwanie najwyższych sprawności, przy niskiej ścieralności. Stosowany jest w pompach obiegów flotacyjnych, gdzie jako reagenty używane są oleje lub węglowodory. Zastosowania innych gum syntetycznych - patrz tabela na następnej stronie. 6-34 Zabezpieczenia przeciwścierne Materiał Własności fizyczne Własności chemiczne Maksymalna Odpornośc Gorąca prędkość na zużycie woda, obwodowa ścierne rozcieńczone wirnika (m/s) kwasy Silne i utleniające kwasy Oleje, węglo- wodany Zadowalające Złe Guma naturalna 27 Chloroprenu 452 27 Dobra EPDM 016 30 Dobra Doskonałe Dobre Bardzo dobra Doskonałe Własności termiczne Najwyższa temperatura pracy (oC) ciągle/sporadycznie (-50) do 65 Doskonałe ZadowalająceDobre ZadowalającaDoskonałe Butylu30 Poliuretan 30Bardzo Zadowalające dobra Dobre Złe 90 100 120 Złe 100 130 Złe 130 100 Dobre (-15) 45-50 65 Dokładne dane dotyczące odporności chemicznej - patrz tabele w rozdziale 19. Kilka informacji o wykładzinach ceramicznych Chociaż materiały ceramiczne charakteryzuje wysoka odporność na ścieranie, temperaturę i większość czynników chemicznych, nie zostały one nigdy dotychczas zaakceptowane jako materiały wykładzin pomp szlamowych. Powodem jest ich kruchość i wysokie koszty produkcji. Trwają prace badawcze mające na celu wynalezienie materiałów ceramicznych bardziej odpornych na uderzenia i mniej kosztownych. Zabezpieczenia przeciwścierne 6-35 7. USZCZELNIENIA O ile konstrukcja układów hydraulicznych wszystkich pomp szlamowych Metso Minerals jest podobna, w żaden sposób nie można tego samego powiedzieć na temat sposobu ich uszczelnienia! Parametry krytyczne podczas doboru uszczelnień Poziome: Wycieki szlamu (zalany króciec ssący), nieszczelności (zasysanie powietrza), ugięcie wału i napływ na ssaniu. Pionowe: Projektowane bez uszczelnień wału. Zanurzalne: Przecieki szlamu do układu elektrycznego przy doprowadzeniach kabli zasilających. 7-37 Uszczelnienia Uszczelnienia wału W miejscu przejścia wału przez korpus pompy, w celu zapobieżenia nieszczelnościom (przedostawanie się szlamu na zewnątrz lub powietrza do środka) stosuje się różnego rodzaju uszczelnienia. Uszczelnienie wału jest najważniejszym elementem każdej pompy szlamowej. Właściwy dobór uszczelnienia wału jest niezbędnym warunkiem prawidłowej pracy pompy. Podstawowa funkcja uszczelnienia wału Podstawowa funkcja uszczelnienia wału jest prosta i polega na “zatkaniu” otworu w korpusie, w miejscu przejścia przez nią wału, w wyniku czego następuje ograniczenie wycieków (ale nie zawsze całkowite ich zatrzymanie). Rodzaje nieszczelności W pompach z napływem nieszczelnością jest ciecz wypływająca z korpusu, podczas gdy przy pompach zasysających, nieszczelnością może być powietrze przedostające się do układu hydraulicznego. Rodzaje i typy uszczelnień Uszczelnienia usytuowane są w korpusie lub dławnicy. Stosuje się trzy podstawowe konstrukcje: Miękkie szczeliwo (w komorze dławnicy) z przepływem wody Uszczelnienie mechaniczne (sprężyna dociskająca płaską powierzchnię) Uszczelnienie dynamiczne (odśrodkowe, odrzutnikowe) Uszczelnienia 7-38 Uszczelnienia z przepływem wodnym W większości pomp szlamowych cieczą przepłukującą jest woda. Powinna ona być dobrej jakości, bez jakichkolwiek zanieczyszczeń mechanicznych. W przypadkach, w których akceptowane jest rozcieńczanie szlamu w pierwszej kolejności wybierane są uszczelnienia z miękkim szczeliwem w dwóch opcjach: Uszczelnienie z pełnym przepływem wody stosowane w przypadkach, gdy rozcieńczanie szlamu nie jest problemem. Średnia ilość wody w uszczelnieniach z pełnym przepływem: 10 - 90 l/min. (zależnie od wielkości pompy). Uszczelnienie z niskim przepływem wody stosowane w przypadkach, gdy dopuszczalne jest niewielkie rozcieńczanie szlamu. Średnia ilość wody w uszczelnieniach z niskim przepływem: 0,5 - 10 l/min. (zależnie od wielkości pompy). UWAGA! Pełny przepływ wody znacznie wydłuża żywotność uszczelnienia z miękkim szczeliwem. Pełny przepływ Niski przepływ Dostępne są także uszczelnienia mechaniczne aktywowane wodą, z przepływem wody lub bez, jednak wszędzie tam, gdzie można zaakceptować rozrzedzanie szlamu, zaleca się miękkie szczeliwo z przepływem wody, jako rozwiązanie najtańsze. 7-39 Uszczelnienia Uszczelnienia bez przepływu wodnego W celu zapewnienia odpowiedniego uszczelnienia pompy bez doprowadzenia wody stosuje się uszczelnienia odśrodkowe (odrzutnikowe). Uszczelnienia dynamiczne - odśrodkowe Połączenie odrzutnika z miękkim szczeliwem w komorze dławnicy tworzy uszczelnienie odśrodkowe. Mimo, że uszczelnienia odśrodkowe znane i stosowane są od wielu lat, dopiero w ostatnim czasie ich konstrukcja w połączeniu z zaawansowaniem technologii materiałów umożliwiły stosowanie tego rozwiązania w pompach szlamowych. Uszczelnienie odśrodkowe jest skuteczne tylko w czasie pracy pompy. W czasie postoju szczelność pompy zapewnia statyczne uszczelnienie wału (pakunek). Zazwyczaj stosuje się mniejszą ilości pierścieni aniżeli w konwencjonalnej komorze dławnicy. Odrzutnik - opis Odrzutnik to w uproszczeniu drugi wirnik, umieszczony za wirnikiem głównym, zabudowany we własnej komorze uszczelniającej za głównym korpusem pompy. Współpracując z tylnymi łopatkami wirnika głównego, odrzutnik zapobiega wydostawaniu się cieczy z komory dławnicy, zapewniając “suchą” pracę uszczelnienia. Uszczelnienie jest skuteczne, ponieważ całkowite ciśnienie wytwarzane przez tylne łopatki wirnika głównego oraz łopatki odrzutnika jest większe niż suma ciśnień wytwarzanych przez łopaty główne wirnika i słup cieczy na wlocie pompy. W ten sposób ciśnienie w komorze dławnicy redukowane jest do ciśnienia atmosferycznego. Uszczelnienia 7-40 Uszczelnienia odśrodkowe - ograniczenia Stosowanie uszczelnień odśrodkowych ograniczone jest przez wysokość napływu słupa cieczy na wlocie pompy, a ściślej przez stosunek wysokości napływu do wysokości podnoszenia (tłoczenia) pompy. Limit wysokości napływu w pierwszej kolejności określany jest przez stosunek średnicy odrzutnika do średnicy łopat wirnika głównego. W zależności od konstrukcji pompy, standardowe uszczelnienia dynamiczne są skuteczne wtedy, gdy wysokość napływu nie przekracza 10% wysokości podnoszenia pompy. Uszczelnienia dynamiczne - podsumowanie zalet “Nie wymagają doprowadzenia wody” “Szlam nie jest rozcieńczany przez wodę dławnicową” “Ograniczają do minimum konserwację szczeliwa” “Całkowicie zapobiegają wyciekom podczas pracy pompy” Uszczelnienia mechaniczne Uszczelnienia mechaniczne bez przepływu wody stosuje się tam, gdzie warunki nie pozwalają zastosować uszczelnienia dynamicznego lub “zamka wodnego” z miękkim szczeliwem. Uszczelnienia mechaniczne, aktywowane i chłodzone wodą, pracują z minimalnymi tolerancjami, co uniemożliwia cząstkom szlamu przedostawanie się na powierzchnie uszczelniające. 7-41 Uszczelnienia Uszczelnienia mechaniczne są bardzo czułe na ugięcia i wibracje wału. Solidny wał i układ łożyskowania są niezbędnym warunkiem ich prawidłowej pracy. Jeżeli uszczelnienie mechaniczne nie ma kontaktu z cieczą, tarcie między powierzchniami uszczelniania wytwarza ciepło, doprowadzając do ich uszkodzenia w przeciągu sekund. Może się to zdarzyć, gdy łopatki tylne wirnika są “zbyt skuteczne”. Jednak tym, co najbardziej przemawia przeciw stosowaniu uszczelnień mechanicznych jest ich bardzo wysoki koszt. Nieprzerwanie trwają prace badawcze mające na celu poprawę sprawności i niezawodności uszczelnień mechanicznych i należy przypuszczać, że z biegiem czasu ten rodzaj uszczelnienia będzie stosowany coraz częściej (patrz niżej - pompy zanurzalne). Uszczelnienie mechaniczne - jedyna opcja dla pomp zanurzalnych! Jeżeli chodzi o uszczelnianie łożysk silnika elektrycznego w pompie zanurzalnej, nie ma alternatywy dla uszczelnień mechanicznych. Uszczelnienia 7-42 Zespół uszczelniający składa się z dwóch niezależnych uszczelnień mechanicznych pracujących w kąpieli olejowej. Od strony wirnika powierzchnie uszczelniające wykonane są z węglika wolframu (dwustronnie), a od strony silnika jedna jest z węglika wolframu a druga ceramiczna. UWAGA! W pompach zanurzalnych również stosowane są małe tarcze odrzutnikowe, instalowane na wale za wirnikiem i mające za zadanie ochronę uszczelnienia mechanicznego. Tarcze te nie są odrzutnikami opisanymi wcześniej w części dotyczącej pomp poziomych! Raczej spełniają one rolę podobną jak odrzutniki oleju czyli w sposób mechaniczny chronią dolne uszczelnienie przed penetracją szlamu. Pompy szlamowe bez uszczelnień - konstrukcje pionowe Podczas tworzenia szeregu pomp pionowych kierowano się dwoma głównymi celami: -możliwością stosowania standardowych silników elektrycznych, z zabezpieczeniami przeciwbryzgowymi -możliwością całkowitego wyeliminowania problemów z uszczelnianiem wału 7-43 Uszczelnienia 8. WAŁY I ŁOŻYSKA Transmisja energii Poziome pompy szlamowe W poziomych pompach szlamowych wirnik mocowany jest na wale, który z kolei mocowany jest w łożyskach przeciwślizgowych. Łożyska umieszczone są w kąpieli olejowej lub smarowane smarem stałym. W pompach szlamowych firmy Metso wirnik mocowany jest zawsze na końcu wału (konstrukcja podwieszana). Energia przekazywana jest na wał albo przy pomocy kół pasowych i pasków klinowych albo za pośrednictwem sprzęgła elastycznego (z, lub bez przekładni). Wały pomp i ich współczynnik elastyczności (WEW) Jako że wirniki pomp szlamowych wystawione są na większe obciążenia niż wirniki pomp wodnych, ich wał musi mieć znacznie mocniejszą budowę. Współczynnik elastyczności wału (WEW) określa zależność między średnicą wału przy uszczelnieniu D(mm), a długością podparcia (od łożyska od strony układu hydraulicznego do linii środkowej wirnika) L (mm) i określony jest jako L 3/D 4). Jest to miara współczynnika podatności na ugięcie, który jest wartością krytyczną dla sprawności uszczelnienia wału i żywotności łożyska. Typowe wartości WEW w pompach poziomych - 0,2 - 0,75. Typowe wartości WEW w pompach cieczy czystych - 1,0 - 5,0 UWAGA! Zjawisko ugięcia wału występuje zarówno w pompach poziomych jak i pionowych. Im dłuższy nawis wirnika tym większe ugięcie wału, przy jednakowym obciążeniu promieniowym! Wały i łożyska 8-45 Podstawowe zasady odnośnie łożyskowania Żywotność - L10 Żywotność łożyska obliczana jest przy zastosowaniu metody ISO 281. Obliczona żywotność określana jest jako żywotność L10. Oznacza ona liczbę godzin, w czasie których spodziewane jest zużycie 10% łożysk pracujących w określonych warunkach. Średnia żywotność łożysk wynosi w przybliżeniu czterokrotność żywotności L10. Większość pomp szlamowych firmy Metso Minerals konstruowana jest z myślą o minimalnej żywotność L10 rzędu 40000 godzin (tj. średniej żywotność 160.000 godzin). Zanieczyszczenie łożysk ciałami stałymi w sposób oczywisty skraca ich żywotność. Układy łożyskowania Obciążenia promieniowe W takich warunkach pracy jak napełnianie i “dopychanie” pras filtracyjnych, gdzie występują małe przepływy przy wysokich ciśnieniach, obciążenia promieniowe wirnika są bardzo duże. Stosuje się wówczas podwójne łożyskowanie od strony układu hydraulicznego, co umożliwia uzyskanie żywotności L10 przekraczającej 40.000 godzin. Więcej szczegółów dotyczących obciążenia promieniowego znajduje się w rozdziale 12. Obciążenia osiowe Pompy pracujące w układzie szeregowym, połączone bezpośrednio “pompa w pompę”, narażone są na duże obciążenia osiowe, związane z dużym ciśnieniem na wlocie do drugiej i kolejnych pomp. W celu uzyskania zadawalającej żywotności łożysk stosuje się w nich podwójne łożyskowanie od strony napędu. Więcej szczegółów dotyczących obciążenia osiowego znajduje się w rozdziale 12. Łożyska i zespoły łożyskowe W pompie szlamowej na wał i łożyska oddziałują zarówno siły promieniowe, jak i osiowe. Istnieją dwa sposoby doboru łożysk: Pierwszy sposób z łożyskowaniem od strony układu hydraulicznego które przejmuje jedynie siły promieniowe i łożyskowaniem od strony napędu które przejmuje zarówno siły osiowe, jak i promieniowe. Drugi sposób z rolkowymi łożyskami stożkowymi (standardowymi, masowo produkowanymi) z obu stron, przejmującymi zarówno obciążenia osiowe jak i promieniowe. 8-46 Wały i łożyska Dobór łożysk W zależności od rodzaju pompy firma Metso Minerals stosuje jeden z podanych wyżej sposobów łożyskowania. Pierwszy sposób Drugi sposób Wały i łożyska 8-47 9. NAPĘDY Istnieją dwa podstawowe rodzaje napędu pomp szlamowych. 1. Napędy pośrednie stosowane w pompach poziomych i pionowych, obejmujące silnik elektryczny (zabudowany w różnych pozycjach) i układ transmisyjny (paski klinowe, pasek zębaty albo przekładnię zębatą). Układy te dają swobodę w doborze silników (można stosować najtańsze czterobiegunowe) i zespołów napędowych. Zapewniają także dużą elastyczność pompy, umożliwiając regulację jej wydajności poprzez prostą zmianę prędkości. 2. Napędy bezpośrednie stosowane zawsze w pompach zanurzalnych oraz tam, gdzie warunki w zakładzie wymagają ich zastosowania w pompach poziomych lub pionowych. Taki układ napędu stanowiący integralną część pompy jest przeszkodą przy swobodnym doborze poszczególnych podzespołów i uniemożliwia regulację wydajności urządzenia. Napędy 9-49 Napędy pośrednie Dobór silników Najbardziej powszechną jednostką napędową pomp jest klatkowy silnik indukcyjny. Jest on ekonomiczny, niezawodny i produkowany na całym świecie. Przy doborze silnika pomp szlamowych Metso Minerals uwzględnia minimalny współczynnik rezerwy, wynoszący 15 % ponad wyliczoną wartość zapotrzebowania mocy. Rezerwa ta uwzględnia potencjalne nieścisłości w obliczeniach warunków pracy, oraz ewentualną niewielką modyfikację tych warunków, w wyniku zmian technologii produkcji w zakładzie. W układach z napędem paskowym jednostką napędową jest zazwyczaj klatkowy silnik czterobiegunowy, co stanowi rozwiązanie najbardziej ekonomiczne. Sposoby zabudowy silnika W układach z napędem paskowym istnieje kilka sposobów zabudowy silnika - nad pompą, nad pompą w pozycji odwróconej, z boku pompy. Uwagi dotyczące układów napędowych Najczęściej stosowanymi układami są napędy z silnikami mocowanymi z boku oraz nad pompą. Mocowanie nad pompą jest zazwyczaj najbardziej ekonomiczne, a dodatkowo podniesienie silnika chroni go przed zalewaniem. Jeżeli konstrukcja pompy umożliwia jej demontaż częściowy a sama pompa posadowiona jest na płycie ślizgowej, jej obsługa jest bardzo uproszczona. Ograniczenia mocowania silnika nad pompą: Wielkość silnika elektrycznego, ograniczona wielkością ramy pompy. Jeżeli zastosowanie układu mocowania nad pompą jest niemożliwe, zaleca się zabudowę silnika z boku pompy (z szynami ślizgowymi dla naprężania pasków). 9-50 Napędy Transmisja paskami klinowymi (napędy o stałej prędkości) Nie jest łatwo zmienić średnicę wirników pomp szlamowych (zarówno metalowych jak i elastomerowych) dlatego zmiana wydajności musi się łączyć ze zmianą prędkości. W napędach paskowych zazwyczaj odbywa się to poprzez zmianę jednego lub obu kół pasowych. Zakładając, że paski zostały odpowiednio naprężone, nowoczesne napędy paskowe są wyjątkowo niezawodne, ich żywotność przekracza 40.000 godzin, a straty mocy są mniejsze niż 2%. Prawidłowy maksymalny zakres prędkości dla napędów paskami klinowymi wynosi 5:1. Transmisje paskami klinowymi - ograniczenia Napęd paskowy nie ma zastosowania tam, gdzie prędkość pompy jest zbyt mała (pompy pogłębiarkowe) lub zbyt mała jest moc urządzenia. W takich przypadkach wymagane jest stosowanie przekładni zębatych lub pasków zębatych. Napędy pasami zębatymi stają się coraz bardziej popularne. Cechuje je dynamiczna elastyczność pasków klinowych przy mniejszych naprężeniach. Napędy 9-51 Napędy o zmiennej prędkości W niektórych aplikacjach (zmieniające się warunki przepływu, bardzo długie rurociągi itp.) konieczne jest stosowanie napędów o zmiennej prędkości. Przepływ szlamu w pompie odśrodkowej z napędem o zmiennej prędkości może być w pełni regulowany przez powiązanie prędkości obrotowej z odczytem przepływomierza. W takich wypadkach zmiany zagęszczenia i/ lub wielkości cząstek praktycznie nie mają wpływu na wielkość przepływu. W wypadku blokowania rurociągu przez zbyt mały przepływ, napęd o zmiennej prędkości automatycznie zwiększy prędkość pompy. W ten sposób utrzymana zastanie stała prędkość przepływu i nie dojdzie do blokady rurociągu. Nowoczesne napędy elektroniczne, szczególnie napędy o zmiennej częstotliwości mają wiele zalet (mogą być stosowane przy użyciu standardowych silników elektrycznych) i są coraz szerzej stosowane. Napędy o zmiennej prędkości - ograniczenia Jedyną przeszkodą w ich szerszym zastosowaniu jest bardzo wysoka cena. Kilka uwag o napędach silnikami spalinowymi W rejonach peryferyjnych, albo na surowych terenach budowlanych, pompy zainstalowane tymczasowo lub urządzenia awaryjne częstą napędzane są silnikami spalinowymi. Dostarczane w pakietach gotowych do natychmiastowego uruchomienia, na wspólnej ramie fundamentowej, jednostki te mogą pracować z wydajnościami zmieniającymi się wraz ze zmianą prędkości silników. 