Горизонтальные шламовые насосы – принцип работы, области применения, преимущества и недостатки
Нефтегазодобывающая, горнодобывающая и строительная отрасли вынуждены перекачивать продукты обогащения руд при разработке участков. Среди них глинистые, песчаные и гравийные гидросмеси. Это высокоабразивные и коррозийные пульпообразные составы. Справиться с ними могут вертикальные или горизонтальные шламовые насосы. В этой статье расскажем о втором типе оборудования: принципе работы, преимуществах и недостатках.
Что такое горизонтальный шламовый насос
Горизонтальный шламовый насос – это гидропомпа, которая используется для перекачивания жидкостей с высоким содержанием твёрдых частиц, таких как шлам и осадок. Имеет горизонтальное расположение конструкции. Изготавливается с учётом прочности и надёжности. По определению, шламовые насосы являются тяжёлым, мощным вариантом центробежных насосов способных перекачивать густые и абразивные вещества, диапазоном крупности:
- Грязь/глина до 2 микрон.
- Мягкий грунт 2-50 микрон.
- Мелкий песок 50-100 микрон.
- Средний песок 100-500 микрон.
- Крупный песок 500-2000 микрон.
Шламовые насосы стали основой для всех мокрых технологий обогащения полезных ископаемых. Но вместе с этим они являются незаменимыми в коммунальных хозяйствах и на предприятиях по дноуглубительным работам.
Конструкция и принцип работы
Конструкция горизонтального шламового насоса несложная и включает в себя несколько простых элементов. Корпус – содержит в себе остальные компоненты и создаёт помповый камеру, где происходит перекачка жидкости. Привод – механизм, который обеспечивает движение рабочего колеса. Рабочее колесо – создаёт течение жидкости и направляет её в выходной патрубок. Входной патрубок – отверстие, через которое насос получает гидросмесь для перемещения. Выходной патрубок – отверстие, через которое жидкость вытекает из помпы. Уплотнения вала – осуществляют герметизацию между помповым корпусом и валом, предотвращая вытекание жидкости. Подшипники – обеспечивают безопасную работу вала при высоких скоростях вращения.
Принцип работы насоса:
- Жидкость поступает в насос через входное отверстие или всасывающий рукав.
- Вращающиеся лопатки или лопасти внутри насоса создают центробежную силу, которая передаёт жидкость через выходные отверстия.
- В процессе движения жидкости через насос, твёрдые частицы и шлам отсеиваются во встроенном фильтре или отстойнике внутри насоса. (Не во всех моделях).
Для обеспечения безопасности и длительности работы насоса, его корпус и лопастные колеса обычно выполнены из материалов, которые устойчивы к коррозии и износу.
Типы горизонтальных шламовых насосов
В настоящий момент станкостроители предлагают рынку оборудования 2 типа горизонтальных шламовых насосов:
- Сухой тип.
- Полусухой тип.
У сухого типа привод и подшипники находятся вне пульпы, а «гидравлическая часть» закрыта. Насосы стоят отдельно, в стороне от резервуара с перекачиваемой жидкостью. У «полусухого» есть заполненная жидкостью «гидравлическую часть», расположенная на конце консольного вала (отсутствуют погружные подшипники), и сухой привод. Есть ещё мокрый тип, – насос полностью погружается в пульпу, что требует специальной конструкции и компоновки уплотнений. Но в основном их делают в вертикальном исполнении.
Разновидности горизонтальных шламовых насосов
Многообразие шламовых горизонтальных насосов определяет широкую гамму эксплуатационного назначения. Поэтому предприятия могут максимально точно подобрать оборудование для своих производственных целей. В каталогах горизонтальные шламовые насосы классифицируются:
По промышленному применению:
- Насосы для пены.
- Насосы для хвостов.
- Насосы для тяжёлых сред.
- Насосы для приямков в полу.
- Насосы для схем измельчения.
- Насосы для питания гидроциклонов.
- Насосы для питания пресс-фильтров.
- Насосы для питания вулканизаторов.
- Насосы общего назначения (минералы).
По типу пульпы:
- Опасные пульпы.
