Tööstusuudised: hüdrauliline keraamiline kolbpump lahendab 40% tahkesisaldusega muda kaugema edasitoimetamise

Sissejuhatus

Kõrge tahke ainesisaldusega muda kaugvedu on endiselt suur tehniline väljakutse tekstiili trükkimise-värvimise, kaevandamise ja olmereoveepuhastusprojektide puhul. Tüüpilise mitte-Newtoni vedelikuna sisaldab kõrge kontsentratsiooniga muda rohkelt tahkeid osakesi ja tekitab palju suurema torujuhtme hõõrdumise kui puhas vesi. Kui sellistes töötingimustes kasutatakse tavapäraseid tsentrifugaalpumpasid, kogevad operaatorid sageli tiiviku kiiret kulumist, torujuhtmete ummistusi, voolu vähenemist ja sagedasi hooldusseiskumisi, mis mõjutavad negatiivselt muda kõrvaldamise rajatiste stabiilset tööd.

Sinou Environmentali tehniline meeskond on läbi viinud spetsiaalse teostatavusuuringu, et rahuldada reaalseid nõudmisi suure tahke ainesisaldusega muda ülekandmiseks kilomeetrite ulatuses. Võttes söötmeks 40% tahke sisaldusega veetustatud muda, hõlmab uuring hüdraulilist arvutust, hüdraulikasüsteemi sobitamise kontrollimist, komplekti konfiguratsiooni valikut, riskianalüüsi ja majanduslikku hindamist. Analüüs pakub väärtuslikku teavet EPC töövõtjatele, projekteerimisinstituutidele ja lõppkasutajatele setete transpordiprojektide seadmete valikul.

Põhilised arvutamise tingimused

Selle hindamise jaoks määratletud piirtingimused on järgmised:

• Keskmine: veetustatud muda, mille tahke aine sisaldus on umbes 40%.
• Projekteeritud voolukiirus: 100m³/h
• Horisontaalne edastuskaugus: 1000m
• Staatiline tõstekõrgus: 20m
• Toiteallikas: hüdrauliline keraamiline kolvipump, mida käitab HY180 aksiaalkolbiga muutuv pump

Hüdraulilise arvutuse järgi ulatub muda tihedus 1360 kg/m³. DN150 kulumiskindel toru on vastu võetud voolukiirusega 1,57 m/s. Kombineerides 20 m staatilise kõrguse ja hõõrdekadu vahemikus 40 m kuni 70 m (vahehinnanguks võetud 55 m), on kogu läga kolonni kõrguseks 75 m. Pumba teoreetiline nõutav väljundrõhk on umbes 1,0 MPa. Arvestades kohalikku takistust ja ohutust, ei tohiks pumba nimitöörõhk olla väiksem kui 1,2 MPa.

Hüdraulilise sobitamise jaoks kasutatakse hüdrosilindri ja lägasilindri pindalade suhet 1:10. Kontrollimine näitab, et HY180 pumba nimirõhk on 31,5 MPa, mis on tunduvalt kõrgem kui nõutav tööõli rõhk 12 MPa. Selle väljundvoog vastab süsteeminõuetele. Varustatud 40-45 kW VFD mootoriga, saab voolu reguleerida muutuva sagedusega kiiruse reguleerimisega, et vältida tarbetut energiaraiskamist. Teoreetiline arvutus tõestab, et see võimsuse konfiguratsioon vastab projekti kavandamise eesmärkidele.

Soovitatav täielik komplekti konfiguratsioon

Pikaajalise stabiilse töö tagamiseks pakub tehniline osakond välja järgmise täieliku konfiguratsiooni:

1. Hüdrauliline keraamiline kolbpumba põhiseade 

Võtke kasutusele kahe- või kolmesilindriline struktuur keraamiliste kolbide ja keraamiliste klapipesadega. Nimivooluhulk on 105-110 m³/h töövaruga; nimirõhk ≥1,6 MPa. Hüdrosilindri ja lägasilindri pindala suhe on 1:10. Keraamilised komponendid tagavad suurepärase kulumisvastase toime kõrge kuivainesisaldusega muda pideva hõõrdumise vastu ja pikendavad kuluvate osade hooldusintervalli.

2. Hüdraulikajaam 

Kasutage HY180 aksiaalkolbiga muutuvat pumpa paindlikuks kohapealseks rõhu ja voolu reguleerimiseks. Valitakse IP55 kaitseklassi ja F-klassi isolatsiooniga 45kW VFD mootor. Tugikomponentide hulka kuuluvad standardne õlipaak, jahutusseade, filtreerimissüsteem ja integreeritud klapiplokid. Muutuva pumba ja VFD mootori kombinatsioon reguleerib dünaamiliselt väljundit vastavalt muda tingimustele, et saavutada energiasäästlikkus.