9-52 Napędy 10. SPRAWNOŚĆ HYDRAULICZNA Aby naprawdę zrozumieć zasady działania pompy szlamowej w konkretnym układzie, istotnym jest zrozumienie zasad działania pompy szlamowej jako takiej oraz jej powiązań z rurociągiem danej instalacji. Sprawność hydrauliczna pompy szlamowej w równym stopniu zależna jest od dwóch składników: 1. Warunków hydraulicznych związanych z pompą szlamową i układem w którym pracuje, obejmujących: “sprawność pompy szlamowej (wysokość podnoszenia i wydajność)” “konfigurację rurociągu w układzie (straty tarcia)” “wpływ szlamu na sprawność pompy” 2. Warunków hydraulicznych od strony wlotu pompy, obejmujących: “wysokość napływu lub wysokość ssania” “ciśnienie barometryczne (związane z wysokością n.p.m. i klimatem)” “konfigurację rurociągu po stronie wlotu (straty tarcia)” “temperaturę szlamu (związaną z ciśnieniem parowania)” Optymalna praca urządzenia wymaga rozpatrzenia obu powyższych warunków, jako że są one jednakowo ważne!! Sprawność hydrauliczna 10-55 Krzywe sprawności pomp Charakterystyka pompy szlamowej powszechnie ilustrowana jest z wykorzystaniem wykresów sprawności dla czystej wody. Podstawowym wykresem charakteryzującym pompę jest krzywa funkcji wysokość podnoszenia/wydajność (H/Q), pokazująca zależność między wysokością podnoszenia szlamu, a wydajnością pompy (objętościowe natężenie przepływu), przy stałej prędkości obrotowej. Krzywe H/Q H Komentarz: Q H Krzywa wznosząca do zaworu odcinającego Q H Czasami zamieszczana (stała) Krzywa opadająca do zaworu odcinającego Czasami nieakceptowalna (niestała) Krzywa stroma Czasami pożądana Krzywa płaska D l a w i ę k s zo ś c i p o m p szlamowych Q H Q 10-56 Sprawność hydrauliczna Charakterystyka hydrauliczna - niezbędne krzywe W celu pełnego opisu sprawności technicznej pompy szlamowej wymagane są następujące krzywe: 1. Wysokość podnoszenia pompy jako funkcja przepływu (krzywa H/Q) 2. Krzywa sprawności jako funkcja przepływu 3. Moc (wejściowa) jako funkcja przepływu 4. Charakterystyka kawitacji jako funkcja przepływu (NPSH) H Q UWAGA! Wszystkie krzywe dotyczące wysokości podnoszenia, mocy i sprawności pompy mają wartość tylko przy zachowaniu odpowiedniego ciśnienia na wlocie pompy. Jeżeli warunek ten nie zostanie zachowany, sprawność pompy zmaleje lub zaniknie całkowicie - patrz informacje o NPSH w dalszej części. Sprawność hydrauliczna 10-57 Krzywe H/Q - zasada podobieństwa przepływu Aby określić sprawność pompy szlamowej przy różnych prędkościach obrotowych lub różnych średnicach wirnika należy wykreślić pewien zakres krzywych, posługując się zasadą podobieństwa przepływu. Stała średnica wirnika: Dla zmian prędkości przy ustalonej średnicy wirnika mają zastosowanie następujące zasady, gdzie: H = wysokość podnoszenia Q = wydajność N = prędkość P = moc Dla Q1, H1 & P1 przy danej prędkości N1, oraz Q2, H2 & P2 przy nowej prędkości N2 wyliczane są: Q1/Q2 = N1/N2 albo Q2 = Q1xN2/N1 H1/H2 = (N1/N2)2 albo H2 = H1x(N2/N1)2 P1/P2 = (N1/N2)3 albo P2 = P1x(N2/N1)3 Sprawność pozostaje w przybliżeniu taka sama. KRZYWA HQ KRZYWA MOCY 10-58 Sprawność hydrauliczna Stała prędkość obrotowa wirnika Dla zmian średnicy wirnika, przy ustalonej prędkości mają zastosowanie następujące zasady, gdzie: H = wysokość podnoszenia Q = wydajność N = prędkość P = moc Dla Q1, H1 & P1 przy danej średnicy D1, oraz Q2, H2 & P2 przy nowej średnicy D2, wyliczone są: Q1/Q2 = D1/D2 albo Q2 = Q1xD2/D1 H1/H2 = (D1/D2)2 albo H2 = H1x(D2/D1)2 P1/P2 = (D1/D2)3 albo P2 = P1x(D2/D1)3 KRZYWA HQ KRZYWA MOCY Wpływ szlamu na charakterystykę pracy pompy Jak wspomniano wyżej, krzywe sprawności pomp oparte są na testach pompowania czystej wody. Pompowanie szlamów wymaga odpowiednich poprawek. Ważne jest określenie czy szlam jest sedymentujący czy nie sedymentujący (lepki). Generalnie szlamy o wielkości cząstek < 50 mikronów traktowane są jako nie osadzające się (lepkie). Sprawność hydrauliczna 10-59 Charakterystyka pracy pomp dla szlamów sedymentujących Dla osadzających się szlamów, współzależność Cave’a jest najczęstszą metodą uwzględniającą wpływ ciał stałych na charakterystykę pracy pompy. Współczynnik obniżenia wartości HR/ER, jest pochodną średniej wielkości cząstki ciała stałego (d50), gęstości i zagęszczenia. Stosunek wysokości podnoszenia HR, jest równy stosunkowi wydajności ER. Wysokość podnoszenia szlamu/HR = krzywa wysokości podnoszenia wody Wydajność dla szlamu = wydajność dla wody x ER. Dane wysokości podnoszenia dla wody (i natężenia przepływu) służą do określenia prędkości obrotowej pompy i wydajności dla wody. Dane wysokości podnoszenia dla szlamu i wydajności dla szlamu służą do obliczania mocy. Względna gęstość ciał stałych (% Zagęszczenie w ciał ag ow o) stałych Współczynnik wysokości podnoszenia (HR) lub współczynnik sprawności (ER) Średnia wielkość ciał stałych (d50), (mm) Obniżenie współczynnika sprawności dla wody przy pompowaniu szlamów w celu ustalenia różnicy w wysokości podnoszenia i wydajności. Współczynnik HR/ER - wysokości podnoszenia do wydajności. 10-60 Sprawność hydrauliczna Charakterystyka pracy pomp dla szlamów nie sedymentujących (lepkich) Zgodnie ze wskazówkami Amerykańskiego Instytutu Hydrauliki, przy pompowaniu szlamów lepkich charakterystyka sprawności pompy jest obniżona. W wykresach stosuje się lepkość rzeczywistą, a nie lepkość pozorną. Różnice między lepkością rzeczywistą i pozorną opisane są w rozdziale 11. Należy zwrócić uwagę na to, że obniżenie wysokości podnoszenia, sprawności i przepływu obliczane są od znamionowego Punktu Najwyższej Sprawności pompy (B.E.P.), a nie od punktu pracy. Dla pomp szlamowych współczynniki obniżające należy stosować bardzo ostrożnie, jako, że prace badawcze Amerykańskiego Instytutu Hydrauliki przeprowadzane były przy użyciu pomp procesowych ze stosunkowo wąskimi wirnikami. W pompach szlamowych zazwyczaj stosuje się wirniki bardzo szerokie, co poprawia sprawność pompy. H PKI SZLAM LE WODA WODA SZLAM H/Q LEPKI DA WO MOC WYDAJNOŚĆ PKI SZLAM LE Q Typowe krzywe dla szlamu nie sedymentującego Sprawność hydrauliczna 10-61 Wydajność 100 gal./min. (przy B.E.P.) POGLĄDOWY WYKRES POPRAWEK SPRAWNOŚCI Wykres poprawek dla cieczy lepkich 10-62 Sprawność hydrauliczna Wysokość podnoszenia a ciśnienie W charakterystyce pomp szlamowych ważne jest zrozumienie różnicy między pojęciami: “wysokość podnoszenia” i “ciśnienie”. Pompy odśrodkowe podnoszą, a nie wytwarzają ciśnienie!! Przykład Dla pompy wytwarzającej 51,0 m słupa wody, manometr powinien pokazać 5,0 bar. Dla szlamu o ciężarze właściwym 1,5 - 51,0 m na manometrze daje odczyt 7,5 bar. Przy pompowaniu lekkiego oleju opałowego o ciężarze właściwym 0,75, 51,0 m na manometrze daje odczyt 3,75 bar. WODA SZLAM LEKKI OLEJ UWAGA! Przy tej samej wysokości podnoszenia, odczyt manometru i zapotrzebowanie mocy będą się zmieniać zależnie od ciężaru właściwego szlamu. Problem z pomiarem wysokości podnoszenia manometrem Nawet jeżeli manometr jest cechowany w metrach, w rzeczywistości mierzy ciśnienie. Jaka jest wysokość podnoszenia pompy, gdy zmienia się ciężar właściwy szlamu?? LEKKI OLEJ WODA SZLAM Sprawność hydrauliczna 10-63 Właściwości hydrauliczne po stronie wlotu Antykawitacyjna nadwyżka ciśnienia na ssaniu netto (NPSH) Aby zapewnić prawidłową pracę pompy szlamowej, wartość ciśnienia wewnątrz pompy musi stale przekraczać wartość ciśnienia parowania. Można to zapewnić poprzez utrzymywanie odpowiedniego (wymaganego) ciśnienia na wlocie pompy (wysokości napływu). To wymagane ciśnienie określane jest jako antykawitacyjna nadwyżka ciśnienia na ssaniu netto i oznaczana jest jako NPSH* Jeżeli z jakiegoś powodu wysokość napływu jest zbyt niska, ciśnienie wewnątrz wlotu pompy obniży się do wartości najniższej z możliwych dla pompowanej cieczy - ciśnienia parowania. *Skrót NPSH stosowany jest standardowo w międzynarodowej nomenklaturze i używany jest w większości krajów. Ciśnienie parowania a kawitacja Po osiągnięciu punktu ciśnienia parowania w cieczy zaczynają się formować pęcherzyki powietrza, które wraz z cieczą przechodzą przez wirnik do miejsc o wyższym ciśnieniu. W miejscach tych pęcherzyki powietrza ulegają zniszczeniu (przez implozję) generując skrajnie wysokie, miejscowe skoki ciśnienia (do 10.000 bar). Te mini implozje nazywane są kawitacją. 10-64 Sprawność hydrauliczna Kawitacja nie jest, jak się często uważa, spowodowana obecnością powietrza w cieczy, ale zjawiskiem wrzenia cieczy w temperaturze otoczenia, co jest rezultatem spadku ciśnienia. Na poziomie morza ciśnienie atmosferyczne wynosi 1 bar i woda wrze w temperaturze 100oC. Na wysokości 2800 m ciśnienie atmosferyczne wynosi 0,72 bar, a woda wrze w temperaturze 92oC - patrz tabela i wykres na następnych stronach. Głównym efektem występowania kawitacji jest spadek sprawności pompy, spowodowany spadkiem wydajności i wysokości podnoszenia. Innym efektem zjawiska kawitacji są wibracje pompy i rurociągu. W skrajnych przypadkach może dojść do uszkodzeń mechanicznych. Kawitacja występuje głównie gdy: *pompownia znajduje się na dużej wysokości *pompa pracuje ze ssaniem *pompowana jest ciecz o wysokiej temperaturze. Zbyt niska NPSH spowoduje kawitację!! Niezwykle ważne jest zwrócenie uwagi na wartość NPSH zarówno na etapie doboru urządzenia jak i podczas rozruchu. Jak obliczać NPSH? W jaki sposób sprawdzić, jaka powinna być NPSH (wysokość napływu na wlocie)? Dla wszystkich pomp istnieje wymagana wartość NPSH, określana jako NPSHR. Wartość ta nie jest obliczana, ale stanowi właściwość danego typu pomp. Krzywe sprawności wszystkich pomp określają wartość NPSH dla różnych przepływów i prędkości. Podane rozwiązanie musi określać dostępną NPSH, znaną jako NPSHA. Sprawność hydrauliczna 10-65 Następnie należy sprawdzić dostępną wartość NPSH (NPSHA), po stronie ssania. UWAGA! Dostępna wartość NPSHA zawsze musi przekraczać wymaganą wartość NPSHR! NPSH - obliczenia Należy zsumować wszystkie wysokości podnoszenia i odjąć wszystkie straty w rurociągu po stronie wlotu. Kilka użytecznych wskazówek: Ciśnienie atmosferyczne w postaci słupa wody (metry) wymagane do wytworzenia ciśnienia 1 atmosfery dla różnych wysokości (metry nad poziom morza - m n.p.m.). m n.p.m. H2O (m) 010,3 1000 9,2 2000 8,1 3000 7,1 10-66 Sprawność hydrauliczna Ciśnienie parowania Temperatura (Co) Krzywa pokazuje ciśnienie parowania wody przy różnych temperaturach (Co). Formuła obliczania NPSHA NPSH A = ciśnienie atmosferyczne w m słupa wody + (-) wysokość geometryczna - straty układu - ciśnienie parowania. Przykład: Zabudowa pompy szlamowej typu Metso HM 150 na dużej wysokości, np. Chuquicamata, Chile. Wymagania: 65 m podnoszenia przy 440 m3/h Miejsce zabudowy: 2800 m n. p. m., dając ciśnienie atmosferyczne 7,3 m Warunki na wlocie: podnoszenie 2,0 m (poziom cieczy 2,0 m poniżej wlotu pompy) Tarcie w rurociągu wlotowym: 0,5 m Średnia temp. pracy: 22o C = ciśnienie parowania 0,3 m NPSHA wynosi: 7,3 - 2,0 - 0,5 - 0,3 = 4,5 m NPSHR zgodnie charakterystyką pompy wynosi 6,0 m Dostępna wartość NPSHA jest o 1,5 m za niska!! Ta sama instalacja w Europie, na poziomie morza będzie miała wartość NPSHA rzędu 7,5 m. A zatem w drugim przypadku NPSHA jest odpowiednia! Sprawność hydrauliczna 10-67 Kawitacja - podsumowanie Jeżeli NPSHA jest niższa aniżeli NPSHR, ciecz paruje wewnątrz wirnika. Jeżeli kawitacja się nasila, ilość pęcherzyków powietrza w obszarze przepływu pompy może wzrosnąć do takiej objętości, która spowoduje blokadę przepływu cieczy. Pęcherzyki powietrza przemieszczając się przez prześwit wirnika do stref o wyższym ciśnieniu implodują. Siła tych implozji może powodować mechaniczne uszkodzenia pompy. Średnia kawitacja może powodować spadek wydajności i niewielkie uszkodzenia pompy. Lekka kawitacja może powodować hałas, wibracje i drobne uszkodzenia pompy. UWAGA! W porównaniu z innymi pompami, pompy szlamowe ulegają mniejszym uszkodzeniom spowodowanym kawitacją. Przyczyną jest ich solidniejsza konstrukcja, szersze prześwity hydrauliczne i bardziej odporne materiały konstrukcyjne. 10-68 Sprawność hydrauliczna Praca pomp ze ssaniem W przytoczonym wyżej przykładzie pompy instalowanej w„wysokich Andach”, wartością decydującą była wysokość ssania. W normalnych warunkach pompa szlamowa może pracować ze ssaniem, jednak spełniony musi być warunek mówiący, że: „Wymagana wartość NPSHR jest niższa niż dostępna wartość NPSHA!” Maksymalną wysokość ssania dla poszczególnych warunków pracy można łatwo obliczyć wykorzystując formułę: Maksymalna wysokość ssania = ciśnienie atmosferyczne - NPSHR - ciśnienie parowania. Zalewanie pomp szlamowych Przed uruchomieniem każdej pompy wirowej odśrodkowej, konieczne jest zastąpienie powietrza znajdującego się w układzie hydraulicznym cieczą! Można zrobić to ręcznie, jednak zazwyczaj w warunkach przemysłowych konieczne jest zautomatyzowanie tego procesu. Sprawność hydrauliczna 10-69 Zalewanie automatyczne Jednym ze sposobów automatycznego zalewania jest zastosowanie układu „samozalewania próżniowego”. 1 2 3 System ten w ymaga uż ycia następując ych elementów, współpracujących z pompą: 1. Pompy próżniowej napędzanej w sposób ciągły przez wał pompy głównej, usuwającej powietrze z jej korpusu. 2. Zbiornika zalewowego zamocowanego na wlocie pompy, regulującego poziom wody oraz zabezpieczającego pompę próżniową przed przedostawaniem się cieczy. 3. Zaworu zwrotnego zainstalowanego na wylocie pompy, zamykającego rurociąg tłoczny podczas zalewania pompy. 10-70 Sprawność hydrauliczna Pompowanie piany Pompowanie piany (np. w oddziałach flotacji) stanowi dla pomp szlamowych klasyczny problem. Jak piana wpływa na charakterystykę hydrauliczną? W układzie pomp poziomych problem występuje, gdy piana wchodzi w kontakt z obracającym się wirnikiem. Pod wpływem obrotów wirnika piana zaczyna obracać się w rurociągu wlotowym pompy. Siła odśrodkowa wywołuje rozdział cieczy i powietrza, odrzucanie cieczy na zewnątrz, a gromadzenie się powietrza w środkowej części rurociągu. Uwięzione w ten sposób powietrze blokuje napływ szlamu do środka pompy i jej wydajność ulega pogorszeniu. Następstwem takiej sytuacji jest wzrost poziomu cieczy w zbiorniku, wzrost ciśnienia na wlocie i sprężanie uwięzionego powietrza do momentu ponownego dopływu szlamu do łopatek wirnika. Sprawność hydrauliczna 10-71 Teraz pompowanie rozpoczyna się ponownie, a uwięzione powietrze jest wyrzucane. Zaczyna powstawać jednak następna “blokada powietrzna” i następuje ponowne obniżenie wydajności. Proces ten powtarza się w sposób cykilczny, czego rezultatem jest oscylacyjna praca pompy. Tłoczenie piany przez pompy poziome Jeżeli pompy poziome stanowią jedyną opcję, w celu polepszenia ich pracy należy postępować według poniższych zasad: Przewymiarować pompę! -duża średnica wlotu umożliwia ulatnianie się większej ilości powietrza -szerszy wlot pompy jest trudniejszy do zablokowania Zapobiegać dławieniu pompy! 