Iparági hírek: A hidraulikus kerámia dugattyús szivattyú megoldja a 40%-os szilárd iszap nagy távolságú szállítását

Bevezetés

A nagy szilárdanyag-tartalmú iszap távolsági szállítása továbbra is jelentős technikai kihívást jelent a textilnyomtatási-festési, bányászati ​​és települési szennyvízkezelési projektekben. Tipikus nem newtoni folyadékként a nagy koncentrációjú iszap bőséges szilárd részecskéket tartalmaz, és sokkal nagyobb súrlódást okoz a csővezetékekben, mint a tiszta víz. Ha hagyományos centrifugálszivattyúkat alkalmaznak ilyen munkakörülmények között, a kezelők gyakran szembesülnek a járókerék gyors kopásával, a csővezetékek eltömődésével, az áramlás csökkenésével és a gyakori karbantartási leállásokkal, amelyek negatívan befolyásolják az iszaplerakó létesítmények stabil működését.

A Sinou Environmental műszaki csapata egy speciális megvalósíthatósági tanulmányt készített a kilométeres léptékű, nagy szilárdanyag-tartalmú iszapszállítás iránti valós igények kielégítésére. A 40% szilárd tartalmú víztelenített iszapot közegként figyelembe véve a tanulmány kiterjed a hidraulikus számításokra, a hidraulikus rendszer illesztésének ellenőrzésére, a teljes konfiguráció kiválasztására, a kockázatértékelésre és a gazdasági értékelésre. Az elemzés értékes referenciaként szolgál az EPC-vállalkozók, tervezőintézetek és végfelhasználók számára az iszapszállítási projektekhez szükséges berendezések kiválasztásában.

Alapvető számítási feltételek

Az értékeléshez meghatározott peremfeltételek a következők:

• Közepes: víztelenített iszap, körülbelül 40% szilárdanyag-tartalommal
• Tervezett térfogatáram: 100m³/h
• Vízszintes szállítási távolság: 1000 m
• Statikus emelési magasság: 20 m
• Áramforrás: hidraulikus kerámia dugattyús szivattyú, amelyet HY180 axiális dugattyús változó szivattyú hajt

A hidraulikus számítások szerint az iszap sűrűsége eléri az 1360 kg/m³-t. A DN150 kopásálló csövet 1,57 m/s áramlási sebességgel alkalmazzák. A 20 méteres statikus emelőmagasság és a 40 és 70 méter közötti súrlódási veszteség (55 méter közbenső becslés alapján) kombinálásával a teljes zagyoszlop magassága 75 méter. A szivattyú elméleti szükséges kimeneti nyomása 1,0 MPa körül van. Figyelembe véve a helyi ellenállást és biztonsági ráhagyást, a szivattyú névleges üzemi nyomása nem lehet kevesebb, mint 1,2 MPa.

A hidraulikus munkahenger és a hígtrágyahenger közötti területarány 1:10 a hidraulikus illeszkedéshez. Az ellenőrzés azt mutatja, hogy a HY180 szivattyú névleges nyomása 31,5 MPa, ami jóval meghaladja a szükséges 12 MPa üzemi olajnyomást. Kimeneti áramlása kielégíti a rendszerkövetelményeket. A 40-45 kW-os VFD motorral felszerelt áramlás változtatható frekvenciájú fordulatszám-szabályozással állítható a felesleges energiapazarlás elkerülése érdekében. Az elméleti számítások igazolják, hogy ez a teljesítménykonfiguráció megfelel a projekt tervezési céljainak.

Ajánlott teljes készlet konfiguráció

A hosszú távú stabil működés érdekében a műszaki osztály a következő teljes körű konfigurációt javasolja:

1. Hidraulikus kerámia dugattyús szivattyú főegysége 

Használjon kéthengeres vagy háromhengeres szerkezetet kerámia dugattyúkkal és kerámia szelepülékekkel. A névleges térfogatáram 105-110 m³/h üzemi tartalékkal; névleges nyomás ≥1,6 MPa. A hidraulikus henger és a hígtrágya henger területaránya 1:10. A kerámia alkatrészek kiváló kopásgátló teljesítményt nyújtanak a magas szilárdanyag-tartalmú iszap folyamatos súrlódása ellen, és meghosszabbítják a kopó alkatrészek szervizintervallumát.

2.Hidraulikus erőmű 

Használja a HY180 axiális dugattyús változtatható szivattyút a rugalmas helyszíni nyomás- és áramlásszabályozáshoz. A 45 kW-os VFD motor IP55 védelmi osztályú és F osztályú szigeteléssel rendelkezik. A támogató alkatrészek közé tartozik a szabványos olajtartály, a hűtőegység, a szűrőrendszer és az integrált szelepblokkok. A változtatható szivattyú és a VFD motor kombinációja dinamikusan állítja be a teljesítményt az iszapviszonyoknak megfelelően az energiatakarékos teljesítmény elérése érdekében.