3. Torujuhtmesüsteem 

Soovitatav on kulumiskindel torujuhe DN150 PN16. Materjalivalikute hulgas on UHMW-PE või terasvoodriga plastik. Tegelik paigalduspikkus peaks jätma varu kuni 1050 m, et kompenseerida põlvedest ja ühendustest põhjustatud kohalikku takistust.

4.Automaatne juhtimissüsteem 

PLC-põhine juhtimissüsteem kogub reaalajas andmeid, sealhulgas pumba väljalaskerõhk, voolukiirus, hüdrojaama õlirõhk ja õli temperatuur. Toetatud on nii konstantse voolu kui ka konstantse rõhu juhtimisrežiimid. Sisseehitatud kaitsed ülerõhu, ületemperatuuri ja ülekoormuse eest käivitavad häirete korral häired ja vähendavad kohapealseid tööriske.

Projekti riskid ja maandamise meetmed

Torujuhtme hõõrdekadu selles uuringus hinnatakse empiiriliste koefitsientide põhjal. Tegelik väljatakistus varieerub märkimisväärselt sõltuvalt muda reoloogiast, osakeste koostisest, temperatuurist ja toru sisepinna seisundist, ulatudes 40 meetrist 70 meetrini või äärmuslikes tingimustes isegi rohkem.

Kui kohapealne hõõrdekadu ületab hinnangulisi väärtusi, tõuseb nõutav pumba rõhk ja hüdraulikaõli rõhk. Ebapiisav varu lühendab seadme kasutusiga. Pakutakse välja kolm praktilist vastumeedet:

• Koguge enne projekti teostamist tõelised mudaproovid ja viige läbi reoloogiline test või silmustoru katse, et saada täpsed andmed torujuhtme takistuse kohta lõplikuks seadmete valikuks.
• Süsteemi projekteerimisel reservi 25–30% rõhu ohutusvaru. Sel juhul on tööõli rõhk (12 MPa) palju madalam pumba nimirõhust (31,5 MPa), jättes piisavalt reguleerimisruumi muutuvate töökoha tingimuste jaoks.
• Kasutage VFD kiiruse reguleerimist koos suletud ahela rõhureguleerimisega, et dünaamiliselt muuta pumba kiirust ja kohaneda muutuvate muda omadustega.

Majanduse ja usaldusväärsuse hindamine

Aksiaalkolbpump HY180 on välja töötatud ja standardiseeritud hüdrokomponent, millel on stabiilne tarneahel ja kontrollitav alginvesteering kogu hüdrojaama jaoks. Ühe pumba paigutusel on lihtne struktuur ja vähem tõrkepunkte, mis tagab mugava põlluhoolduse. Keraamilised kolvid ja klapipesad tagavad suure tahke ainesisaldusega muda hooldamisel suurepärase kulumiskindluse, vähendades varuosade tarbimist ja seisakuid.

Eeldusel, et aastane töötund on 6000 tundi ja tööstusliku elektri hind 0,7 CNY/kWh, on 45 kW võimsusega mootori aastane energiatarbimise kulu ligikaudu 189 000 CNY. See tagab soodsa energiatõhususe ja sobib pideva muda transpordi stsenaariumitega, nagu tekstiili reoveepuhastus, kaevandusjäätmete kõrvaldamine ja olmemuda projektid.

Järeldus

Põhjaliku arvutuse ja hinnangu põhjal, mida juhivad HY180 aksiaalkolbiga muutuvpump ja 45 kW VFD mootor, suudab hüdrauliline keraamiline kolbpump tehniliselt teostada 100 m³/h 40% tahkesisaldusega muda transportimist üle 1000 meetri horisontaalse vahemaa tagant õige süsteemi konstruktsiooni korral.

Tuleb rõhutada, et mõõdetud muda reoloogilised andmed on projekti edukaks elluviimiseks hädavajalikud; empiiriline hinnang üksi ei saa asendada tegelikku valimitesti. See aruanne võib olla võrdlusaluseks EPC töövõtjatele, projekteerimisinstituutidele ja tööstusettevõtetele muda kõrvaldamise projekti seadmete valimisel.

Viitedokument: Teostatavuse tehnilise analüüsi aruanne kõrge kontsentratsiooniga muda transportimiseks mõeldud hüdraulilise keraamilise kolbpumba kohta, Sinou tehniline osakond, 29. detsember 2025