6-10 m -rurociąg wlotowy musi mieć co najmniej taką samą średnicę jak rurociąg tłoczny Zwiększyć wysokość zbiornika! -efektywny zbiornik powinien mieć wysokość 6 - 10 m. 10-72 Sprawność hydrauliczna Pionowe pompy szlamowe - optymalne dla pompowanie piany Pionowe pompy szlamowe zostały zaprojektowane do pompowania szlamów o przepływach pulsacyjnych oraz do... pompowania piany. Oba pokazane niżej rodzaje pionowych pomp szlamowych, VT i VS mogą być stosowane do pompowania piany. Pompa szlamowa VT (poniżej) składa się z pompy oraz zintegrowanego z nią zbiornika, tworząc jeden zespół. Korpus pompy umieszczony jest pod zbiornikiem i połączony ze zbiornikiem przez otwór w jego dnie. Powietrze skoncentrowane w osi wirnika, uwalniane jest w prosty sposób do góry wzdłuż wału. Pompa szlamowa VS (poniżej) posiada wlot u dołu korpusu. Łopatki robocze wirnika znajdują się w dolnej części korpusu, a łopatki wspomagające w górnej. Korpus pompy VS w swej podstawowej wersji posiada dwa otwory natryskowe, przy pomocy których jest stale odpowietrzany. Sprawność hydrauliczna 10-73 Pompy VF - zaprojektowane do pompowania piany Pompa VF (pionowa pompa pianowa) została zaprojektowana specjalnie do pompowania piany. Kryteria konstrukcyjne *Wał pompy umieszczony jest w osi zbiornika. *Zbiornik ma kształt stożka i jest zamknięty. *Zbiornik ma otwór wylotowy styczny z korpusem pompy. Zasady działanie Styczny wlot generuje silne zawirowanie w stożkowym zbiorniku, podobne do działania hydrocyklonu. Siły poślizgu i odśrodkowe w tym zawirowaniu rozdrabniają (albo niszczą) wiązania między pęcherzykami powietrza a ciałami stałymi, oddzielając powietrze od szlamu. Powietrze uwalniane jest do góry wzdłuż osi wału, eliminując powstawanie blokad. Zamknięty zbiornik pomagając w tworzeniu wiru poprawia charakterystykę i ogranicza rozbryzgi wokół pompy. Zalety Zwiększona wydajność układu pompowego. Ograniczone rozbryzgi wokół pompy podczas dużych obciążeń. 10-74 Sprawność hydrauliczna 11. UKŁADY POMPOWE Informacje ogólne Po zapoznaniu się z sytuacją na wlocie pompy szlamowej, kolej na bliższe przyjrzenie się warunkom po stronie tłocznej, ze szczególnym uwzględnieniem strat hydraulicznych w układzie pompowym. Aby zapewnić wymagane natężenie przepływu w pompie szlamowej instalowanej w układzie rurociągowym, należy uwzględnić statyczną wysokości podnoszenia, ciśnienie przesyłu oraz wszystkie straty tarcia. Punkt pracy wyznacza miejsce przecięcia się krzywej sprawności pompy z krzywą wysokości podnoszenia układu. WYSOKOŚĆ PODNOSZENIA KRZYWA WYSOKOŚCI PODNOSZENIA UKŁADU H STRATY WYSOKOŚCI PODNOSZENIA STATYCZNA WYSOKOŚCI PODNOSZENIA KRZYWA SPRAWNOŚCI POMPY WARTOŚĆ PRZEPŁYWU UWAGA! Nie należy przeszacowywać oporów układu, gdyż w takim wypadku pompa będzie: *dawała większy od wymaganego przepływ, *pobierała wyższą od przewidywanej moc, *przeciążała silnik (a w skrajnych warunkach uszkodzi go), *powodować kawitację przy niskiej wysokości napływu, *poddana większemu od przewidywanego zużyciu, *przeciekać przy uszczelnieniu Zawsze należy szacować wysokość podnoszenia układu według najlepszych posiadanych informacji. Jedynie obliczane zapotrzebowanie mocy wymaga zapasu bezpieczeństwa. Układy pompowe 11-77 Układy rurociągowe Rurociąg Całkowita wysokość podnoszenia cieczy jest sumą wysokości statycznej (energia grawitacyjna), wysokości ciśnienia (energia odkształcenia) oraz wysokości prędkości (energia kinetyczna). Energia, którą pompa musi przekazać cieczy aby uzyskać wymaganą wartość przepływu jest różnicą pomiędzy wartością całkowitej wysokości podnoszenia w króćcu wylotowym i wlotowym. Jako, że nie znamy dokładnie warunków panujących w samych króćcach, musimy ustalić taki punkt na każdym z rurociągów, w którym te warunki znamy, a następnie uwzględniając straty w rurociągu pomiędzy wybranym punktem a króćcem, obliczyć całkowitą wysokość na króćcu. Na rysunku powyżej znana jest całkowita wysokość na poziomie cieczy w zbiorniku (1) oraz na wylocie rurociągu tłocznego (2). Punkt 1 statyczna wysokość podnoszenia = H1 wysokość ciśnienia ciśnienie przepływu Zatem wysokość napływu = 0 (ciśnienie atmosferyczne) = 0 (stały poziom) = H1 (straty w rurociągu wlotowym) Punkt 2 statyczna wysokość podnoszenia = H2 wysokość ciśnienia = 0 (ciśnienie atmosferyczne) wysokość prędkości= V22/ 2g gdzie: V2 = prędkość przepływu w punkcie 2 w m/s g Zatem wysokość podnoszenia = stała grawitacyjna = 9,81 m/s2 = H2 + V22/ 2g + straty tarcia w rurociągu tłocznym Różnica wysokości podnoszenia (RWPP) = wysokość podnoszenia — — wysokość napływu RWPP = (H2 + V22/ 2g + straty tarcia w rurociągu tłocznym) — — (H1 - straty tarcia w rurociągu wlotowym) W praktyce wysokość prędkości jest niska (przepływ 3,0 m/s daje wysokość rzędu 0,46m), dlatego zazwyczaj jest pomijana. ZatemRWPP = H2 - H1 + straty w rurociągu tłocznym + straty w rurociągu wlotowym 11-78 Układy pompowe Straty tarcia Rurociągi proste Podobnie do spadku napięcia w przewodzie zasilającym, w układzie rurociągowym występują straty tarcia. Straty tarcia w rurociągu prostym zmieniają się wraz z: • średnicą • długością • materiałem (szorstkością) • natężeniem przepływu (prędkością) Straty tarcia mogą być: 1. Odczytane w tabeli 2. Określone na podstawie wykresu Moody’a 3. Wyliczone z pół-empirycznego wzoru, jak np. wzór Williams’a & Hazen’a. Jeżeli do obliczeń strat tarcia nie używa się programu komputerowego (takiego jak na przykład Metso PumpDimTM dla WindowsTM) firma Metso Minerals zaleca korzystanie z tabeli na następnej stronie. Straty tarcia - zawory i osprzęt Jeżeli układ rurociągowy obejmuje zawory oraz złącza podczas obliczeń należy uwzględnić dodatkowe straty tarcia. Najbardziej powszechna jest metoda obliczania “ekwiwalentnej długości rurociągu”. Metoda ta może być stosowana także dla cieczy innych od wody, np. cieczy lepkich i nienewtonowskich. Opory zaworów i złączy przeliczane są na długość rurociągu prostego dając ekwiwalentny opór przepływu - patrz dane zawarte w tabeli w dalszej części rozdziału. Ekwiwalentna Długość Całkowita (EDC) EDC = długość rurociągu prostego + ekwiwalentna długość całego osprzętu rurociągu Układy pompowe 11-79 Prędkości i straty tarcia dla czystej wody w rurach z gładkiej stali Straty tarcia oparte są na Formule Williams’a i Hazen’a przy C = 140. PRĘDKOŚĆ W RUROCIĄGU Example, shown by dotted line: 2000 l/min. (530 USGPM) in 150 mm dia. pipe gives velocity 1.9 m/sec (6.2 FPS) friction loss 2.2%. PRZEPŁYW % CIAŁ STAŁYCH OBJĘTOŚCIOWO Pompowanie szlamów Podczas obliczenia strat tarcia dla szlamu (zawiesina cząstek stałych w wodzie) zaleca się zakładanie wartości wyższych niż dla wody. Do zagęszczenia ok. 15 % objętościowo można zakładać, że zawiesina będzie zachowywała się jak woda. Przy wyższych zagęszczeniach straty tarcia powinny być korygowane według współczynnika zamieszczonego na wykresie obok. 40 30 20 10 Calculated values must be used for rough estimates only 1.0 1.11.21.31.4 1.51.6 1.7 1.8 WSPÓŁCZYNNIK KOREKCYJNY 11-80 Układy pompowe Straty wysokości podnoszenia - zawory i osprzęt Przybliżony opór zaworów i złączy najczęściej stosowanych w rurociągach szlamowych. Średnica Kolano rurociągu o dużym (NB) promieniu R>3xNB Kolano Kolano Trójnik Wąż Zawór Zawór o małym 90o gumowy przeponowy o pełnym promieniu R.10xNB o pełnym otwarciu R=2xNB 25 0,52 0,70 0,82 1,77 0,30 2,60 32 0,730,911,132,400,403,30 Zawór czopowy automatyczny otwarciu - 0,37 -0,49 38 0,85 1,091,31 2,700,493,501,19 0,58 50 1,07 1,401,67 3,400,553,701,43 0,73 63 1,28 1,651,98 4,300,704,601,52 0,85 75 1,55 2,102,50 5,200,854,901,92 1,03 88 1,832,402,905,801,01 - -1,22 1002,10 2,803,40 6,701,167,602,20 1,40 1132,403,103,707,301,28 - -1,58 1252,70 3,704,30 8,201,43 13,103,00 1,77 1503,40 4,304,9010,101,55 18,303,10 2,10 2004,30 5,506,4013,102,40 19,807,90 2,70 250 5,20 6,70 7,90 17,10 3,0021,00 10,70 3,50 300 6,10 7,90 9,80 20,00 3,4029,00 15,80 4,10 350 7,00 9,50 11,00 23,00 4,3029,00 4,90 - 400 8,2010,7013,0027,00 4,90 - - 5,50 450 9,1012,0014,0030,00 5,50 - - 6,20 50010,3013,0016,0033,00 6,10 - - 7,30 Długość w metrach prostego rurociągu dająca ekwiwalentny opór przepływu. Układy pompowe 11-81 Rodzaj szlamu a straty tarcia Podobnie jak na charakterystykę pracy pomp, również na straty tarcia szlamy wpływają inaczej niż woda. Szlam może być sedymentujący lub nie sedymentujący (lepki). Szlamy o wielkości ziarna (50 mikronów uważane są za nie osadzające się. Straty tarcia szlamów sedymentujących Ocena strat tarcia osadzających się szlamów jest bardzo pracochłonna, dlatego najlepiej skorzystać w tym wypadku z programu komputerowego, np. Metso PumpDimTM dla WindowsTM firmy Metso Minerals Dla stosunkowo krótkich rurociągów przy wyższych prędkościach przepływu, można przyjąć straty wysokości podnoszenia takie jak straty dla wody. Przybliżone współczynniki korekcyjne zamieszczone są w tabeli na poprzedniej stronie.. straty wysokości podnoszenia & woda stałe ciała WO DA prędkość przepływu przepływ ślizgowy/ ustalony saltacja (skokowy ruch cząstek) przepływ heterogeniczny (niejednorodny) przepływ homogeniczny (jednorodny) Przy małych prędkościach przepływu straty wysokości podnoszenia są bardzo trudne do przewidzenia, co wzmaga ryzyko blokady rurociągu przez osadzanie szlamu. Nomogram minimalnych prędkości przepływu na następnej stronie określa bezpieczną minimalną prędkość. 11-82 Układy pompowe ­ ­ Nomograficzny wykres minimalnych prędkości przepływu (Przedruk z Wilson’a, 1976). Przykład: Średnica rurociągu = 0,250 mm Wielkość ziarna = 0,5 mm Ciężar właściwy ziarna = 3,8 Prędkość maksymalna = 4,5 m/s Straty tarcia szlamów nie sedymentujących Obliczenia strat tarcia dla szlamów nie sedymentujących najlepiej wykonać przy pomocy programu komputerowego. Istnieje co najmniej kilka metod “ręcznego” obliczenia takich strat, jednak porównanie wyników kilku metod może wykazać różnice. Bez względu na zastosowaną metodę obliczeniową, niezbędne jest posiadanie pełnej reologii danego roztworu. Można ewentualnie zakładać pewne wartości, jednak metoda taka jest bardzo niedokładna. Podsumowanie Ważne jest, aby wszystkie straty w układzie obliczone były w sposób możliwie najlepszy, umożliwiając pompie zrównoważenie oporu całego układu, pracę w odpowiednim punkcie, dającym odpowiednią wysokość podnoszenia i wydajność! Stosować program komputerowy PumpDimTM dla WindowsTM. Układy pompowe 11-83 Zbiorniki Niżej przedstawiono kilka wskazówek użytecznych przy projektowaniu zbiorników dla pomp szlamowych. Zbiorniki dla pomp poziomych 1. Dno zbiornika powinno być nachylone pod kątem co najmniej 45o. Szybko osadzające się cząstki mogą wymagać kąta 60o. 2. Wlot zbiornika powinien znajdować się poniżej poziomu cieczy, co zapobiega dostępowi powietrza. Jest to szczególnie ważne przy pompowaniu piany. 3. Objętość zbiornika powinna być możliwie najmniejsza. Parametrem wymiarowania jest czas retencji szlamu: do 15 sekund dla cząstek gruboziarnistych i do 2 minut dla cząstek drobnoziarnistych. 4. Połączenie zbiornika z pompą szlamową powinno być możliwie najkrótsze. Zasadą jest, że jego długość powinna wynosić 5 krotność średnicy rury, a średnica powinna być taka sama jak średnica wlotu pompy. Należy unikać połączeń o długości przekraczającej 10 krotność średnicy rury. Połączenie powinno być wyposażone w: 5. Odprowadzenie na rurze wlotowej. Zalecane jest wyposażenie stanowiska w kanał odwadniający (6). 7. Elastyczną złączkę na wlocie, wzmocnioną z uwagi na możliwość wystąpienia podciśnienia. 8. Zawór odcinający o pełnym otwarciu. Z uwagi na możliwość osadzania szlamu, zaleca się wyposażenie pomp awaryjnych w osobne zbiorniki. 11-84 Układy pompowe Rząpia podłogowe Objętość zbiornika powinna być możliwie najmniejsza, co zapobiegnie osadzaniu się szlamu. Głębokość rząpia powinna być dobrana w taki sposób, aby odległość pomiędzy wlotem pompy (B), a dnem zbiornika była równa dwukrotnej średnicy wlotu pompy (A). Powierzchnia dna rząpia (płaska powierzchnia C) powinna wynosić 4 - 5 krotność średnicy wlotu pompy (A). Ściany rząpia powinny być nachylone pod kątem 45o. Głębokość rząpia (d) powinna być dobrana odpowiednio do czasu retencji szlamu i uwzględniać długość wału dobranej wielkości pompy. Układy pompowe 11-85 Układy wielo-pompowe Istnieją dwa przypadki w których konieczne jest zastosowanie układu wielopompowego: „Gdy wymagana wysokość podnoszenia jest zbyt duża dla pojedynczej pompy”. „Gdy wymagane natężenie przepływu jest zbyt duże dla pojedynczej pompy”. Pompy pracujące szeregowo Jeżeli wymaganej wysokości podnoszeni nie można osiągnąć przy pomocy jednej pompy, stosuje się dwie (lub więcej) pompy pracujące szeregowo. W układzie dwóch pomp połączonych szeregowo, wylot pompy pierwszego stopnia połączony jest bezpośrednio z wlotem pompy drugiego stopnia, w efekcie podwajając wytwarzaną wysokość podnoszenia. Układ dwóch identycznych pomp połączonych szeregowo, ma taką samą wydajność jak każda z pomp składowych. Pompy pracujące równolegle Jeżeli wymaganego natężenia przepływu nie można osiągnąć przy pomocy jednej pompy, stosuje się dwie (lub więcej) pompy pracujące równolegle. W układzie dwóch pomp połączonych równolegle, wylot obu pomp połączony jest z jednym rurociągiem. 11-86 Układy pompowe Podstawowe informacje na temat lepkości Podczas pompowania szlamów bardzo często spotykamy się z t e r m i n e m “lepkość”. Lepkość = zdolność przepływu szlamu Ta zdolność przepływu zależna jest od tarcia wewnętrznego zachodzącego w szlamie, tj. zdolności do przenoszenia naprężenia (albo ruchu) ścinającego między poszczególnymi cząsteczkami. Ogólnie, biorąc pod uwagę zdolność przepływu można wyróżnić dwa rodzaje cieczy: newtonowską i nienewtonowską. Ciecz newtonowska Ruch albo prędkość ścinająca cieczy newtonowskiej jest linearna i proporcjonalna do wartości energii kinetycznej powodującej występowanie naprężeń ścinających w szlamie. NAPRĘŻENIE ŚCINAJĄCE LEPKOŚĆ PRĘDKOŚĆ ŚCINAJĄCA Lepkość określana jest jako tangens kąta i dla cieczy newtonowskiej jest stała. Typowymi cieczami klasycznymi są woda i olej. Ciecz nienewtonowska Większość szlamów drobnoziarnistych jest cieczami nienewtonowskimi i charakteryzuje się tzw. „plastycznością”. Oznacza to, że aby zapoczątkować przepływ szlamu należy poddać go działaniu energii, podobnie jak np. wydobycie drobnoziarnistego szlamu z dna wiadra wymaga kilkukrotnego „stuknięcia” w jego dno. Przy osiągnięciu odpowiedniego poziomu energii relację pomiędzy ruchem cieczy a energią określa linia prosta. Układy pompowe 11-87 NAPRĘŻENIE ŚCINAJĄCE RZECZYWISTA LUB PLASTYCZNA LEPKOŚĆ GRANICA PLASTYCZNOŚCI PRĘDKOŚĆ ŚCINAJĄCA Dla ustalenia strat tarcia - albo wpływu “plastyczności” cieczy na sprawność pompy, należy ustalić współczynnik ich rzeczywistej lub plastycznej lepkość dynamicznej oraz granicę plastyczności (energia). Metso Minerals oferuje możliwość przeprowadzenia testu weryfikującego w/w parametry. Lepkość pozorna Często, błędnie zakłada się, że lepkość pozorna jest taka sama jak rzeczywista albo plastyczna lepkość dynamiczna. NAPRĘŻENIE ŚCINAJĄCE GRANICA PLASTYCZNOŚCI LEPOKOŚĆ POZORNA RZECZYWISTA LEPKOŚĆ PRĘDKOŚĆ ŚCINAJĄCA Powyższy diagram ukazuje, jak lepkość pozorna zmienia się wraz ze zmianą wartości naprężenia statycznego. We wszystkich obliczeniach należy rozpatrywać lepkość rzeczywistą oraz o ile to możliwe granicę plastyczności. 