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.
Download
Random flashcards
ALICJA

4 Cards oauth2_google_3d22cb2e-d639-45de-a1f9-1584cfd7eea2

bvbzbx

2 Cards oauth2_google_e1804830-50f6-410f-8885-745c7a100970

66+6+6+

2 Cards basiek49

Pomiary elektr

2 Cards m.duchnowski

Prace Magisterskie

2 Cards Pisanie PRAC

Create flashcards