3.Csővezeték rendszer 

DN150 PN16 kopásálló csővezeték javasolt. Anyaga UHMW-PE vagy acélbetétes műanyag. A tényleges fektetési hossznak legfeljebb 1050 m-t kell hagynia, hogy kompenzálja a könyökök és csatlakozások okozta helyi ellenállást.

4. Automatikus vezérlőrendszer 

A PLC-alapú vezérlőrendszer valós idejű adatokat gyűjt, beleértve a szivattyú kimeneti nyomását, áramlási sebességét, a hidraulika állomás olajnyomását és az olaj hőmérsékletét. Mind az állandó áramlású, mind az állandó nyomású szabályozási módok támogatottak. A túlnyomás, túlhőmérséklet és túlterhelés elleni beépített védelem hiba esetén riasztást indít el, és csökkenti a helyszíni működési kockázatokat.

Projektkockázatok és mérséklő intézkedések

Ebben a tanulmányban a csővezeték súrlódási veszteségét empirikus együtthatók alapján becsülték meg. A tényleges térellenállás jelentősen eltér az iszap reológiájától, a részecskeösszetételtől, a hőmérséklettől és a cső belső felületének állapotától függően, 40 méter és 70 méter között, vagy extrém körülmények között még magasabb is.

Ha a helyszíni súrlódási veszteség meghaladja a becsült értékeket, a szükséges szivattyúnyomás és a hidraulikaolaj nyomása megemelkedik. Az elégtelen árrés lerövidíti a berendezés élettartamát. Három gyakorlati ellenintézkedést javasolnak:

• Gyűjtsön valódi iszapmintákat a projekt végrehajtása előtt, és végezzen reológiai tesztet vagy hurokcsöves kísérletet, hogy pontos csővezeték-ellenállási adatokat kapjon a végső berendezés kiválasztásához.
• Tartalék 25%-30%-os nyomásbiztonsági ráhagyás a rendszer tervezésénél. Ebben az esetben az üzemi olajnyomás (12 MPa) jóval a szivattyú névleges nyomása (31,5 MPa) alatt van, így elegendő beállítási hely marad a változó helyszíni körülményekhez.
• Alkalmazza a VFD sebességszabályozást a zárt hurkú nyomásszabályozással együtt, hogy dinamikusan módosítsa a szivattyú sebességét és alkalmazkodjon a változó iszaptulajdonságokhoz.

Gazdasági és megbízhatósági értékelés

A HY180 axiális dugattyús szivattyú egy kiforrott és szabványosított hidraulikus alkatrész, stabil ellátási lánccal és szabályozható kezdeti beruházással a teljes hidraulikus állomásra. Az egyszivattyús elrendezés egyszerű szerkezettel és kevesebb hibaponttal rendelkezik a kényelmes helyszíni karbantartás érdekében. A kerámia dugattyúk és szelepülékek kiváló kopásállóságot biztosítanak a nagy szilárdanyag-tartalmú iszap kiszolgálásához, csökkentve a pótalkatrészek fogyasztását és az állásidőt.

6000 órás éves üzemórát és 0,7 CNY/kWh ipari villamosenergia-árat feltételezve a 45 kW-os motor éves energiafogyasztási költsége körülbelül 189 000 CNY. Kedvező energiahatékonyságot biztosít, és illeszkedik az olyan folyamatos iszapszállítási forgatókönyvekhez, mint a textil szennyvízkezelés, a bányászati ​​zagy ártalmatlanítása és a települési iszapprojektek.

Következtetés

A HY180 axiális dugattyús változó szivattyúval és 45 kW-os VFD motorral hajtott átfogó számítás és értékelés alapján a hidraulikus kerámia dugattyús szivattyú műszakilag 100 m³/h 40% szilárd tartalmú iszap szállítását képes megvalósítani 1000 méteres vízszintes távolságon, megfelelő rendszertervezés mellett.

Hangsúlyozni kell, hogy a mért iszapreológiai adatok elengedhetetlenek a sikeres projekt megvalósításához; Az empirikus becslés önmagában nem helyettesítheti a valódi mintavizsgálatot. Ez a jelentés referenciaként szolgálhat az EPC-vállalkozók, tervezőintézetek és ipari vállalkozások számára az iszapártalmatlanítási projektek berendezéseinek kiválasztása során.

Referenciadokumentum: Megvalósíthatósági műszaki elemzési jelentés a nagy koncentrációjú iszapszállító hidraulikus kerámia dugattyús szivattyújáról, Sinou Műszaki Osztály, 2025. december 29.