11-88 Układy pompowe Inne płyny o lepkości nienewtonowskiej Istnieją inne płyny strukturalne, w których naprężenie ścinające nie jest liniowe z prędkością ścinającą. Płyny, w których lepkość wzrasta wraz z wartością energii wejściowej nazywa się „rozszerzalnymi” (np. polimery organiczne czy pulpa papieru). Płyny, w których lepkość spada wraz z wartością energii wejściowej nazywamy „pseudo plastycznymi” (np. farby, tusze, majonez). Zachowanie wyżej wymienionych płynów nienewtonowskich jest niezależne od czasu trwania zjawiska. Istnieją również płyny nienewtonowskie zależne od czasu. Płyny reopeksyjne powiększają lepkość z czasem, (np. bentonit i inne szlamy hydrofilowe), a płyny tiksotropowe obniżają lepkość z czasem (np. farby nie kapiące). Układy pompowe 11-89 12. PUNKT NAJWYŻSZEJ SPRAWNOŚCI (PNS) Praca pompy szlamowej w sposób naturalny wpływa na obciążenie mechaniczne różnych elementów jej konstrukcji. Każda z pomp wirowych odśrodkowych posiada dokładnie jeden, idealny punkt pracy - Punkt Najwyższej Sprawności (PNS) - ang. Best Efficiency Point (BEP). Punkt ten umieszczony jest na przecięciu linii najwyższej sprawności i linii stosunku wysokości podnoszenia do objętościowego natężenia przepływu, przy danej prędkości pompy. „PNS - punkt optymalnej pracy pompy”! Dlaczego punkt ten jest taki ważny? Wpływ przepływu hydraulicznego na sprawność roboczą Dla pełnego zrozumienia jak ważna jest praca w punkcie najwyższej sprawności, należy zbadać zachowanie szlamu w pompie. Praca w PNS Praca poniżej PNS 12-91 Praca powyżej PNS Punkt najwyższej sprawności (PNS) Przyglądając się rysunkom na poprzedniej stronie można dostrzec następujący wpływ punktu pracy na poszczególne elementy konstrukcyjne pompy szlamowej. Obciążenie promieniowe W korpusie pompy odśrodkowej występują nie zbilansowane ciśnienia działające na wirnik, powodujące uginanie wału pompy. Teoretycznie ta siła promieniowa oddziałująca na wirnik jest znikoma w PNS. Siła promieniowa Przy zwiększonej prędkości i przepływach tak powyżej, jak i poniżej PNS, siła promieniowa wzrasta znacząco. Punkt najwyższej sprawności (PNS) 12-92 Obciążenie osiowe Ciśnienie działające na tarczę wirnika od przodu i od tyłu wywołuje obciążenie promieniowe skierowane ku wlotowi pompy. W pompach szlamowych zalewanych, ciśnienie wlotowe działające na wał wywołuje obciążenie osiowe z dala od wlotu pompy. Suma tych dwóch sił daje wynikowe obciążenie promieniowe na wał. Przy niskim ciśnieniu wlotowym (napływ), ta siła wynikowa skierowana jest ku wlotowi pompy i zazwyczaj jest bilansowana przez tylne łopatki wirnika. Przy dużej wysokości napływu, siła ta działa z dala od wlotu pompy. Wpływ ugięcia wału na żywotność pompy Zmienne obciążenia wirnika powodują ugięcia wirnika i wału. Ugięcia wału mają negatywny wpływ na pracę uszczelnienia oraz żywotność łożysk. Nadmierne ugięcie wału może powodować uszkodzenie uszczelnienia mechanicznego i przecieki z komory dławnicowej. Jako że uszczelnienia wału nie tylko zapobiegają wyciekom ale także działają jak łożyska hydrodynamiczne, duże obciążenia promieniowe/ugięcia wału prowadzą także do nadmiernego zużycia tulei wału. 12-93 Punkt najwyższej sprawności (PNS) Praca w PNS - podsumowanie Preferowany jest dobór pomp pracujących w, lub pobliżu PNS, chociaż, z uwagi na ograniczony typoszereg pomp nie zawsze jest to możliwe. W PNS obciążenie promieniowe i ugięcie wału są minimalne, co zapewnia właściwe uszczelnienie wału i długą żywotność łożyska. Praca w PNS zapewnia minimalny pobór mocy i płynny, spokojny przepływ szlamu. W PNS występują minimalne turbulencje i recyrkulacje szlamu, co równa się minimalnemu zużyciu pomp. Punkt najwyższej sprawności (PNS) 12-94 13. NAZEWNICTWO I WŁASNOŚCI Program produkcji pomp szlamowych Metso Nazewnictwo Pompy poziome Typ XM = Pompa do eXstra ciężkich warunków pracy z Metalowym układem hydraulicznym Typ XR = Pompa do eXstra ciężkich warunków pracy z gumowym (Rubber) układem hydraulicznym Typ HM = Pompa do ciężkich (Heavy) warunków pracy z Metalowym układem hydraulicznym Typ HR = Pompa do ciężkich (Heavy) warunków pracy z gumowym (Rubber) układem hydraulicznym Typ MM = Pompa do średnich (Medium) warunków pracy z Metalowym układem hydraulicznym Typ MR = Pompa do średnich (Medium) warunków pracy z gumowym (Rubber) układem hydraulicznym Pompy pionowe Typ VT = Pionowa (Vertical) pompa szlamowa zintegrowana ze zbiornikiem (Tank) z metalowym lub gumowym układem hydraulicznym Typ VF = Pionowa (Vertical) pompa szlamowa do piany (Froth) z metalowym lub gumowym układem hydraulicznym Typ VS = Pionowa (Vertical) pompa szlamowa do rząpi (Sump) z metalowym lub gumowym układem hydraulicznym 13-95 Nazewnictwo i własności WŁASNOŚCI I WIELKOŚCI Pompy szlamowe do zadań bardzo ciężkich Typ XM Materiał staliwa Rama XR elastomery X X HM staliwa O HR elastomery O Własności: Duża wartość współczynnika kształtu wirnika Mocna konstrukcja Płyta ślizgowa (z wyjątkiem XM) Wysoka sprawność Skuteczne, suche uszczelnienie dławnicowe Skonstruowane do pompowania mediów o wysokiej ścieralności, do pracy przy maksymalnych obciążeniach, w środowisku agresywnym. WYMIARY WLOTU (mm) 800 600 400 XM XR 200 HM 50 Nazewnictwo i własności 13-96 HR WŁASNOŚCI I WIELKOŚCI Pompy szlamowe do zadań średnio ciężkich Typ MM MR Materiałstaliwa elastomery Rama O O Własności: Średnia wartość współczynnika kształtu wirnika Zwarta konstrukcja Płyta ślizgowa Wysoka sprawność Skuteczne, suche uszczelnienie dławnicowe Skonstruowane do pompowania mediów o wysokiej ścieralności, do pracy przy średnich obciążeniach, w środowisku agresywnym. WYMIARY WLOTU (mm) 500 400 MM 300 MR 200 100 13-97 Nazewnictwo i własności WŁASNOŚCI I WIELKOŚCI Pompy pionowe Zastosowanie RZĄPIE Typ Materiał PIANA VS staliwa/ elastomery Rama ZBIORNIK VF VT staliwa/ elastomery staliwa/ elastomery V V V Własności: Konstrukcja wsporcza Brak uszczelnienia wału Elastyczność zabudowy Prosta instalacja Mocna konstrukcja i łatwość konserwacji Części układu hydraulicznego wspólne dla pomp VS/VT Zamienność części gumowych/staliwnych WYMIARY WYLOTU (mm) 350 250 VF 200 VS 50 40 25 Nazewnictwo i własności 13-98 VT 14. OPISY TECHNICZNE Informacje ogólne Zamieszczone poniżej dane ukazują relatywny rozkład kosztów eksploatacji popy szlamowej Metso pracującej w “zwykłym” układzie. ENERGIA ELEKTRYCZNA CZĘŚCI ZMIENNE SMAROWANIE WYMIANA CZĘŚCI OBSŁUGA DŁAWNICY WODA USZCZELNIAJĄCA 1. Wysoka sprawność i zminimalizowany wpływ ciał stałych na spadek sprawności daje mniejsze zapotrzebowanie mocy. 2. Dobrze zaprojektowane układy hydrauliczne, zarówno staliwne jak i elastomerowe dają długą żywotność części zużywających się. 3. Konstrukcja zapewniająca łatwość konserwacji daje krótkie przestoje i niskie koszty obsługi. 4. Nowoczesne konstrukcje układów uszczelniających dają krótki czas przestoju i niskie koszty eksploatacji. Powyższe czynniki znacząco wpływają na wysoką sprawność oraz niskie koszty eksploatacji pomp Metso opisanych w niniejszym rozdziale. 14-101 Opisy techniczne Opisy techniczne 14-102 14-103 Opisy techniczne Opisy techniczne 14-104 Visit us on the web! www.metso.com/pumps 14-105 Opisy techniczne Pompy szlamowe typu Metso XM Pompy szlamowe do zadań bardzo ciężkich ze stali utwardzanej Szereg pomp szlamowych Metso XM (ze stali utwardzanych) został zaprojektowany do pracy w najtrudniejszych warunkach. Układ hydrauliczny posiada specjalnie profilowane, zwiększone przekroje w miejscach szczególnie narażonych na zużycie ścierne, a konstrukcja wirnika zapewnia doskonałą sprawność i żywotność urządzenia. Cechy konstrukcyjne w skrócie - Modułowa budowa.. - Mocna, solidna konstrukcja zaprojektowana do transportu mediów silnie ścierających, pracy w maksymalnych obciążeniach i agresywnych środowiskach. - Zwiększone przekroje w miejscach narażonych na ścieranie oraz wirnik o dużej średnicy ze starannie dopasowanym układem hydraulicznym o dużej sprawności zapewniającym równomierne zużycie. - Najlepsze z dostępnych materiały konstrukcyjne, zapewniające wysoką odporność zarówno na zużycie jak i korozję. - Zamknięty układ łożyskowania ze wzmocnionym wałem oraz przeciwślizgowymi łożyskami tocznymi. - Różne opcje uszczelnienia wału. - Łatwość obsługi. OZNACZENIE POMPY XM 350 Opisy techniczne Oznaczenie pompy Średnica wlotu (mm) 14-106 Wykres doboru Wymiary pompy (mm) *Masa bez napędu Model Wlot mm (cale) Wylot mm (cale) H mm (cale) L mm (cale) W Masa* mm (cale) tony XM350 350 (14) 300 (12) 1 727 (68) 1 808 (71) 1 110 (44) 5 XM400 400 (16) 350 (14) 1 881 (74) 1 980 (78) 1 204 (47) 6,7 XM500 500 (20) 450 (18) 2 150 (85) 2 145 (84) 1 380 (54) 9,8 XM600 600 (24) 550 (22) 2 468 (97) 2 308 (91) 1 566 (62) 14,9 XM700 700 (28) 650 (26) 2 560 (100) 2 324 (91) 1 565 (62) 19,9 14-107 Opisy techniczne Pompy szlamowe typu Metso XR Pompy szlamowe do zadań bardzo ciężkich z wykładziną gumową Szereg pomp szlamowych Metso XR (z wykładziną gumową) został zaprojektowany do pracy w najtrudniejszych warunkach. Układ hydrauliczny posiada specjalnie profilowane, zwiększone przekroje w miejscach szczególnie narażonych na zużycie ścierne, a konstrukcja wirnika zapewnia doskonałą sprawność i żywotność urządzenia. Cechy konstrukcyjne w skrócie - Modułowa budowa. - Mocna, solidna konstrukcja zaprojektowana do transportu mediów silnie ścierających, pracy w maksymalnych obciążeniach i agresywnych środowiskach. - Płyta ślizgowa umożliwiająca łatwy dostęp do układu hydraulicznego- Zwiększone przekroje w miejscach narażonych na ścieranie oraz wirnik o dużej średnicy ze starannie dopasowanym układem hydraulicznym o dużej sprawności zapewniającym równomierne zużycie. - Najlepsze z dostępnych materiały konstrukcyjne, zapewniające wysoką odporność zarówno na zużycie jak i korozję. - Zamknięty układ łożyskowania ze wzmocnionym wałem oraz przeciwślizgowymi łożyskami tocznymi. - Różne opcje uszczelnienia wału. - Łatwość obsługi. OZNACZENIE POMPY Oznaczenie pompy Opisy techniczne XR 350 14-108 Średnica wlotu (mm) Wykres doboru Wymiary pompy (mm) Model * Masa bez napędu Wlot mm (cale) Wylot mm (cale) VASA HD455-100 150 (6) 100 (4) 825 (33) 1171 (46) 610 (24) 0,9 (2 016) VASA HD507-150 200 (8) 150 (6) 1 055 (42) 1 554 (61) 700 (28) 1,5 (3 360) VASA HD7010-200 250 (10) 200 (8) 1 400 (55) 1 724 (68) 950 (37) 2,9 (6 496) Wlot mm (cale) Wylot mm (cale) H mm (cale) L mm (cale) W mm (cale) XR300 300 (12) 250 (10) 1340 (53) 1827 (72) 940 (37) 3,0 (6 720) XR350 350 (14) 300 (12) 1 727 (68) 1 808 (71) 1 110 (44) 4,2 (9 305) XR400 400 (16) 350 (14) 1 881 (74) 1 980 (78) 1 204 (47) 5,3 (11 823) Model H mm (cale) 14-109 L mm (cale) W mm (cale) Masa* tony Masa* tony Opisy techniczne Pompy szlamowe typu Metso HR i HM Pompy szlamowe do zadań ciężkich z wykładziną gumową i ze stali utwardzanej Pompy szlamowe z wykładziną gumową HR oraz ze stali utwardzanej HM zostały zaprojektowane do transportu szlamów w bardzo trudnych warunkach. Układ hydrauliczny posiada specjalnie profilowane, zwiększone przekroje w miejscach szczególnie narażonych na zużycie ścierne, a konstrukcja wirnika zapewnia doskonałą sprawność i żywotność urządzenia. Pompa HR Pompa HM Cechy konstrukcyjne w skrócie • Modułowa budowa. Mocna, solidna konstrukcja zaprojektowana do transportu mediów silnie ścierających w agresywnych środowiskach. • Zwiększone przekroje w miejscach narażonych na ścieranie oraz wirnik o dużej średnicy ze starannie dopasowanym układem hydraulicznym o dużej sprawności zapewniającym równomierne zużycie. • Najlepsze z dostępnych materiały konstrukcyjne, zapewniające wysoką odporność zarówno na zużycie jak i korozję. • Zamknięty układ łożyskowania ze wzmocnionym wałem oraz przeciwślizgowymi łożyskami tocznymi. • Różne opcje uszczelnienia wału. • Łatwość obsługi. OZNACZENIE POMPY HR or HM 100 HR - pompa z wykłądziną gumową średnica wlotu (mm) HM - pompa ze stali utwardzanej Opisy techniczne 14-110 Wykres doboru Wymiary pompy (mm) Model Masa* HM50 HM75 • • • • Connection Dimensions Wlot Wylot mm cale mm cale 50 2 321,5 General Dimensions H L mm cale mm cale Total Weight* Total Weight* Double AdjustmentSingle Adjustment W mm cale kg lbs kg lbs 433 17 713 28 360 14 160 353 136 300 753 50243817734 29360 14 200441161 355 HM100 1004 75350520880 35424 17 320705250 551 HM150 1506100463025 1 025 40545 21 550 1 213440 970 HM200 200 8 150 HM250 250 10 HM300 300 12 6 855 34 1 258 50 686 27 1 220 2 690 1 010 2 227 200 8 1 030 41 1 463 250 10 1 150 45 1 591 58 830 33 2 040 4 497 1 660 3 660 63 1 000 39 2850 6 283 1 900 4 189 HR50 502 32 1,542817709 28360 14 180397126 278 HR75 753 50246318729 29360 14 220485145 320 HR1001004 75355522913 36424 17 330728270 595 HR150 150 6 100 4 HR200 HR250 200 8 150 250 10 200 * Masa bez napędu • 713 28 1 097 43 545 21 630 1 389 510 1 124 6 965 38 1 295 51 686 27 1 250 2 756 1 065 2 348 8 1 125 44 1 550 61 830 33 2 110 4 652 1 715 3 781 These pumps are available with fully recessed induced vortex impeller. 14-111 Opisy techniczne Pompy szlamowe typu Metso MR i MM Pompy szlamowe do zadań średnio-ciężkich z wykładziną gumową i ze stali utwardzanej Pompy szlamowe z wykładziną gumową MR oraz ze stali utwardzanej MM zostały zaprojektowane do transportu szlamów w średnio trudnych warunkach. Układ hydrauliczny posiada specjalnie profilowane, zwiększone przekroje w miejscach szczególnie narażonych na zużycie ścierne, a konstrukcja wirnika zapewnia doskonałą sprawność i żywotność urządzenia. Pompa MR Pompa MM cechy konstrukcyjne w skrócie • Modułowa budowa. • Mocna, solidna konstrukcja zaprojektowana do transportu mediów silnie ścierających w agresywnych środowiskach. • Zwiększone przekroje w miejscach narażonych na ścieranie oraz wirnik o średniej średnicy ze starannie dopasowanym układem hydraulicznym o dużej sprawności zapewniającym równomierne zużycie. • Najlepsze z dostępnych materiały konstrukcyjne, zapewniające wysoką odporność zarówno na zużycie jak i korozję. • Zamknięty układ łożyskowania ze wzmocnionym wałem oraz przeciwślizgowymi łożyskami tocznymi. • Różne opcje uszczelnienia wału. • Łatwość obsługi. OZNACZENIE POMPY MR or MM 100 MR - pompa z wykłądziną gumową MM - pompa ze stali utwardzanej Opisy techniczne średnica wlotu (mm) 14-112 Wykres doboru Wymiary pompy (mm) Model MM100 MM150 MM200 Connection Dimensions Wlot Wylot mm calemm cale General Dimensions Total Weight* Total Weight* Double AdjustmentSingle Adjustment H L W mm cale mm cale mm cale kg lbs kglbs 100 454 • • • 4 75 3 18 730 29 360 14 230 507 170 375 1506100452721889 35424 17 370816275606 200 8 150 6 710 28 1 073 42 545 21 650 1 433 525 1 157 MM250 250 10 200 8 885 35 1 245 49 686 27 1 350 2 976 1 095 2 414 MM300 300 12 250 10 1 055 42 1 483 58 830 33 2 150 4 740 1 775 3 913 MM350 350 14 300 12 1 080 43 1 527 60 830 33 2 300 5 071 1 960 4 321 MM400 400 16 350 14 1 250 49 1 620 64 1 000 39 3 000 6 614 2105 4 641 MM500 500 20 450 18 1 726 68 2 180 86 1 110 44 — — 5 980 13 184 MR100 1004 75345618741 29360 14 260573150331 MR150 1506100450720919 36424 17 420926270595 MR200 200 8 150 6 683 27 1 092 43 545 21 740 1 631 490 1 080 MR250 250 10 200 8 878 35 1 303 51 686 27 1 540 3 395 960 2 116 MR300 300 12 250 10 1 035 41 1 506 59 830 33 2 450 5 401 1 520 3 351 MR350 350 14 300 12 1 257 49 1 665 66 1 000 39 — — 1 600 5 732 MR500 489 20 438 18 2 064 81 2 689 106 1 204 47 — — 8 030 17 703 * Masa bez napędu • These pumps are available with fully recessed induced vortex impeller. 