- Пенистые пульпы.
- Пульпы с хрупкими частицами.
- Агрессивные пульпы (низкий показатель pH).
- Пульты с высокой температурой (выше 100°C).
- Жидкости с высокой вязкостью (ньютоновские).
- Жидкости с высокой вязкостью (неньютоновские).
- Углеводородные пульпы (загрязнённые нефтью и реагентами).
По напору:
- Большой Напор.
- Изменяющийся напор при постоянном расходе.
- Изменяющийся расход при постоянном напоре.
По объёму:
- Низкий расход.
- Высокий расход.
- Пульсирующий расход.
По высоте всасывания:
- Большая высота всасывания.
- Средняя высота.
- Небольшая.
Между собой насосы могут различаться материалами изготовления, мощностью, производительностью, давлением, крутящим моментом, весом и габаритами. Для гидротранспорта пульпы на большие расстояния можно использовать несколько насосов, включённых последовательно.
На практике ограничения по расходу для шламовой насосной установки занимают диапазон от 1 м³/час до 20 000 м³/час.
Области применения
Горизонтальные (и вертикальные) шламовые электронасосы стали массово появляться в начале 20 века в США. Пионерами разработки и производства считаются компании Allis Chalmers, Denver и Sala (преобразованная позднее в Pumps&Process в рамках группы Svedala Group, а с 2001стала именоваться Metso Minerals). Сегодня насосы выпускаются в разных уголках планеты и повсеместно встречаются на производствах средней и тяжёлой промышленности.
Промышленные сегменты:
- Энергетика и десульфуризация дымовых газов (FGD).
- Металлическая руда и промышленные минералы.
- Утилизация и переработка отходов.
- Добыча полезных ископаемых.
- Целлюлозно-бумажная отрасль.
- Химическая промышленность.
- Коммунальное хозяйство.
- Строительство.
- Металлургия.
- Угледобыча.
Из всех центробежных насосов, установленных на объектах перерабатывающей промышленности, соотношение между шламовыми и прочими насосами составляет 5:95.
Преимущества и недостатки
| Плюсы | Минусы |
| Высокая производительность. Горизонтальные шламовые насосы способны перекачивать большие объёмы жидкости. | Большие размеры и вес. Горизонтальные шламовые насосы обычно имеют большие размеры и вес, что затрудняет их транспортировку и установку. |
| Надёжность. Горизонтальные шламовые насосы обладают высокой степенью надёжности и долговечности. | Требуется больше места для установки. Горизонтальные шламовые насосы требуют больше места для установки, что может быть особенно проблематично в ограниченном пространстве. |
| Возможность работы в широком диапазоне скорости. Горизонтальные шламовые насосы могут работать в широком диапазоне скорости вращения, что обеспечивает оптимальные условия эксплуатации. | Большой расход энергии. Горизонтальные шламовые насосы требуют большого расхода энергии для работы, что может привести к высоким расходам на энергопотребление. |
| Широкий выбор материалов. Горизонтальные шламовые насосы могут быть изготовлены из различных материалов, что позволяет выбрать оптимальный вариант конструкции для конкретных условий эксплуатации. | Высокая стоимость. Горизонтальные шламовые насосы обычно имеют более высокую стоимость, чем вертикальные шламовые насосы. |
Обзор оборудования
Предлагаем небольшой обзор 5 моделей горизонтальных шламовых насосов с кратким описанием и основными характеристиками.
Горизонтальный шламовый насос 4/3С-А
Горизонтальный шламовый насос 4/3С-А – это насос для перекачивания гидросмесей, которые содержат твёрдые частицы (отходы, глина, песок и т.п.), а также другие жидкости. Модель состоит из горизонтального корпуса с двумя патрубками (входным и выходным), мотора и исполнительного механизма. Внутри корпуса находится перекачивающее колесо, которое перемещает смесь из одной камеры насоса в другую. Насос может работать при различных температурах и давлениях, обеспечивая высокую производительность и долгий срок службы. Он может быть использован в различных отраслях, таких как горнодобывающая, химическая, угольная, нефтегазовая и другие.
| Модель | 4/3С-А |
| Производительность (м³/ч) | 56,7 ~ 158,4 |
| Напор (м) | 33,2 - 44 |
| Скорость вращения рабочего колеса (об/мин) | 1900 ~ 2000 |
| Мощность (кВт) | 22 – 30 |
| Габаритные размеры (мм) | 1300 х 600 х 1200 |
| Вес (кг) | 520 |
Горизонтальный шламовый насос 40ZJ-I-A19
Горизонтальный шламовый насос 40ZJ-I-A19 представляет собой высокопроизводительное оборудование, предназначенное для перекачивания агрессивных и абразивных сред с высокой концентрацией твёрдых частиц размером до 19 мм. Насос выполнен из высококачественных материалов, которые обеспечивают долговечность и надёжность его работы. Предназначен для эксплуатации:
- в горнодобывающей промышленности для перекачивания глины, песка, гравия, шлама и других сред с высокой концентрацией твёрдых частиц;
- в металлургической промышленности для перекачивания золы, шлака и других абразивных материалов;
- на предприятиях по очистке сточных вод.
Горизонтальный шламовый насос 40ZJ-I-A19 можно установить, как внутри помещения, так и на открытом воздухе. Он может работать в широком диапазоне температур и обеспечивает высокую производительность и эффективность перекачивания.
| Модель | 40ZJ-I-A19 |
| Производительность (м³/ч) | 7 - 17 |
| Напор (м) | 13 |
| Скорость вращения (об/мин) | 1450 |
| Мощность двигателя (кВт) | 2,2 |
| Габаритные размеры (мм) | 1300 x 500 x 700 |
| Вес (кг) | 170 |
Горизонтальный шламовый насос PBG
Шламовые насосы серии PBG представляют собой линейку габаритных одноступенчатых всасывающих электромеханических установок горизонтального типа периодического действия. В зависимости от мощности широко применяются в качестве вспомогательного оборудования на различных промышленных предприятиях или в коммунальных хозяйствах, где задействуются, прежде всего, для перекачки жидкостей с повышенной температурой.
У модели трубчатый корпус, который может быть установлен горизонтально или вертикально. В случае горизонтального размещения, насос укладывается на две опорных стойки, приваренные к плоской основе. А вертикальная установка подразумевает крепление к двум боковым стойкам, приваренным к квадратной раме. Электродвигатель требует наличия трёхфазного питания 380В/50Гц. Он служит для передачи крутящего момента на вал с рабочим колесом. Импеллер размещён в кожухе типа «улитка», конструкция которого предусматривает наличие патрубков для входа и выдачи жидкости. В качестве контрольно-измерительных приборов установлены датчики давления.
Шламовый насос серии PBG включается/выключается с помощью пульта управления электрооборудованием. Монтаж изделия в коммуникационную линию не занимает длительного времени. В комплекте базовой поставки имеются ЗИП и техническая литература.
| Модель | PBG |
| Производительность (м³/час) | 500 |
| Высота подъёма (м) | 150 |
| Напряжение (Вт) | 220 |
Горизонтальный шламовый насос для химической промышленности PA/PO
Насос для химической промышленности PA/PO – это представитель подгруппы центробежных одноступенчатых горизонтальных всасывающих агрегатных механизмов консольного типа. Предназначен для эксплуатации в химической или нефтегазоперерабатывающей промышленности для работы с нейтральными, абразивными, агрессивными, легковоспламеняющимися или взрывоопасными веществами (растворы, окиси, кислоты, горюче-смазывающие материалы и многое другое). Кроме того, изделие применяется в качестве вспомогательного компонента на электростанциях и на судах гражданского флота.