14-113 Opisy techniczne Frame and wet-end modular configurations Opisy techniczne 14-114 Pompy szlamowe typu Metso VS Pompy pionowe do rząpi Wszystkie pompy pionowe VS zaprojektowane zostały do transportu szlamów ścieralnych. Cechuje je mocna konstrukcja i łatwość konserwacji. Pompy VS stanowią jeden z najbardziej odpornych i najbardziej niezawodnych z szeregów pomp dostępnych na rynku. Z tego względu oraz z uwagi na łatwość montażu są one najchętniej stosowane w większości zakładów przemysłowych na świecie. Cechy konstrukcyjne w skrócie • Łatwość montażu. • Brak kontaktu łożysk z transportowanym medium. • Zespół łożysk z podwójnym układem uszczelnień, zapobiegającym przenikaniu szlamu. • Najlepsze z dostępnych materiały konstrukcyjne, zapewniające zarówno długą żywotność jak i odporność na korozję. • W pełni wymienne elementy układu hydraulicznego ze staliw lub elastomerów. • Szereg opcji wirnika. OZNACZENIE POMPY oznaczenie pompy średnica wylotu (mm) VS 100 L120 S wirnik z mieszaczem jako opcja długość ramy (cm) 14-115 Opisy techniczne Wykres doboru Opisy techniczne 14-116 Wymiary pomp (mm) RodzajH1 pompy* H2 D mm (cale) L mm (cale) VS25 (1) 800 (32) 585 (23) 400 (15)Ø 130 VS25 (1) 1200 (48) 865 (34) 530 (20)Ø 350 VS25 (1) 1500(60) 865 (34) 530 (20)Ø 375 VS25 (1) 1800 (72) 865 (34) 530 (20)Ø 395 VS50 (2) 800 (32) 585 (23) 400 (15)Ø 220 VS50 (2) 1200 (48) 865 (34) 530 (20)Ø 480 VS50 (2) 1500 (60) 865 (34) 530 (20)Ø 510 VS50 (2) 1800 (72) 865 (34) 530 (20)Ø 540 VS80 (3) 800 (32) 870 (34) 530 (20)Ø 435 VS80 (3) 1 200 (48) 975 (38) 565 (22)Ø 545 VS80 (3) 1 500 (60) 975 (38) 565 (22)Ø 580 VS80 (3) 1 800 (72) 975 (38) 565 (22)Ø 615 VS100(4) 8 00 (32) 850 (33) 530 (20)Ø 465 VS100(4) 1 200 (48) 960 (37) 565 (22)Ø 575 VS100(4) 1 500 (60) 960 (37) 565 (22)Ø 610 VS100(4) 1 800 (72) 960 (37) 565 (22)Ø 645 VS150(6) 1 200 (48) 965 (38) 565 (22)Ø VS150(6) 1 500 (60) 1 285 (50) mm (cale) WMasa mm (cale) 800 (31) mm (cale) kg** 680 800 (31) 1 415 VS150(6) 1 800 (72) 1 285 (50) 800 (31) 800 (31) 1 470 VS200(8) 1 200 (48) 1 285 (50) 800 (31) 800 (31) 1 675 VS200(8) 1 500 (60) 1 285 (50) 800 (31) 800 (31) 1 725 VS200(8) 1 800 (72) 1 285 (50) 800 (31) 800 (31) 1 775 VS250(10) 1 500 (60) 1 420 (56) 800 (31) 800 (31) 2 200 VS250(10) 1 800(72) 1 420 (56) 800 (31) 800 (31) 2 280 VS300(12) 1 500(60) 1 420 (56) 800 (31) 800 (31) 2 745 VS300(12) 1 800 (72) 1 420 (56) 800 (31) 800 (31) 2 825 *VS25 (1) = pompa pionowa, średnica wlotu 25 mm (1 cal) ** Masa bez napędu. Masa dla pomp z elementami ze staliwa. Aby uzyskać masę pomp z elementami elastomerowymi należy odjąć od podanej wartości 10%. 14-117 Opisy techniczne Pompy szlamowe typu Metso VT Pionowe pompy zbiornikowe Pompy zbiornikowe VT zaprojektowane zostały do transportu szlamów ściernych. Cechy konstrukcyjne w skrócie • Pompa, zbiornik i napęd w pełni zintegrowane dla ułatwienia montażu. • Otwarty zbiornik oraz pionowo umieszczony wlot pompy, zapobiegające blokadom powietrznym. • Przewymiarowane łożyska zapewniające długą żywotność i minimum obsługi, z podwójnym układem uszczelnień zapobiegającym przenikaniu szlamu. • Wał bez zanurzonych łożysk, wykonany ze stali stopowej dla zapewnienia sztywności. • W pełni wymienne elementy układu hydraulicznego ze staliw lub elastomerów. • Uproszczona obsługa i konserwacja. OZNACZENIE POMPY VT 100 0 oznaczenie pompy t yp wirnika średnica wylotu (mm) Opisy techniczne 14-118 Wykres doboru ft m 40 125 100 30 VT 80 Type C VT 150 Type C 75 20 VT 40 Type O 50 VT 80 Type O VT 50 Type O VT 100 Type O VT 150 Type O VT 250 Type O VT 200 Type O 10 25 5 10 25 20 50 100 30 150 40 50 60 200 100 300 400 200 500 750 1000 300 400 1500 1000m 3/h 500 2000 3000 4000 USGPM Wymiary pomp (mm) Średnica H mm (cale) L mm (cale) W mm (cale) wylotu VT 40 (1.5) lab 955 (37,5) 640 (25) 400 (16) Masa* Objętość kg zbiornika (l) 90/198 0,03/8 VT 40 (1.5) 1 030 (40,5) 740 (29) 610 (24) 110/243 0,06/16 VT 50 (2) 1 470 (58) 1 035 (41) 1 010 (40) 305/672 0,25/66 VT 80 (3) 1 880 (74) 1 015 (40) 1 060 (42) 580/1279 0,33/87 VT100 (4) 2 050 (81) 1 225 (48) 1 100 (43) 825/1819 0,57/150 VT150 (6) 2 160 (85) 1 285 (50,5) 1 100 (43) 925/2039 0,57/150 VT200 (8) 3 105 (122) 1 710 (67) 1 510 (59) 2 655/5853 1,26/333 VT 250 (10) 3 105 (122) 1 760 (69) 1 510 (59) 2 785/6140 1,26/333 * Masa bez silnika i napędu. Dla pomp z elementami ze staliwa. Masa pomp z elementami elastomerowymi jest mniejsza o 10%. 14-119 Opisy techniczne Pompy szlamowe typu Metso VF Pionowe pompy pianowe Pompy typu VF zostały skonstruowane z myślą o zwiększeniu zdolności pompowania zawiesin pianowych. Zasada działania jest częściowo podobna do zasady separacji za pomocą hydrocyklonu. Powietrze oddzielane jest od szlamu w wirze wytwarzanym przez obrót wirnika oraz przez styczny wlot do stożkowego zbiornika pompy. Uzyskuje się przez to duże wydajności oraz płynną pracę, pozbawioną pulsacji spowodowanych blokowaniem pompy przez nadmiar powietrza. . Cechy konstrukcyjne w skrócie • Pompa, zbiornik i napęd w pełni zintegrowane dla ułatwienia montażu. • Otwarty zbiornik oraz pionowo umieszczony wlot pompy, zapobiegające blokadom powietrznym. • Przewymiarowane łożyska zapewniające długą żywotność i minimum obsługi, z podwójnym układem uszczelnień zapobiegającym przenikaniu szlamu. • Wał bez zanurzonych łożysk, wykonany ze stali stopowej dla zapewnienia sztywności. • W pełni wymienne elementy układu hydraulicznego ze staliw lub elastomerów. • Uproszczona obsługa i konserwacja. OZNACZENIE POMPY VF 100 oznaczenie pompy Opisy techniczne 14-120 średnica wylotu (mm) Wykres doboru Wymiary pomp (mm) Średnica H mm (cale) W mm (cale) wylotu* VF50 (2) 1 600 (63) Masa** Objętość kg zbiornika m3 800 (31) 355 0,14 VF80 (3) 2 250 (88) 1 000 (39) 605 0,37 VF100 (4) 2 700 (106) 1 400 (55) 975 0,82 VF150 (6) 2 700 (106) 1 400 (55) 1 095 0,82 VF200 (8) 3 760 (148) 1 850 (73) 2 700 2,30 VF250 (10) 3 760 (148) 1 850 (73) 2 900 2,30 VF350 (14) 4 500 (177) 2 150 (85) 5 555 3,50 *VF50 (2), VF = pompa pianowa, 50 (2) = średica wylotu w mm (calach). ** Masa bez silnika i napędu dla pomp z elementami ze staliwa. Dla pomp z elementami elastomerowymi masa jest mniejsza o 10%. 14-121 Opisy techniczne 15. ZASTOSOWANIA - INFORMATOR Informacje ogólnie Niniejszy rozdział stanowi pomoc w doborze pomp szlamowych odpowiednio do zastosowania. Jak ustalono wcześniej, odpowiedni dobór rodzaju pomp oraz układu w którym ma pracować jest niezwykle istotny. Równie ważnym jest określenie typu pompy odpowiedniego do zastosowania. Typoszereg pomp przedstawiony w niniejszej publikacji stanowi kompletną ofertę dla większości zakładów w których stosuje się hydrauliczny transport ciał stałych. UWAGA! Stosowanie pomp szlamowych do hydraulicznego transportu ciał stałych ograniczone jest głównie fantazją projektanta układu! Dobór odnośnie warunków pracy lub zastosowania Dla celów praktycznych, niniejszy informator podzielony jest na dwie części. Dobór odnośnie warunków pracy W tej części dokonywany jest dobór pompy szlamowej optymalnej dla podanych warunków pracy. Przy doborze pompy należy rozpatrywać takie parametry, jak: Rodzaj ciała stałego (wielkość, kształt, gęstość itp.) Wysokość podnoszenia (maksymalna, wysoka, niska) Rodzaj cieczy (korozyjność, tiksotropowość,pienistość) Część ta oparta jest ściśle na charakterystyce technicznej odnoszącej się do różnych parametrów ciała stałego/cieczy! 15-123 Zastosowania - informator Dobór odnośnie zastosowania przemysłowego Część ta jest rodzajem praktycznego informatora, opartego na codziennych doświadczeniach klientów firmy Metso Minerals, pompujących szlam w bardzo różnych środowiskach przemysłowych. Znaleźć w niej można informacje: Jak pompować • wióry (zrębki) drewniane • zgorzelinę walcowniczą • odpady z przeróbki minerałów • pozostałości z procesu ługowania • odpady przemysłowe • itp. • hydrocyklony • prasy filtracyjne • prasy rurowe • maszyny flotacyjne • itp. Jak zasilać I nformator jest skonstruowany zgodnie z prakt ycznym doświadczeniem zebranym podczas hydraulicznego transportu ciał stałych w następujących dziedzinach przemysłu: Zastosowania - informator • Przeróbka minerałów (metalicznych i przemysłowych) • Budownictwo • Przeróbka węgla • Zagospodarowanie odpadów • Energetyka & IOS (FGD) • Przemysł drzewny i papierniczy • Hutnictwo • Przemysł chemiczny • Drążenie tuneli 15-124 Dobór odnośnie rodzaju ciał stałych Cząstki gruboziarniste Komentarz: Wszystkie ziarna większe aniżeli 5 mm zaliczane są do gruboziarnistych. Nie stosować pomp z wykładzinami gumowymi - jedynie pompy staliwne. Praktycznie górną granicę wielkości cząstek stanowi 50 mm. Ograniczenie wynika z siły uderzeniowej w wirnik na wlocie. Uwaga: Maksymalna średnica ziarna nie może przekraczać 1/3 średnicy rurociągu. Zalecenie: Pompy typu XM i HM. Cząstki drobnoziarniste Komentarz: Jeżeli cząstki są ostre - stosować wykładziny gumowe. Jeżeli cząstki nie są ostre - stosować wykładziny gumowe lub staliwa. Zalecenie: Pompy typu H i M. Cząstki ostre (ścierne) Komentarz: Jeżeli ziarna są poniżej 5 mm - stosować wykładziny gumowe. Jeżeli ziarna są powyżej 5 mm - stosować staliwa. Zalecenie: Pompy typu X, H i M. Wysoki procent ciał stałych Komentarz: Należy zachować ostrożność, gdy zawartość ciał stałych osiąga 40 % objętościowo. Przy zawartości powyżej 50 %, szlam nie nadaje się do transportu pompami odśrodkowymi. Jedynie pompy pionowe mogą być stosowane do transportu szlamów bardzo gęstych. Zalecenie: Pompy typu VT. 15-125 Zastosowania - informator Niski procent ciał stałych Komentarz: Wybierać pompy najlżejsze i najmniej kosztowne w eksploatacji. Zalecenie: Pompy typu M. Cząstki włókniste Komentarz: Problem stanowi blokowanie wirnika przez cząstki włókniste. Stosować wirniki przepływu wymuszonego (vortex). Zalecenie: Pompy typu H i V. Cząstki jednakowej wielkości Komentarz: Jeżeli ze szlamu zostaną usunięte wszystkie cząstki drobnoziarniste, współczynnik osadzania ciał stałych może stać się krytyczny i być powodem obniżenia sprawności pompowania we wszystkich typach pomp. Zalecenie: Wszystkie typy pomp. Zastosowania - informator 15-126 Odniesienie do wysokości podnoszenia i przepływu Duża wysokość podnoszenia Komentarz: Zazwyczaj stosuje się pompy staliwne, z uwagi na dużą prędkość obwodową wirnika. Jeżeli wymagane są pompy z wykładziną gumową, może wystąpić konieczność stosowania pomp w układzie szeregowym. Maksymalna wysokość podnoszenia dla pomp staliwnych wynosi 125 m. Maksymalna wysokość podnoszenia dla wirnika z wykładziną gumową wynosi 45 m. Uwaga: Przy dużych prędkościach pomp odśrodkowych występuje wysoki stopień ich zużycia ściernego. Zalecenie: Pompy typu XM, XR i HM oraz częściowo HR. Zmienna wysokość podnoszenia Komentarz: Stosować napęd wielobiegowy lub napęd o zmiennej prędkości (regulacja częstotliwości). Zalecenie: Wszystkie typy pomp. Stały przepływ / wysokość podnoszenia Komentarz: Stosować napędy o zmiennej prędkości (regulacja częstotliwości). Zalecenie: Wszystkie typy pomp. Duża wysokość ssania Komentarz: Ze względu na odkształcanie i odklejanie się wykładzin gumowych preferowane są pompy staliwne. Maksymalna praktyczna wysokość ssania w zależności od ciężaru właściwego ciał stałych wynosi 5 - 8 m. Pompy nie są samozasysające, konieczne jest zastosowanie urządzenia zalewającego. Przed uruchomieniem należy zalać pompę i rurociąg ssawny. Zalecenie: Pompy typu XM, HM i MM 15-127 Zastosowania - informator Duże natężenie przepływu Komentarz: Stosować instalacje pomp pracujących równolegle - patrz rozdział 11. Istnieje ryzyko kawitacji - patrz rozdział 10. Zalecenie: Wszystkie typy pomp. Małe natężenie przepływu Komentarz: Sprawdzić PNS, patrz rozdział 12. Przy małym natężeniu przepływu może wystąpić przegrzewanie wykładzin gumowych - należy stosować pompy staliwne. W wypadku dużej wysokości podnoszenia i małego natężenia przepływu należy zachować szczególną ostrożność podczas doboru pompy. W otwartych pompach pionowych tego typu problemy nie występują. Zalecenie: Próbować stosować pompy typu VS, VT i VF. Przepływ pulsacyjny Komentarz: Stosować pompy poziome z napędem o zmiennej prędkości lub pompy pionowe o stałej prędkości. Zalecenie: Pompy typu VT, VF lub VS. Poziome - wszystkie typy z napędami o zmiennej prędkości. Zastosowania - informator 15-128 Warunki pracy odnoszące się do rodzaju szlamu Kruche ciała stałe Komentarz: Stosować wirniki przepływu wymuszonego (całkowicie cofnięte “w głąb korpusu”). Można stosować zarówno pompy z wykładziną gumową jak i staliwne, zarówno pompy poziome jak i pionowe. Zalecenie: Wszystkie typy pomp. Szlamy węglowodorowe (zanieczyszczone olejami i flokulantami) Komentarz: Wykluczone jest stosowanie wykładzin z gumy naturalnej. Nie należy stosować gumy naturalnej jako materiału uszczelniającego. Stosować uszczelnienia syntetyczne. Stosować pompy staliwne lub poliuretanowe wykładziny układów hydraulicznych. Zalecenie: Wszystkie typy pomp. Szlamy o wysokiej temperaturze (powyżej 100oC) Komentarz: (Limit temperatury dla gumy naturalnej wynosi 60oC). Guma naturalna - patrz rozdział 6. Praktyczną granicą temperatury pracy pomp szlamowych jest 135oC. Powyżej tej temperatury może występować zjawisko przegrzewania łożysk. Szlamy pianowe Zalecenie: Wszystkie typy pomp poziomych. Komentarz: Stosować pompę pianową konstrukcji pionowej. Zalecenie: Pompa typu VF Szlamy niebezpieczne Komentarz: Ostrzeżenie! Wszystkie przypadki transportu szlamów niebezpiecznych muszą być konsultowane z producentami pomp. Z uwagi na możliwość eksplozji elementem krytycznym jest uszczelnienie wału. W praktyce stosowane są zamknięte układy (systemy) pompowe. Zalecenie: Pompy poziome. 15-129 Zastosowania - informator Szlamy korozyjne (niski współczynnik pH) Komentarz: Pompowanie szlamów o kwasowym odczynniku pH wymaga stosowania wykładzin gumowych lub elastomerowych.Dla pomp ze staliw wysokochromowych limitem jest wartość pH rzędu 2,5. Pompy szlamów z wodą morską (zawierającej chlorki) wymagają wykładzin gumowych. UWAGA! CuSO4 (stosowany w obiegach flotacyjnych) jest bardzo korozyjny - stosować pompy z wykładziną gumową. Zalecenie: Wszystkie typy pomp. Płyny o dużej lepkości (lepkość newtonowska) Komentarz: Gdy lepkość pompowanej cieczy osiąga 5-krotność lepkości wody, pompowanie staje się praktycznie niemożliwe Mając na uwadze powyższe ograniczenie oraz pod warunkiem właściwego doboru, stosowana może być każda pompa produkcji Metso Minerals. Zalecenie: Wszystkie wielkości pomp. Płyny o dużej lepkości (lepkość nienewtonowska) Komentarz/zalecenie: Dobór pomp do transportu tego typu cieczy jest niezwykle trudny i wymaga kontaktu z producentem. Zastosowanie pomp do mieszania Mieszanie Komentarz: Pompy zbiornikowe są doskonałymi mieszarkami. W czasie mieszania wody i ciała stałego rozpatrzyć właściwe proporcje między cieczą i ciałami stałymi. Zalecenie: Pompy typu VT i VF. Zastosowania - informator 15-130 Dobór pomp szlamowych do zastosowań przemysłowych Część ta oparta jest na praktycznym doświadczeniu różnych zastosowań pomp szlamowych w następujących branżach przemysłu: • • • • • • • • • • • • • • • • • przeróbka minerałów (metalicznych i przemysłowych) budownictwo przeróbka węgla zagospodarowanie odpadów energetyka & IOS (FGD) przemysł drzewny i papierniczy hutnictwo przemysł chemiczny drążenie tuneli Przeróbka minerałów (metalicznych i przemysłowych) Pompy dla obiegów mielenia Komentarz: Pompy typu X i H firmy Metso Minerals są zaprojektowane specjalnie z myślą o obiegach mielenia (łącznie z zasilaniem hydrocyklonów). Dla wielkości ziarna poniżej 5 mm należy stosować wykładziny gumowe. Dla lepszej stabilności szlamu, w miarę możliwości, mieszać razem cząstki grubo i drobnoziarniste. Zalecenie: Pompy typu XR i XM, HR i HM. Pompy do piany Komentarz: Pompa typu VF została zaprojektowana specjalnie do pompowania piany. Zalecenie: Pompa typu VF. 15-131 Zastosowania - informator Pompy do rząpi Komentarz: Praktyka wskazuje, że do rząpi podłogowych bardzo często trafiają przedmioty o dużej wielkości, dlatego należy stosować pompy typu VS wykonane ze staliwa. Zalecenie: Pompa typu VS. Pompy odpadów przemysłowych Komentarz: Zależnie od wielkości cząstek mogą być stosowane zarówno pompy z wykładzina gumową jak i staliwne. Przy pompowaniu na znaczne odległości - patrz rozdział 11. Zalecenie: Pompy typu X i H, zarówno w wersji “gumowej”, jak i “metalowej”. Pompy do zasilania hydrocyklonów Komentarz: Dla hydrocyklonów klasyfikujących stosować pompy poziome X lub H. Dla hydrocyklonów odwadniających stosować pompy zbiornikowe. Zalecenie: Pompy typu X, H i VT. Pompy do zasilania pras filtracyjnych Komentarz: Wymagana duża wysokość podnoszenia i zastosowanie przetwornika częstotliwości (ewentualnie napędu dwubiegowego). Przy zastosowaniu pierścienia dystrybucyjnego (kolektora) jedna pompa może zasilać kilka pras . Zalecenie: Nie stosować gumowych wykładzin. Pompy do zasilania filtrów kolumnowych Komentarz: Małe natężenie przepływu i duża wysokość podnoszenia, stosować pompy metalowe typu HM. Przy zastosowaniu pierścienia dystrybucyjnego (kolektora) jedna pompa może zasilać kilka pras . Zalecenie: Pompy typu HM. Zastosowania - informator 15-132 Pompy w zakładach ługowania Komentarz: Patrz szlamy