Агрегат насосный химический серии PA/PO формируется на основе плоской сварной станины, которая с помощью боковых приспособлений может быть закреплена на фундаментальной платформе. Верхняя плоскость станины представляет собой небольшие площадки для крепления рабочих элементов (мотор, муфта, импеллер). Электродвигатель для трёхфазной сети 380В. Элементы рабочего колеса изготавливаются из высокопрочной нержавеющей стали. Импеллер размещён в корпусе «улитки», в котором горизонтально оборудовано отверстие для входящего потока, а вертикально вверху – отверстие для вывода жидкости. Внутренняя обтюрация гарантирует герметичность изделия. Комплект поставки обеспечивается стандартным набором ЗИП и перечнем технической литературы.
| Модель | PA/PO |
| Производительность (м³/час) | 2~2600 |
| Высота подъёма (м) | ~250 |
| Рабочая температура (℃) | -80~+177 |
| Рабочее давление (мПа) | ~2.5 |
Буровой насос 1PNL
Насос 1PNL представляет собой одноступенчатый горизонтальный центробежный буровой насос одностороннего всасывания. Предназначен для эксплуатации в шахтах для откачки буровых растворов. Снискал широкую популярность в производстве строительных материалов, в бумажной, горнодобывающей, химической промышленности, для очистки рек от ила или бассейнов от грязи.
Модель отличается простой конструкцией, надёжностью, простотой обслуживания и долгим сроком службы. Серия PN насчитывает множество вариантов исполнения. Так, в частности, модели 1PN, 2PN, 3PN, 2PNL, 3PNL имеют направление рулевого двигателя по часовой стрелке, а модели 4PN, 6PN, 8PN, 10PN, 12PN – направление вращения двигателя против часовой стрелки. Проходной элемент насоса изготовлен из износостойкого сплава. Зазор между рабочим колесом и защитной пластиной можно легко отрегулировать для обеспечения эффективной работы. Рабочее колесо насоса диаметром 6 дюймов или меньше имеет резьбу, а рабочее колесо диаметром 8 дюймов или больше соединяется шпонкой. В уплотнениях вала используются сальниковые уплотнения, и при работе следует вводить более высокое рабочее давление, чем 1 кг/см² воды.
Горизонтальный центробежный буровой насос серии PN имеет продуманную конструкцию, которая позволяет выполнить удобный ремонт (головная часть насоса используется до и после дверной конструкции). Поэтому ремонт можно выполнить без полного демонтажа трубопровода, надо просто переместить двигатель назад, после чего можно разобрать и отремонтировать насос.
| Модель | Производительность (м³/ч) | Напор (м) | Частота вращения (об/мин) | Кавитационный запас (м) | КПД (%) | Вес (кг) | Мощность вала (кВт) | Мощность мотора (кВт) |
| 1PNL | 7,2 | 14 | 1430 | 0.53 | 21 | 120 | 1,3 | 3 |
| 12 | 13 | 30 | 1,41 | |||||
| 16 | 12 | 35 | 1,5 |
Представленные в обзоре насосы изготавливаются в КНР. Их отличает низкая стоимость производства и приобретения. Сегодня китайские разработчики предлагают рынку широкий выбор горизонтальных шламовых насосов по доступной цене.
Вот несколько преимуществ китайских насосов:
- Крепкий долговечный корпус и прочные компоненты выдерживают высокие нагрузки и сильные удары.
- Высокая производительность и эффективность благодаря оптимизированному дизайну и использованию передовых технологий.
- Двигатели высокой мощности позволяют работать с широким диапазоном жидкостей, в том числе с жидкостями, содержащими высокие концентрации твёрдых частиц, таких как ил, грязь и песок.
- Простота в обслуживании и ремонте. Большинство китайских производителей предлагают полную техническую поддержку своих насосов, что делает процесс обслуживания и ремонта более простым и доступным.
По степени надёжности и долговечности, китайские насосы не уступают аналогам из США, ЕС, Южной Кореи и Японии. Многие российские добывающие предприятия высоко оценивают оборудование из КНР.
Заключение
Горизонтальные шламовые насосы используются для перекачивания гидросмесей, содержащих крупные частицы твёрдого материала (шламы, пески, гравий и т.д.). Они применяются в различных отраслях промышленности, таких как горнодобывающая, нефтегазовая, строительная и других. Горизонтальные шламовые насосы обладают высокой производительностью, стойкостью к износу и коррозии, а также могут работать в условиях повышенной температуры и давления. Они способны перекачивать жидкости на большие расстояния и высоты, что делает их незаменимыми во многих производственных процессах.