korozyjne, rozdział 15. Zalecenie: Jak wyżej. Pompy do cieczy ciężkich Komentarz: Duża wysokość napływu i duża zawartość ciał stałych, w połączeniu z małą wysokością podnoszenia może powodować przecieki uszczelnienia odrzutnikowego. Zalecenie: Pompy typu HM. Pompy ogólnego przeznaczenia do transportu minerałów Komentarz: Pompy poziome typu MM i MR sprawdzają się idealnie jako pompy obiegowe w zakładach przeróbki minerałów. Jeżeli szlam jest bardzo ścierny, stosować pompy typu X i H. W zakładach przeróbczych “skał ciężkich” preferuje się zazwyczaj pompy z wykładziną gumową. Dla zastosowań specjalnych stosować pompy pionowe. Zalecenie: Pompy wszystkich typów. Budownictwo Pompy do płukania piasku i żwiru Komentarz: Zazwyczaj stosowane są pompy pionowe typu VS i VT oraz pompy poziome HM i MM. Zalecenie: Pompy typu V, H i M. Pompy do transportu piasku Komentarz: Preferowane są pompy poziome z wykładzinami gumowymi. Zalecenie: Pompy typu MR. 15-133 Zastosowania - informator Pompy do odwadniania tuneli Komentarz: Jako pompy wstępne stosować pompy odwadniające. Pierwszy stopień transportu najczęściej stanowią pompy pionowe VS. Do transportu poziomego stosować pompy typu HM. Do transportu urobku z wiertnic tunelowych stosować pompy typu HM i MM. Do odwadniania małych tuneli stosować małą pompę HM. Zalecenie: Pompy typu H, M i VS (w chodnikach zaolejonych nie stosować wykładzin gumowych). Pompy odwadniające (drenażowe) Komentarz: Dla lekkich warunków pracy stosować pompy poziome typu MM, również z napędem spalinowym. Zalecenie: Pompa typu MM. Górnictwo węglowe Pompy do płukania węgla Komentarz: Z uwagi na możliwość wystąpienia nadwymiarowego ziarna stosować pompy staliwne. Zalecenie: Pompy typu HM i MM. Pompy do piany (węglowej) Komentarz: Stosować pompę pionową typu VF. Zalecenie: Pompa typu VF. Zastosowania - informator 15-134 Pompy dla cieczy ciężkich (wzbogacanie węgla) Komentarz: Patrz wyżej - pompy dla cieczy ciężkich. Pompy dla mieszaniny węgiel/woda Komentarz: Stosować konwencjonalne pompy typu M. Zalecenie: Pompy typu M. Zagospodarowanie odpadów Pompy do transportu ścieków Komentarz: Lekkie warunki pracy. Stosować zarówno pompy poziome, jak i pionowe. W pierwszej kolejności dobierać pompy staliwne. Zalecenie: Pompy typu XM, MM i V. Hydrauliczny transport odpadów lekkich Komentarz: Stosować pompy poziome z wirnikami przepływu wymuszonego. Zalecenie: Pompy typu HM i MM. Pompy do uzdatniania ziemi Komentarz: Patrz wyżej - przeróbka minerałów. W instalacjach przewoźnych lub pół przewoźnych zalecane jest stosowanie pomp typu VT (brak wycieków oraz łatwość transportu i zabudowy). Zalecenia: Wszystkie typy pomp. 15-135 Zastosowania - informator Pompy ogólnego przeznaczenia (węgiel) Komentarz: W przemyśle węglowym zazwyczaj nie stosuje pomp z wykładzinami gumowymi. Zalecenie: Stosować pompy typu XM i MM. Energetyka & Instalacje Odsiarczania Spalin (FGD) Pompy do zasilania reaktorów IOS (mleczko wapienne) Komentarz: Podobnie jak w przeróbce minerałów stosować pompy typu X,H i M z wykładzinami gumowymi lub staliwne. Przy wysokiej koncentracji chlorków stosować wykładziny gumowe. Zalecenie: Pompy typu X, H i M. Pompy do opróżniania reaktorów IOS (gips) Komentarz: Patrz wyżej - pompy do mleczka wapiennego. Zalecenie: Pompy typu X, H i M. Pompy popiołu osadowego Komentarz: Z uwagi na wysoką temperaturę i duże wielkości ziaren zaleca się pompy staliwne. Zalecenie: Pompy typu XM i HM. Pompy popiołu lotnego Komentarz: Z uwagi na możliwość występowania w szlamie oleju, zazwyczaj stosuje się pompy staliwne. Jeżeli występuje konieczność zastosowania wykładzin gumowych (niski poziom pH), należy zwrócić uwagę na obecność oleju lub innych związków chemicznych. Zalecenie: Pompy typu X, H, M i VS. Zastosowania - informator 15-136 Przemysł drzewny i celulozowy Pompy cieczy sklarowanych Komentarz: Dla ciemnych cieczy sklarowanych nie zaleca się stosować wykładzin gumowych (istnieje zagrożenie obecności w szlamie terpentyny). Zalecenie: Pompy typu HM i MM. Pompy szlamu wapiennego i sodowego Komentarz: Zazwyczaj szlamy mają wysoką temperaturę - zaleca się pompy staliwne. Zalecenie: Pompy typu HM i MM. Pompy pulpy odpadowej (zawierającej piasek) Komentarz: Zazwyczaj lekkie warunki pracy, jednak zaleca się pompy staliwne. Równolegle stosuje się pompy ze stali nierdzewnej. Zalecenie: Pompy typu MM. Pompy do ciał stałych z okorowywania Komentarz: Dla tego zastosowania opracowano pompę z długim wałem typu VS. Stosować pompy staliwne z wirnikami przepływu wymuszonego. Zalecenie: Pompa typu VS. Pompy do transportu wiór (zrębków) drewnianych Komentarz: Stosować wirniki przepływu wymuszonego. Zalecenie: Pompy typu HM i MM. 15-137 Zastosowania - informator Pompy do wypełniacza papieru i szlamów pokryciowych Komentarz: Z uwagi na obecność barwników nie stosować wykładzin gumowych. Zalecenie: Pompy typu HM, MM, VS i VT (wyłącznie staliwne). Pompy do studzienek podpodłogowych Komentarz: Stosować pompy pionowe typu VS. Ze uwagi na niski współczynnik pH, czasami konieczne jest stosowanie pomp ze stali nierdzewnej. Zalecenie: Pompa typu VS. Hutnictwo Pompy do transportu zgorzeliny walcowniczej Komentarz: W pierwszej kolejności stosować staliwną pompę pionową typu VS z wirnikiem przepływu wymuszonego. Można także stosować staliwne pompy RV. Przy temperaturach powyżej 40 oC może zachodzić potrzeba zastosowania płaszcza chłodzącego. Zalecenie: Pompy typu HM i VS. Pompy do transportu żużla Komentarz: Zalecenia jak w transporcie zgorzeliny walcowniczej Pompy do ścieków ze skruberów Komentarz; Zaleca się pompy poziome typu M lub pompy pionowe typu VS. Jeżeli współczynnik pH jest bardzo mały, stosować wykładziny gumowe. Jeżeli współczynnik pH jest bardzo mały, a temperatura bardzo wysoka stosować wykładziny ze stali nierdzewnej albo gumy syntetycznej . Zalecenie: Pompy typu MR i VS. Zastosowania - informator 15-138 Pompy do transportu proszku żelaza Komentarz: Patrz wyżej - pompy do cieczy ciężkich. Pompy do zendry walcowniczej Komentarz: Z uwagi na olej nie stosować wykładzin gumowych. Stosować pompy pionowe typu VS i pompy poziome typu M. Zalecenie: Pompy typu VS i MM. Przemysł chemiczny Pompy dla szlamów kwaśnych Komentarz: W pierwszej kolejności zaleca się pompy poziome z wykładzinami gumowymi lub ze stali nierdzewnej. Przy ekstremalnej ścieralności szlamów stosować pompę poziomą typu HR. Zalecenie: Pompy typu MR i HR. Pompy do solanek Komentarz: Bardzo korozyjne warunki. Szlam może być także ścierny (kryształki). W celu zapobieżenia krystalizacji wewnątrz pompy można stosować wykładziny poliuretanowe. Zalecenie: Pompy typu HM, HR, MM, MR i VS (części poliuretanowe). Pompy do roztworów sody kaustycznej Komentarz: Można stosować zarówno pompy staliwne jak i z wykładzina gumową. Zalecenie: Pompy typu MM, MR i VS. 15-139 Zastosowania - informator Górnictwo Pompy do podsadzki hydraulicznej (z cementem lub bez) Komentarz: Zwracać uwagę na odpady bezwapnowe! Stosować pompy poziome typu H lub M, z wykładzinami gumowymi lub staliwne. Zalecenie: Pompy typu H i M. Pompy do wód kopalnianych (z ciałami stałymi) Komentarz: Stosować pompy poziome typu HM (w razie potrzeby wielostopniowe). Zwracać uwagę na korozję! Zalecenie: Pompy typu HM. Zastosowania - informator 15-140 16. DOBÓR POMP Nowoczesne procedury doboru pomp szlamowych coraz częściej są skomputeryzowane i łatwe do wykonania. Przykładem jest program Metso PumpDim( dla Windows(. W każdym przypadku bardzo ważna jest znajomość poszczególnych etapów doboru i zależności między nimi. Podana niżej procedura jest pobieżna, jednak, oprócz przypadków wyjątkowych, powinna umożliwić w miarę dokładny dobór urządzeń. Procedura doboru Krok 1. Ustalić czy szlam/ciecz jest: Cieczą czystą Szlamem nie sedymentującym (lepkim; cząstki < 50 mikronów) Szlamem sedymentującym Krok 2. Ustalić szczegółowe warunki pracy (zależne od rodzaju cieczy - patrz krok 1), takie jak: Natężenie przepływu lub tonaż. Statyczna wysokość podnoszenia. Straty tarcia lub dane odnośnie rurociągu. Własności chemiczne, takie jak: wartość pH, zawartość chlorków, olejów itd. Inne szczegóły dotyczące cieczy/szlamu, jak niżej. Ciecze czyste W wypadku czystej wody nie są wymagane dodatkowe szczegóły. Dla pozostałych czystych cieczy wymagane są następujące dane: *ciężar właściwy cieczy *dynamiczna lepkość cieczy. Jeżeli podana jest lepkość kinematyczna, patrz współczynniki konwersji w rozdziale 18. 16-143 Dobór pomp Szlamy Pompowanie szlamów wymaga ustalenia wielu szczegółów. Podane niżej wzory pozwalają dokonywać obliczeń w oparciu o następujące informacje: Sm = ciężar właściwy szlamu Cv = zagęszczenie objętościowe w % Cw = zagęszczenie wagowe w % S = ciężar właściwy ciał stałych Q = natężenie przepływu w m3/h tph = natężenie przepływu w t/h Wzory dla szlamu: Sm = 100 - Cv Sm = Cv ( S - 1 ) + 1 Cv 100 - Cw 100 = Sm - 1 x 100 S-1 Cv = 100 - [ (100 - Cw) x Sm ] Cw = 100 - Cw = 100 - Cv Sm 100 x S 100 + (S - 1) Cv Q = tph x 1 + S 100 - 1 Cw Dla nie sedymentujących (lepkich) szlamów należy ustalić ponadto lepkość dynamiczną i maksymalną wielkość ziarna. Dla szlamów sedymentujących należy ustalić ponadto średnią wielkość ziarna (d50). Dobór pomp 16-144 Tonaż czy przepływ szlamu? Podczas stosowania przedstawionych wyżej wzorów bardzo ważne jest zrozumienie różnicy między określeniami “procent ciał stałych wagowo” i “procent ciał stałych objętościowo”. Procent ciał stałych wagowo stanowi potoczny sposób określenia szlamu. Np. szlam magnetytowy, 40 % ciał stałych wagowo. Szlam kamienia wapiennego, 40 % ciał stałych wagowo. Powodem takiego przedstawiania danych jest fakt, że produkcja zakładu mierzona jest jako ilość ton ciał stałych/godzinę. Przykładowo, do obiegu wprowadza się 300 ton/godzinę magnetytu jako szlam 40 % wagowo. Do obiegu wprowadza się 300 ton/godzinę kamienia wapiennego jako szlam 40 % wagowo. Dane te są z punktu widzenia doboru pomp szlamowych całkowicie bezużyteczne, jako że pompy będąc urządzeniami dobieranymi do przepływu wymagają informacji o objętościach. Jeżeli przyjrzymy się warunkom przepływu w/w szlamów, stwierdzimy, że: Szlam magnetytowy (o ciężarze właściwym 4,6) daje przepływ szlamu 515 m3/h. Szlam kamienia wapiennego (o ciężarze właściwym 2,6) daje przepływ szlamu 565 m3/h. Tonażowo wydajności są takie same, ale hydraulicznie nie są!!! Krok 3. Dotyczy tylko szlamów sedymentujących. Sprawdzić czy prędkość w rurociągu jest wyższa, niż prędkość krytyczna (minimalny przepływ tuż przed momentem osadzania się szlamu w rurociągu). Na wykresie w rozdziale 11 podane są: maksymalna wielkość ziarna, ciężar właściwy ciał stałych, oraz średnica rurociągu). Jeżeli nie została określona średnica rurociągu, należy określić ją wybierając pierwszą średnicę zapewniającą prędkość przepływu powyżej 3 m/s. Średnicę te dodatkowo sprawdzamy, upewniając się, że faktyczna prędkość przepływu jest wyższa od prędkości krytycznej. Na wykresie w rozdziale 11 podane są prędkości danego przepływu w rurociągach o różnej średnicy. Jeżeli faktyczna prędkość jest niższa lub wyższa od prędkości krytycznej, dobór powinno się powtórzyć wybierając rurociąg o średnicy o jedną wielkość mniejszej lub większej. W ten sposób upewniamy się, że wybraliśmy rurociąg o największej możliwej średnicy i nie powinno wystąpić zjawisko osadzania szlamu w rurociągu. UWAGA!!! Do obliczania prędkości przepływu w rurociągu, należy zawsze stosować minimalną przewidywaną wartość przepływu. 16-145 Dobór pomp Krok 4. Zgodnie ze wskazówkami z rozdziału 11 obliczyć całkowitą wysokość podnoszenia. Uwzględnić należy ewentualne dodatkowe wyposażenie rurociągu wymagające ciśnienia. Dla hydrocyklonów ciśnienie wlotowe podane jest zazwyczaj w kPa lub barach. Dane te należy następnie przekształcić w wysokość podnoszenia w metrach słupa szlamu (podzielić ciśnienie przez gęstość) i dodać do wysokości podnoszenia wyliczonej według danych z rozdziału 11. Krok 5. Następny krok stanowi dobór materiału układu hydraulicznego. Materiał ten wyznaczany jest przez wielkość ziarna - patrz tabela w rozdziale 6. Dla cieczy czystych podstawowym materiałem jest staliwo. Należy zwrócić uwagę na odporność chemiczną wybranego materiału - patrz tabela w rozdziale 19. Krok 6. Dobór odpowiedniego typu pompy. Należy wziąć pod uwagę koszty eksploatacji, zużycie ścierne, łatwość konserwacji i pobór mocy. Zależnie od zastosowania dobrać pompę poziomą, pionową lub zanurzalną. Zależnie od warunków pracy dobrać pompę do bardzo ciężkich, ciężkich lub średnio ciężkich warunków. W rozdziale 15 przedstawione są sugestie firmy Metso Minerals odnośnie doboru pomp dla różnych zastosowań. W oparciu o te dane oraz po wybraniu materiału układu hydraulicznego można dobrać typ pompy - patrz rozdział 13 i 14. Teraz należy dobrać wielkość pompy. Poprzednio określone zostały natężenie przepływu szlamu i całkowita wysokość podnoszenia. Obecnie dla tych warunków można dobrać wielkość pompy. Pomóc może wykres doboru pomp - patrz rozdział 14. Aby móc dobrać prędkość obrotową pompy oraz moc silnika niezbędne są kompletne krzywe sprawności dla wody opracowane dla dobranej pompy. Dobór pomp 16-146 Krok 7. Ponieważ charakterystyki pompy opracowane są dla czystej wody, pompowanie szlamów lub innych cieczy wymaga przeprowadzenia odpowiednich korekt. Czysta woda Zaznaczyć punkty przepływu i całkowitej wysokości podnoszenia na górnej części krzywych dla czystej wody, zgodnie z poniższym wykresem. POMPA HM 100 C5 16-147 Krzywe sprawności Dobór pomp Teraz można oszacować wymaganą prędkość pompy, albo obliczyć ją według wzoru w rozdziale 10. W powyższym przykładzie prędkość wynosi 1880 obr./min. Następnie z dolnej części wykresu dobrać wymaganą moc, wykorzystując punkty przepływu i całkowitej wysokości podnoszenia. Dla szlamów sedymentujących korzystać z wykresu w rozdziale 10, uwzględniając średnią wielkość ciał stałych d50, ciężar właściwy ciał stałych i zagęszczenie wagowe. Na tej podstawie oszacować współczynnik HR/ER. Podzielić całkowitą wysokość podnoszenia przez współczynnik HR. Jeżeli współczynnik jest < 1, skorygowana całkowita wysokość podnoszenia uzyska wartość wyższą. Zaznaczyć przepływ i punkt skorygowanej całkowitej wysokości podnoszenia na krzywych dla czystej wody. Teraz można oszacować wymaganą prędkość pompy albo obliczyć ją według wzoru w rozdziale 10. Następnie pomnożyć wymaganą moc dla czystej wody (z charakterystyki dla czystej wody) przez gęstość względną. Gęstość względna = względna gęstość szlamu / względna gęstość czystej wody W ten sposób uzyskujemy wartość zapotrzebowania mocy na wale pompy. Dla szlamów nie sedymentujących albo cieczy lepkich, prawidłową charakterystykę pompy określa się przy pomocy wykresu w rozdziale 10. Szlamy nie sedymentujące wymagają określenia rzeczywistej lepkości dynamicznej, która może być oszacowana tylko na podstawie testów dających pełny reogram. Dla innych nienewtonowskich cieczy o lepkości różnej od czystej wody, lepkość może być określona zarówno jako lepkość kinematyczna jak i dynamiczna - patrz wielkości przeliczeniowe w rozdziale 18. Współczynniki korekcyjne sprawności (CN) oraz wydajności (CQ) można otrzymać z (plastycznej) dynamicznej lepkości, natężenia przepływu oraz całkowitej wysokości podnoszenia. Podzielić natężenie przepływu i wysokość podnoszenia przez współczynniki korekcyjne i zaznaczyć wynik na charakterystyce dla czystej wody. Teraz można oszacować wymaganą prędkość pompy albo obliczyć ją według wzoru w rozdziale 10. Następnie należy odczytać zapotrzebowanie mocy dla wody z charakterystyki pompy i pomnożyć je przez względną gęstość. Otrzymujemy wymaganą prędkość pompy oraz zapotrzebowanie mocy na wale dla szlamu. Dobór pomp 16-148 Uwaga - kawitacja! W oparciu o rozdział 10 należy sprawdzić również sytuację od strony wlotu (antykawitacyjną nadwyżkę ciśnienia na ssaniu netto = NPSH). Jeżeli straty w rurociągu wlotowym pompy (wysokość ssania) są za duże, szlam ma wysoką temperaturę albo pompa pracuje na dużej wysokości, istnieje niebezpieczeństwo wystąpienia kawitacji. Krok 8. Dobrać odpowiednią wielkość silnika. Zaleca się dodanie 15 % marginesu bezpieczeństwa do wymaganej mocy. Najwłaściwszy będzie silnik o mocy najbardziej zbliżonej (wyższej!) do wymaganej. Krok 9. Dobrać napęd tak, aby uzyskać wymaganą prędkość pompy przy uwzględnieniu prędkości silnika. Ogólne wskazówki - patrz rozdział 6. Dobrze jest skonsultować się z producentem napędów lub przedstawicielami firmy Metso Minerals. Dobór pomp - podsumowanie Codziennym narzędziem podczas doboru pomp może być pogram komputerowy Metso PumpDimTM. W celu jego uzyskania należy dokonać rejestracji przy użyciu formularza zawartego w rozdziale 17. Ogólnie rzecz biorąc wykorzystuje on te same metody doboru jakie przedstawiono powyżej, jednak jest prostszy i szybszy w użyciu, a fakt, że w sposób automatyczny przedstawia wiele danych (żywotność łożysk, współczynnik ugięcia wału, zakres prędkości krytycznych) znacznie ułatwia pracę. Powodzenia!! 16-149 Dobór pomp 17. WPROWADZENIE DO PROGRAMU Metso PumpDimTM Wstęp Program komputerowy PumpDimTM dla WindowsTM Program PumpDimTM dla WindowsTM jest programem wstępnego doboru pomp firmy Metso. Przy jego pomocy można dobrać pompę dla określonych parametrów sprawności lub dla konkretnego systemu (układu rurowego), można dobrać pompę do pompowania czystej wody, cieczy lepkich lub szlamu nie sedymentującego. Program komputerowy jest dostępny po zarejestrowaniu. W celu zarejestrowania należy wypełnić załączony formularz rejestracyjny i przesłać pod podany adres. Co potrafi program PumpDimTM? Program rozpatruje i/lub oblicza następujące parametry: *Krytyczną prędkość przepływu w celu zapobieżenia osadzania się cząstek w rurociągach. *Całkowitą stratę wysokości podnoszenia w rurociągu, gdy znana jest statyczna wysokość podnoszenia, dane rurociągów i osprzętu. *Możliwość pompowania piany, gdy znany jest współczynnik piany. *Wpływ ciał stałych na wysokość podnoszenia i sprawność pompy. *Zalecany materiał układu hydraulicznego, przy uwzględnieniu wielkości ciał stałych i gęstości pulpy. *Dobór wielkości pompy do podanych warunków i obliczenie prędkości obrotowej pompy. *Współczynnik ugięcia wału i żywotności łożysk w punkcie obciążenia. *Zalecaną wielkość silnika i napędu dla podanych warunków pracy. *Gęstość szlamu w oparciu o gęstość ciał stałych i cieczy oraz zagęszczenie i/lub masę. *Natężenie przepływu przez istniejącą instalację w oparciu o dane rurociągu, własności szlamu i prędkość pompy (np. oblicza obciążenie pompy odbiorczej produktu mielenia). Ograniczenia Obliczenia programu PumpDimTM są poprawne dla szlamów sedymentujących o “normalnej” wielkości cząstki i gęstości, takich jakie spotyka się w przeróbce minerałów, przy zagęszczeniu poniżej 40 % objętościowo. 17-151 Wprowadzenie do programu PumpDimTM Szlamy homogeniczne o cząstkach zdecydowanie mniejszych aniżeli 50 um, takie jak iły, szlamy cementowe, powłoki i wypełniacze na bazie węglanu wapnia, które zachowują się jak ciała nienewtonowskie powinno się traktować jak ciecze lepkie. Należy zmierzyć rzeczywistą lepkość dynamiczną szlamu, granicę plastyczności i wskaźnik przepływu. Parametry te mogą być ustalone w oparciu o testy wykonane przez firmę Metso Minerals albo inne laboratorium. Szlam z cząstkami płaskimi lub włóknistymi, np. zendra (zgorzelina) walcownicza lub pulpa papierowa wymaga szczególnej uwagi. Zaleca się kontakt ze specjalistami firmy Metso Minerals. W razie jakichkolwiek wątpliwości zaleca się kontakt z najbliższą placówką Metso Minerals. Copyright i gwarancje Program komputerowy opracowany został przez pracowników firmy Metso Minerals i w całości pozostaje jej własnością. Na żądanie powinien zostać zwrócony. Firma Metso Minerlas posiada prawo własności programu i nie może on być kopiowany ani udostępniany osobom trzecim bez pisemnej zgody firmy. Informacje zawarte w programie mają charakter poglądowy i bez pisemnego potwierdzenia przez Metso Minerals nie stanową jakiejkolwiek oferty bądź gwarancji. Wszelkie wątpliwości dotyczące programu komputerowego powinny być kierowane do najbliższego przedstawicielstwa firmy Metso Minerals. Formularz rejestracyjny Prosimy o wykonanie kopii niniejszego formularza i przesłanie go do miejscowego biura firmy Metso Minerals pod adres: Metso Minerals (Poland) Sp. z o.o. ul. Rzepakowa 1a 40-541 Katowice tel. 032/2530729 fax. 032/2538232 [email protected] www.metso.com/pumps Nazwisko ............................................................................................. Stanowisko.................................................................................................... Firma ................................................................................................... Adres ................................................................................................... Państwo/Miasto .................................................................................... Kod pocztowy ....................................................................................... Telefon ................................................................................................. Fax....................................................................................................... E-mail ................................................................................................... Wprowadzenie do programu PumpDimTM 17-152 I8. DODATKOWE INFORMACJE TECHNICZNE Wielkości przeliczeniowe Długość 1 cal = 25.4 mm 1 stopa = 0.305 m Powierzchnia 1 cal kwadr. = 645 mm2 = 6.45 cm2 1 stopa kwadr. = 0.0929 m2 = 929 cm2 1 funt x stopa (ft.Lb) = 1.356 Nm Lepkość dynamiczna 1 cal sześcienna = 16.4 cm3 1 stopa sześcienna = 28.3 l 1 UK galon = 4.55 l 1 US galon = 3.79 l N s/m2 1 106 0,1 10-3 Masa 1 funt (lb) = 0.454 kg 1 uncja (oz) = 28.3 g 1 shortton = 907 kg N s/mm2 10-6 1 0,1 . 10-6 10-9 P cP 10 103 . 6 10 10 109 1 100 10 . 10-31 Lepkość kinematyczna m2/s St (Stoke) mm2/s cSt 1 10 . 103 106 6 . 3 10- 10 10- 1 0,1 . 10-3 1 100 Ciężar właściwy 1 funt/cal3 = 27.7 t/m3 = 27.7 g/cm3 1 funt/stopa3 = 16.0 kg/m3 Natężenie przepływu Siła 1 usgpm = 0.23 m3/h 1 Igpm = 0.276 m3/h 1 kp (kgf ) = 9.81 N 1 funt (lbf ) = 4.45 N 1 kWh 1 kcal 1 Btu 1 bar = 14.5 psi = 100 kPa 1 bar = 100 kPa 1 kp/cm2 = 98.1 kPa 1 atm = 760 torr = 101 kPa 1 funt/cal (psi) = 6.89 kPa = 0.07031 kp/cm2 1 torr (mm Hg) = 133 Pa Moment obrotowy Pojemność Energia Ciśnienie Prędkość 1 fps = 0,3408 m/s 1 fpm = 18.288 m/min = 3.60 MJ = 4.19 kJ = 1.06 kJ Klarowność zagęszczenia ppm ppb SS = TS = Moc 1 kcal/h = 1.16 W 1 hp = 746 W 18-155 = części na milion = mg/l = części na bilion = mg/m3 zawiesina ciał stałych całkowita ilość ciał stałych Dodatkowe informacje techniczne Standardowe skale sit OczkoMikron Oczko Mikron Oczko Micron 21/2 8000 14 1180 80 180 3 6700 16 1000 100 150 3 /25600 20 850 115 125 4 4750 24 710 150 106 5 4000 28 600 170 90 6 3350 32 500 200 75 7 2800 35 425 250 63 8 2360 42 355 270 53 9 2000 48 300 325 45 10 1700 60 250 400 38 12 1400 65 212 500 25 1 Dodatkowe informacje techniczne 18-156 Gęstość ciał stałych Minerał Gęstość względna Minerał A Gęstość względna G Albit2.6 Almadyn4.3 Anataz3.9 Andradyd3.8 Apatyt3.2 Arsenopiryt5.9-6.2 Autymnit, stybnit 4,6 Aurypigment3,4-3,5 Azbest2.4-2.5 Azuryl (lazuryt miedziowy) 3.8 Galena7.5 Ganit4,6 Getyt4.3 Gips2.3 Grafit2.1-2.2 Grossularyt3.5 H Halit (sól kamienna) 2.5 Hematyt5.2 Hornblenda3.1-3.3 Hypostyt3.4 B Baryt4.5 Beryl2.7-2.8 Biotyt3.0-3.1 Bizmut9.8 Brazylit5,6 I Ilmenit (żelaziak tytanowy) 4.7 K Kadnit2,6 Kalcyt (szpat wapienny) 7,0 Kastor, petalit 2,4 Kasyteryt (kamień cynowy) 7,0 Kobaltyn6,0-6,3 Kolumbit, niobit, tantalit 5,2-8,2 Korund3,9-4,1 Kowelin4,7 Kryolit3,0 Kryzokolla2,0-2,3 Krzemień2,6 Kupryt5,8-6,2 Kwarc2,7 C Celit4.0 Ceruzyt6.6 Chalkozyt5.5-5.8 Chalkopiryt4.1-4.3 Chloryt2.6-3.2 Chronit5.1 Cyjanit,dysten3,6-3,7 Cynkit8.1 Cyrkon4.7 D Dialigit3,7 Diament3.5 Diopsyd3.3-3.4 Dolomit1.8-2.9 Dysten, cyjanit 3,6-3,7 L Lepidolit2.8-2.9 Limonit2,2-2,4 M E Magnetopityt,azuryt4,6-4,7 Magnetyt4,7 Magnezyt3,0 Malachit4,0 Markazyt4,6-4-9 Miedź8,9 Mikroklin2,6 Epidot3.4 F Ferberyt7.5 Fluoryt3.2 Franklinit5.1-5.2 18-157 Dodatkowe informacje techniczne Minerał Gęstość względna Minerał T Mikrolit5,5 Molibdenit4,7-5,0 Monacyt4,9-5,5 Mulit3,2 Muskowit2,8-3,0 N Nefelit, sjenit Nikielin (piryt niklowy) Talk2.7-2.8 Tantalit, kolumbit, niobit 5.2-8.2 Tetraedryt5.0 Topaz3.5-3.6 Turmalin2.9-3.2 U 2.6 7.6-7.8 Uraninit (blenda smolista) 11.0 W O Wermikulet2,4-2,7 Wolastonit2.8-2.9 Wolframit6.7-7.5 Oliwin3.3-3.5 Ortoklaz2.5-2.6 P Z Petalit, kastor 2.4 Pirochlor4.2-4.4 Piroksen3.1-3.6 Piroluzyt4.7-5.0 Pirotyn, magnetopiryt 4.6-4.7 Piryt5,0 Platyna14,0-21,5 Zeolit2.0-2.5 Inne ciała o różnym składzie: Żużel1.5-4 Gleba1.5-2.8 Popiół lotny 1.5-3.5 Popiół denny 1.5-3 Ścieki z mokrego skrubera 2-5 Zgorzelina walcownicza 4.9-5.2 R Realgar3.6 Rodochrozyt, dialigit 3.7 Rodonit3.6-3.7 Rutil4.2-4.3 S Serpentyn2.5-2.7 Siarka2,1 Sfaleryt3.9-4.0 Silmanit3,2 Skaleń2,6-2,8 Smicyt4,1-4,5 Spinel3.6 Spodumen3.1-3.2 Srebro10,1-11,1 Stanin (piryt cynowy) 4.3-4.5 Stibnit, autymnit 4.6 Sylwit2.0 Szelit6,1 Dodatkowe informacje techniczne Gęstość względna 18-158 Woda i ciała stałe - dane gęstości pulpy A = ciała stałe wagowo (%) B = gęstość pulpy (t/m3) C = objętość pulpy (m3/t ciał stałych) Gęstość ciał stałych: 1,4 AB Gęstość ciał stałych: 1,8 C AB C AB 11.00399.714 21.00649.714 31.00933.048 41.01224.714 51.01419.714 61.01716.381 71.02014.000 81.02312.214 91.02610.825 101.029 9.714 111.032 8.805 121.036 8.048 131.039 7.407 141.042 6.857 151.045 6.381 161.048 5.964 171.051 5.597 181.054 5.270 191.057 4.977 201.061 4.714 211.064 4.476 221.067 4.260 231.070 4.062 241.074 3.881 251.077 3.714 261.080 3.560 271.084 3.418 281.087 3.286 291.090 3.163 301.094 3.048 311.097 2.940 321.101 2.839 331.104 2.745 341.108 2.655 351.111 2.571 361.115 2.492 371.118 2.417 381.122 2.346 391.125 2.278 401.129 2.214 41 1.1332.153 42 1.1362.095 43 1.1402.040 44 1.1441.987 45 1.1481.937 46 1.1511.888 47 1.1551.842 48 1.1591.798 49 1.1631.755 501.1671.714 511.1711.675 521.1741.637 531.1781.601 541.1821.566 551.1861.532 561.1901.500 571.1951.469 581.1991.438 591.2031.409 601.2071.381 611.2111.354 621.2151.327 631.2201.302 641.2241.277 651.2281.253 661.2321.229 671.2371.207 681.2411.185 691.2461.164 701.2501.143 711.2541.123 721.2591.103 731.2641.084 741.2681.066 751.2731.048 761.2771.030 771.2821.013 781.2870.996 791.2920.980 801.2960.964 11.004 99.556 21.009 49.556 31.014 32.889 41.018 24.556 51.023 19.556 61.027 16.222 71.032 13.841 81.037 12.056 91.042 10.667 101.047 9.556 111.051 8.646 121.056 7.889 131.061 7.248 141.066 6.698 151.071 6.222 161.077 5.806 171.082 5.438 181.087 5.111 191.092 4.819 201.098 4.556 211.103 4.317 221.108 4.101 231.114 3.903 241.119 3.722 251.125 3.556 261.131 3.402 271.136 3.259 281.142 3.127 291.148 3.004 301.154 2.889 311.160 2.781 321.166 2.681 331.172 2.586 341.178 2.497 351.184 2.413 361.190 2.333 371.197 2.258 381.203 2.187 391.210 2.120 401.216 2.056 18-159 C AB C 411.2231.995 421.2301.937 431.2361.881 441.2431.828 451.2501.778 461.2571.729 471.2641.683 481.2711.639 491.2781.596 501.286 1.556 511.293 1.516 521.301 1.479 531.308 1.442 541.316 1.407 551.324 1.374 561.331 1.341 571.339 1.310 581.347 1.280 591.355 1.250 601.364 1.222 611.372 1.195 621.380 1.168 631.389 1.143 641.398 1.118 651.406 1.094 661.415 1.071 671.424 1.048 681.433 1.026 691.442 1.005 701.452 0.984 711.461 0.964 721.471 0.944 731.480 0.925 741.490 0.907 751.500 0.889 761.510 0.871 771.520 0.854 781.531 0.838 791.541 0.821 801.552 0.806 Dodatkowe informacje techniczne Woda i ciała stałe - dane gęstości pulpy A = ciała stałe wagowo (%) B = gęstość pulpy (t/m3) C = objętość pulpy (m3/t ciał stałych) Gęstość ciał stałych: 2,0 A B C 11.00599.500 21.01049.500 31.01532.833 41.02024.500 51.02619.500 61.03116.167 71.03613.786 81.04212.000 91.04710.611 101.053 9.500 111.058 8.591 121.064 7.833 131.070 7.192 141.075 6.643 151.081 6.167 161.087 5.750 171.093 5.382 181.099 5.056 191.105 4.763 201.111 4.500 211.117 4.262 221.124 4.045 231.130 3.848 241.136 3.667 251.143 3.500 261.149 3.346 271.156 3.204 281.163 3.071 291.170 2.948 301.176 2.833 311.183 2.726 321.190 2.625 331.198 2.530 341.205 2.441 351.212 2.357 361.220 2.278 371.227 2.203 381.235 2.132 391.242 2.064 401.250 2.000 AB C 41 1.2581.939 42 1.2661.881 43 1.2741.826 44 1.2821.773 45 1.2901.722 46 1.2991.674 47 1.3071.628 48 1.3161.583 49 1.3251.541 501.3331.500 511.3421.461 521.3511.423 531.3611.387 541.3701.352 551.3791.318 561.3891.286 571.3991.254 581.4081.224 591.4181.195 601.4291.167 611.4391.139 621.4491.113 631.4601.087 641.4711.063 651.4811.038 661.4931.015 671.5040.993 681.5150.971 691.5270.949 701.5380.929 711.5500.908 721.5630.889 731.5750.870 741.5870.851 751.6000.833 761.6130.816 771.6260.799 781.6390.782 791.6530.766 801.6670.750 Dodatkowe informacje techniczne 18-160 Gęstość ciał stałych: 2,6 AB C 11.006 99.385 21.012 49.385 31.019 32.718 41.025 24.385 51.032 19.385 61.038 16.051 71.045 13.670 81.052 11.885 91.059 10.496 101.066 9.385 111.073 8.476 121.080 7.718 131.087 7.077 141.094 6.527 151.102 6.051 161.109 5.635 171.117 5.267 181.125 4.940 191.132 4.648 201.140 4.385 211.148 4.147 221.157 3.930 231.165 3.732 241.173 3.551 251.182 3.385 261.190 3.231 271.199 3.088 281.208 2.956 291.217 2.833 301.226 2.718 311.236 2.610 321.245 2.510 331.255 2.415 341.265 2.326 351.275 2.242 361.285 2.162 371.295 2.087 381.305 2.016 391.316 1.949 401.327 1.885 AB C 411.3371.824 421.3491.766 431.3601.710 441.3711.657 451.3831.607 461.3951.559 471.4071.512 481.4191.468 491.4321.425 501.444 1.385 511.457 1.345 521.471 1.308 531.484 1.271 541.498 1.236 551.512 1.203 561.526 1.170 571.540 1.139 581.555 1.109 591.570 1.080 601.585 1.051 611.601 1.024 621.617 0.998 631.633 0.972 641.650 0.947 651.667 0.923 661.684 0.900 671.702 0.877 681.720 0.855 691.738 0.834 701.757 0.813 711.776 0.793 721.796 0.774 731.816 0.754 741.836 0.736 751.857 0.718 761.879 0.700 771.901 0.683 781.923 0.667 791.946 0.650 801.970 0.635 Woda i ciała stałe - dane gęstości pulpy A = ciała stałe wagowo (%) B = gęstość pulpy (t/m3) C = objętość pulpy (m3/t ciał stałych) Gęstość ciał stałych: 2,8 A B C A B C 11.00699.357 41 1.3581.796 21.01349.357 42 1.3701.738 31.02032.690 43 1.3821.683 41.02624.357 44 1.3941.630 51.03319.357 45 1.4071.579 61.04016.024 46 1.4201.531 71.04713.643 47 1.4331.485 81.05411.857 48 1.4461.440 91.06110.468 49 1.4601.398 101.069 9.357 501.4741.357 111.076 8.448 511.4881.318 121.084 7.690 521.5021.280 131.091 7.049 531.5171.244 141.099 6.500 541.5321.209 151.107 6.024 551.5471.175 161.115 5.607 561.5631.143 171.123 5.239 571.5781.112 181.131 4.913 581.5951.081 191.139 4.620 591.6111.052 201.148 4.357 601.6281.024 211.156 4.119 611.6450.996 221.165 3.903 621.6630.970 231.174 3.705 631.6810.944 241.182 3.524 641.6990.920 251.191 3.357 651.7180.896 261.201 3.203 661.7370.872 271.210 3.061 671.7570.850 281.220 2.929 681.7770.828 291.229 2.805 691.7970.806 301.239 2.690 701.8180.786 311.249 2.583 711.8400.766 321.259 2.482 721.8620.746 331.269 2.387 731.8840.727 341.280 2.298 741.9070.708 351.290 2.214 751.9310.690 361.301 2.135 761.9550.673 371.312 2.060 771.9800.656 381.323 1.989 782.0060.639 391.335 1.921 792.0320.623 401.346 1.857 802.0590.607 18-161 Gęstość ciał stałych: 3,0 A B C A B C 11.007 99.333 411.3761.772 21.014 49.333 421.3891.714 31.020 32.667 431.4021.659 41.027 24.333 441.4151.606 51.034 19.333 451.4291.556 61.042 16.000 461.4421.507 71.049 13.619 471.4561.461 81.056 11.833 481.4711.417 91.064 10.444 491.4851.374 101.071 9.333 501.500 1.333 111.079 8.424 511.515 1.294 121.087 7.667 521.531 1.256 131.095 7.026 531.546 1.220 141.103 6.476 541.563 1.185 151.111 6.000 551.579 1.152 161.119 5.583 561.596 1.119 171.128 5.216 571.613 1.088 181.136 4.889 581.630 1.057 191.145 4.596 591.648 1.028 201.154 4.333 601.667 1.000 211.163 4.095 611.685 0.973 221.172 3.879 621.705 0.946 231.181 3.681 631.724 0.921 241.190 3.500 641.744 0.896 251.200 3.333 651.765 0.872 261.210 3.179 661.786 0.848 271.220 3.037 671.807 0.826 281.230 2.905 681.829 0.804 291.240 2.782 691.852 0.783 301.250 2.667 701.875 0.762 311.261 2.559 711.899 0.742 321.271 2.458 721.923 0.722 331.282 2.364 731.948 0.703 341.293 2.275 741.974 0.685 351.304 2.190 752.000 0.667 361.316 2.111 762.027 0.649 371.327 2.036 772.055 0.632 381.339 1.965 782.083 0.615 391.351 1.897 792.113 0.599 401.364 1.833 802.143 0.583 Dodatkowe informacje techniczne Woda i ciała stałe - dane gęstości pulpy A = ciała stałe wagowo (%) B = gęstość pulpy (t/m3) C = objętość pulpy (m3/t ciał stałych) Gęstość ciał stałych: 3,2 A B C 11.00799.313 21.01449.313 31.02132.646 41.02824.313 51.03619.313 61.04315.979 71.05113.598 81.05811.813 91.06610.424 101.074 9.313 111.082 8.403 121.090 7.646 131.098 7.005 141.107 6.455 151.115 5.979 161.124 5.563 171.132 5.195 181.141 4.868 191.150 4.576 201.159 4.313 211.169 4.074 221.178 3.858 231.188 3.660 241.198 3.479 251.208 3.313 261.218 3.159 271.228 3.016 281.238 2.884 291.249 2.761 301.260 2.646 311.271 2.538 321.282 2.438 331.293 2.343 341.305 2.254 351.317 2.170 361.329 2.090 371.341 2.015 381.354 1.944 391.366 1.877 401.379 1.813 AB C 41 1.3931.752 42 1.4061.693 43 1.4201.638 44 1.4341.585 45 1.4481.535 46 1.4631.486 47 1.4771.440 48 1.4931.396 49 1.5081.353 501.5241.313 511.5401.273 521.5561.236 531.5731.199 541.5901.164 551.6081.131 561.6261.098 571.6441.067 581.6631.037 591.6821.007 601.7020.979 611.7220.952 621.7430.925 631.7640.900 641.7860.875 651.8080.851 661.8310.828 671.8540.805 681.8780.783 691.9020.762 701.9280.741 711.9540.721 721.9800.701 732.0080.682 742.0360.664 752.0650.646 762.0940.628 772.1250.611 782.1560.595 792.1890.578 802.2220.563 Dodatkowe informacje techniczne 18-162 Gęstość ciał stałych: 3,4 AB C 11.007 99.294 21.014 49.294 31.022 32.627 41.029 24.294 51.037 19.294 61.044 15.961 71.052 13.580 81.060 11.794 91.068 10.405 101.076 9.294 111.084 8.385 121.093 7.627 131.101 6.986 141.110 6.437 151.118 5.961 161.127 5.544 171.136 5.176 181.146 4.850 191.155 4.557 201.164 4.294 211.174 4.056 221.184 3.840 231.194 3.642 241.204 3.461 251.214 3.294 261.225 3.140 271.235 2.998 281.246 2.866 291.257 2.742 301.269 2.627 311.280 2.520 321.292 2.419 331.304 2.324 341.316 2.235 351.328 2.151 361.341 2.072 371.354 1.997 381.367 1.926 391.380 1.858 401.393 1.794 AB C 411.4071.733 421.4211.675 431.4361.620 441.4511.567 451.4661.516 461.4811.468 471.4961.422 481.5121.377 491.5291.335 501.545 1.294 511.563 1.255 521.580 1.217 531.598 1.181 541.616 1.146 551.635 1.112 561.654 1.080 571.673 1.049 581.693 1.018 591.714 0.989 601.735 0.961 611.756 0.933 621.778 0.907 631.801 0.881 641.824 0.857 651.848 0.833 661.872 0.809 671.897 0.787 681.923 0.765 691.950 0.743 701.977 0.723 712.005 0.703 722.033 0.683 732.063 0.664 742.094 0.645 752.125 0.627 762.157 0.610 772.191 0.593 782.225 0.576 792.261 0.560 802.297 0.544 Woda i ciała stałe - dane gęstości pulpy A = ciała stałe wagowo (%) B = gęstość pulpy (t/m3) C = objętość pulpy (m3/t ciał stałych) Gęstość ciał stałych: 3,6 A B C 11.00799.278 21.01549.278 31.02232.611 41.03024.278 51.03719.278 61.04515.944 71.05313.563 81.06111.778 91.07010.389 101.078 9.278 111.086 8.369 121.095 7.611 131.104 6.970 141.112 6.421 151.121 5.944 161.131 5.528 171.140 5.160 181.149 4.833 191.159 4.541 201.169 4.278 211.179 4.040 221.189 3.823 231.199 3.626 241.210 3.444 251.220 3.278 261.231 3.124 271.242 2.981 281.253 2.849 291.265 2.726 301.277 2.611 311.288 2.504 321.301 2.403 331.313 2.308 341.325 2.219 351.338 2.135 361.351 2.056 371.365 1.980 381.378 1.909 391.392 1.842 401.406 1.778 AB C 41 1.4211.717 42 1.4351.659 43 1.4501.603 44 1.4661.551 45 1.4811.500 46 1.4981.452 47 1.5141.405 48 1.5311.361 49 1.5481.319 501.5651.278 511.5831.239 521.6011.201 531.6201.165 541.6391.130 551.6591.096 561.6791.063 571.7001.032 581.7211.002 591.7420.973 601.7650.944 611.7870.917 621.8110.891 631.8350.865 641.8600.840 651.8850.816 661.9110.793 671.9380.770 681.9650.748 691.9930.727 702.0220.706 712.0520.686 722.0830.667 732.1150.648 742.1480.629 752.1820.611 762.2170.594 772.2530.576 782.2900.560 792.3290.544 802.3680.528 18-163 Gęstość ciał stałych: 3,8 AB C 11.007 99.263 21.015 49.263 31.023 32.596 41.030 24.263 51.038 19.263 61.046 15.930 71.054 13.549 81.063 11.763 91.071 10.374 101.080 9.263 111.088 8.354 121.097 7.596 131.106 6.955 141.115 6.406 151.124 5.930 161.134 5.513 171.143 5.146 181.153 4.819 191.163 4.526 201.173 4.263 211.183 4.025 221.193 3.809 231.204 3.611 241.215 3.430 251.226 3.263 261.237 3.109 271.248 2.967 281.260 2.835 291.272 2.711 301.284 2.596 311.296 2.489 321.309 2.388 331.321 2.293 341.334 2.204 351.348 2.120 361.361 2.041 371.375 1.966 381.389 1.895 391.403 1.827 401.418 1.763 AB C 411.4331.702 421.4481.644 431.4641.589 441.4801.536 451.4961.485 461.5131.437 471.5301.391 481.5471.346 491.5651.304 501.583 1.263 511.602 1.224 521.621 1.186 531.641 1.150 541.661 1.115 551.681 1.081 561.703 1.049 571.724 1.018 581.746 0.987 591.769 0.958 601.792 0.930 611.816 0.903 621.841 0.876 631.866 0.850 641.892 0.826 651.919 0.802 661.947 0.778 671.975 0.756 682.004 0.734 692.034 0.712 702.065 0.692 712.097 0.672 722.130 0.652 732.164 0.633 742.199 0.615 752.235 0.596 762.273 0.579 772.311 0.562 782.351 0.545 792.393 0.529 802.436 0.513 Dodatkowe informacje techniczne Woda i ciała stałe - dane gęstości pulpy A = ciała stałe wagowo (%) B = gęstość pulpy (t/m3) C = objętość pulpy (m3/t ciał stałych) Gęstość ciał stałych: 4,2 A B C 11.00899.238 21.01549.238 31.02332.571 41.03124.238 51.04019.238 61.04815.905 71.05613.524 81.06511.738 91.07410.349 101.082 9.238 111.091 8.329 121.101 7.571 131.110 6.930 141.119 6.381 151.129 5.905 161.139 5.488 171.149 5.120 181.159 4.794 191.169 4.501 201.180 4.238 211.190 4.000 221.201 3.784 231.212 3.586 241.224 3.405 251.235 3.238 261.247 3.084 271.259 2.942 281.271 2.810 291.284 2.686 301.296 2.571 311.309 2.464 321.322 2.363 331.336 2.268 341.350 2.179 351.364 2.095 361.378 2.016 371.393 1.941 381.408 1.870 391.423 1.802 401.438 1.738 AB C 41 1.4541.677 42 1.4711.619 43 1.4871.564 44 1.5041.511 45 1.5221.460 46 1.5401.412 47 1.5581.366 48 1.5771.321 49 1.5961.279 501.6151.238 511.6361.199 521.6561.161 531.6771.125 541.6991.090 551.7211.056 561.7441.024 571.7680.992 581.7920.962 591.8170.933 601.8420.905 611.8680.877 621.8950.851 631.9230.825 641.9520.801 651.9810.777 662.0110.753 672.0430.731 682.0750.709 692.1080.687 702.1430.667 712.1780.647 722.2150.627 732.2530.608 742.2930.589 752.3330.571 762.3760.554 772.4190.537 782.4650.520 792.5120.504 802.5610.488 Dodatkowe informacje techniczne 18-164 Gęstość ciał stałych: 4,6 AB C 11.008 99.217 21.016 49.217 31.024 32.551 41.032 24.217 51.041 19.217 61.049 15.884 71.058 13.503 81.067 11.717 91.076 10.329 101.085 9.217 111.094 8.308 121.104 7.551 131.113 6.910 141.123 6.360 151.133 5.884 161.143 5.467 171.153 5.100 181.164 4.773 191.175 4.481 201.186 4.217 211.197 3.979 221.208 3.763 231.220 3.565 241.231 3.384 251.243 3.217 261.255 3.064 271.268 2.921 281.281 2.789 291.294 2.666 301.307 2.551 311.320 2.443 321.334 2.342 331.348 2.248 341.363 2.159 351.377 2.075 361.392 1.995 371.408 1.920 381.423 1.849 391.439 1.781 401.456 1.717 AB C 411.4721.656 421.4901.598 431.5071.543 441.5251.490 451.5441.440 461.5631.391 471.5821.345 481.6021.301 491.6221.258 501.643 1.217 511.664 1.178 521.686 1.140 531.709 1.104 541.732 1.069 551.756 1.036 561.780 1.003 571.805 0.972 581.831 0.942 591.858 0.912 601.885 0.884 611.913 0.857 621.943 0.830 631.973 0.805 642.003 0.780 652.035 0.756 662.068 0.733 672.102 0.710 682.138 0.688 692.174 0.667 702.212 0.646 712.250 0.626 722.291 0.606 732.333 0.587 742.376 0.569 752.421 0.551 762.468 0.533 772.516 0.516 782.567 0.499 792.620 0.483 802.674 0.467 Woda i ciała stałe - dane gęstości pulpy A = ciała stałe wagowo (%) B = gęstość pulpy (t/m3) C = objętość pulpy (m3/t ciał stałych) Gęstość ciał stałych: 5,0 A B C 1 1.008 99.200 2 1.016 49.200 3 1.025 32.533 4 1.033 24.200 5 1.042 19.200 6 1.050 15.867 7 1.059 13.486 8 1.068 11.700 9 1.078 10.311 10 1.087 9.200 11 1.096 8.291 12 1.106 7.533 13 1.116 6.892 14 1.126 6.343 15 1.136 5.867 16 1.147 5.450 17 1.157 5.082 18 1.168 4.756 19 1.179 4.463 20 1.190 4.200 21 1.202 3.962 22 1.214 3.745 23 1.225 3.548 24 1.238 3.367 25 1.250 3.200 26 1.263 3.046 27 1.276 2.904 28 1.289 2.771 29 1.302 2.648 30 1.316 2.533 31 1.330 2.426 32 1.344 2.325 33 1.359 2.230 34 1.374 2.141 35 1.389 2.057 36 1.404 1.978 37 1.420 1.903 38 1.437 1.832 39 1.453 1.764 40 1.471 1.700 AB C 41 1.488 1.639 42 1.506 1.581 43 1.524 1.526 44 1.543 1.473 45 1.563 1.422 46 1.582 1.374 47 1.603 1.328 48 1.623 1.283 49 1.645 1.241 50 1.667 1.200 51 1.689 1.161 52 1.712 1.123 53 1.736 1.087 54 1.761 1.052 55 1.786 1.018 56 1.812 0.986 57 1.838 0.954 58 1.866 0.924 59 1.894 0.895 60 1.923 0.867 61 1.953 0.839 62 1.984 0.813 63 2.016 0.787 64 2.049 0.763 65 2.083 0.738 66 2.119 0.715 67 2.155 0.693 68 2.193 0.671 69 2.232 0.649 70 2.273 0.629 71 2.315 0.608 72 2.358 0.589 73 2.404 0.570 74 2.451 0.551 75 2.500 0.533 76 2.551 0.516 77 2.604 0.499 78 2.660 0.482 79 2.717 0.466 80 2.778 0.450 18-165 Dodatkowe informacje techniczne 19. TABLICE ODPORNOŚCI CHEMICZNEJ Materiały Elasto i Mero Czynnik Butyl EPDM Nitryl ChloroprenCSM*Poliuretan Elastokauczuk Chlorek aluminium Fosforan aluminium Azotan amonowy Tłuszcze zwierzęce naturalny Hypalon A A A A A A A A A A A A A A C A A A B A U U B B A B B A Płynny cukier buraczany A A AA A A Roztwór środka bielącego U AA C A Solanka AA A A Olej bunkrowy A B Wodorotlenek wapnia A A A A A A A Podchloryn wapniowy U A A C C A Chlor (mokry) U C C U C U Roztwory do chromowaniaUUUU U CU Chlorek miedzi A A A A A A A Cyjan miedzi A A A A A A A Siarczan miedzi B A A A A A A Olej kreozotowy U U U B C C B Roztwory detergentowe B A A A A A U Olej napędowy U U U A B B B Kwasy tłuszczowe C U U B B B Chlorek żelaza A A A A A A A Azotan żelaza A A A A A A Siarczan żelaza A A A A A A Kwas fluorokrzemowy A A A A Olej opałowy U U U A B B B Benzyna U U UA B B A Gliceryna A A AA A A A Glikol A A AA A A B Olej hydrauliczny U U U A B B A Kwas solny gorący >37% U C CU U C U Kwas solny zimny <37% B A AB B A U Kwas solny (koncentrat) U B B U B A U Kwas solny (bezwodny) U BB A *= polietylen sześciochlorowy A = zalecany - wpływ mały albo brak wpływu B = wpływ mniejszy od umiarkowanego C = wpływ większy od umiarkowanego U = nie zalecany 19-167 Tablice odporności chemicznej Materiały Elasto i Mero - ciąg dalszy Czynnik Elastokauczuk naturalny Nadtlenek wodoru (90%) Butyl U Nafta U Lakiery U Rozpuszczalniki lakierów U Octan ołowiawy Oleje smarownicze U Ług B Chlorek magnezu A Olej mineralny U Ciężka benzyna U Chlorek niklu A Siarczan niklu B Koncentrat kwasu azotowego U Rozcieńczony kwas azotowyU Oliwa z oliwek U Kwas fosforowy 20 % C Roztwór trawiący Olej sosnowy U Węglan potasu B Woda morska A Ścieki B Oleje silikonowe A Popiół sodowy A Wodorosiarczyn sodu B Ługi siarczynowe B Kwas siarkowy rozcieńczonyC Kwas siarkowy koncentrat U Płyn transmisyjny typu A U Trójchloroetylen U EPDM ChloroprenCSM*Poliuretan Nitryl Hypalon C CU C U UA C C B U UU U U U U UU U U U A AB B U UA B B B A AB B A B A AA A A A U UA B B A U UC C U C A AA A A A AA A A A C CU C B U B B U A A C B BA B B A A AB B A A CC C U UB U U B BB B B A AA A A B BA A A U A AA A A A A AA A A A AA A A B BB B B B BU B A B B BU U B U U UA B B A U U CU U U *= polietylen sześciochlorowy A = zalecany - wpływ mały albo brak wpływu B = wpływ mniejszy od umiarkowanego C = wpływ większy od umiarkowanego U = nie zalecany Tablice odporności chemicznej 18-168 Staliwa HighChrome Temperatura oC 20o Siarczan aluminium Amoniak bezwodny Woda amoniakalna Chlorek amonowy Woda królewska Roztwory aromatyczne Solanki nasycone Bromek (K) Chlorek sodu Dwusiarczek węgla Kwas węglowy Soda kaustyczna Techniczny węglan potasowy Chlorki uwodnione Chlorki sodu, potasu, manganu Siarczan miedzi Emulgatory (różnej koncentracji) Eter Kwasy tłuszczowe (Cb) Siarczan żelaza Fluor uwodniony Kwas fluorokrzemowy Kwas solny (10%) Kwas solny (koncentrat) Kwas fluorowodorowy (40%) Kwas fluorowodorowy (75%) Siarkowodór Podchloryny Podchloryn (12 - 14% Na) Octan ołowiawy Wapno (CaO) Metanol Mleko i produkty mleczne Melasa Ciężka benzyna Naftalen Sole niklu U U U A A A A A A A U U U A A A U U U U U U U U U A A A A A A A A A A A A U U U U U U U U U U U U AA A A A A A A A U U U U U U U U U U U U U U U U U U AA A AB C A brak danych brak danych A A C A A A AA A A B B AA A A A A AA A U U U 19-169 60o 100o Tablice odporności chemicznej Staliwa HighChrome Temperatura oC20o60o100o Azotany sodu, wapnia, amoniaku Kwas azotowy (25%) Kwas azotowy (50%) Kwas azotowy (90%) Kwas azotowy, parujący Azotyn (Na) Olej napędowy Olejki eteryczne Oleje smarownicze Oleje aromatyczne Oleje mineralne Oleje ziemniaczane Oleje zwierzęce Benzyna lakowa Fenol Kwas fosforowy (20%) Chlorki fosforowe Woda morska Węglan sodu Krzemian sodu Siarczan sodu Chlorek cynowy Skrobia Cukier, syropy, dżemy Siarczany (Na, K, Mg, Ca) Siarka Dwutlenek siarki suchy Dwutlenek siarki mokry Dwutlenek siarki (96%) Trójtlenek siarki Kwas siarkowy (50 %) Chlorki siarki Łój Kwas garbnikowy (10%) Środki nawilżające (do 50%) Chlorek cynku A A A A A C A A C A A C A B C A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A A AA A U U U U U U A A B A A A A A A U U U U U U AA A A A A A A A AA A A A A A B C U U U U U U U U U U U U AA A A A A A A A U U U A = zalecany - wpływ mały albo brak wpływu B = wpływ mniejszy od umiarkowanego C = wpływ większy od umiarkowanego U = nie zalecany Tablice odporności chemicznej 18-170 Notes Notes 20-171 Notes 20-172 Notes Notes Notes 20-173 • Metso Minerals (Sweden) AB Norrängsgatan 2, SE-733 38 Sala, Sweden, Phone: +46 224 571 00, Fax: +46 224 169 50 • Metso Minerals Industries Inc. 4820 Centennial Blvd, Suite 115, Colorado Springs, Co 80919-3351, USA, Phone: +1 719 471 3443, Fax: +1 719 471 4469 • Metso Minerals Industries Inc. P.O. Box 96, Birmingham, AL 35201, USA, Phone: +1 205 599 6600, Fax: +1 205 599 6623 •Metso Minerals (South Africa) (Pty) Ltd. Private Bag X2006, Isando, Johannesburg,1600, South Africa, Phone: +27 11 961 4000, Fax: +27 11 397 2050 • Metso Minerals (Australia) Ltd. Level 2, 1110 Hay Street, West Perth, WA 6005, Australia, Phone: +61 8 9420 5555, Fax: +61 8 9320 2500 • Metso Minerals (India) Pvt Ltd 1th floor, DLF Building No. 10, Tower A, DLF Cyber City, Phase - III, Gurgaon - 122 002, India, Phone: +91 124 235 1541, Fax: +91 124 235 1601 • Metso Perú S.A. Calle 5 Nro. 144, Urb. Industrial Vulcano, Ate, Lima 03, Peru, Phone: +51 1 313 4366, Fax: +51 1 349 0913 • Metso Minerals (Chile) S.A. Av. Los Conquistadores 2758, Piso 3, Providencia, Santiago, Chile, Phone: +56 2 370 2000, Fax: +56 2 370 2039 • Metso Brasil Indústria e Comércio Ltda. Av. Independência, 2500 Éden, 18087-101 Sorocaba-SP - Brazil, Phone: +55 15 2102 1300 The information contained herein is general in nature and is not intended for specific construction, installation or application purposes. Predictions of actual performance of a given piece of equipment should take into account the many variable field factors the machine is liable to encounter. Because of those factors, no warranty of any kind, expressed or implied, is extended by presenting the generalized data herein. We reserve the right to make changes in specifications shown herein or add improvements at any time without notice or obligation. www.metso.com E-mail: [email protected] Pumps information at www.metso.com/pumps Metso Minerals (Poland) Sp. z o.o. ul. Porcelanowa 12 40-246 Katowice Poland tel. 032/2530729 fax. 032/2538232 [email protected] www.metsominerals.pl © Metso 2012. Edition 2. € 15.
