Вертикальный тяжелый шламовый насос

Если честно, до сих пор встречаю проектировщиков, которые путают вертикальные шламовые насосы с обычными грунтовыми помпами. Разница принципиальная — тут речь о работе с абразивными суспензиями плотностью до 1.6 т/м3, при этом гидравлическая часть должна выдерживать частицы размером до 50 мм. На нашем карьере в Норильске как-раз стоит Вертикальный тяжелый шламовый насос от ООО 'Шаньси Хуачжань Технолоджи' — модель VSP-800, который мы три года назад встроили в схему обогатительной фабрики.

Конструкционные особенности

Главное преимущество вертикальной компоновки — экономия площади. Но за это приходится платить сложностью обслуживания. Например, у нас на VSP-800 замена торцевого уплотнения требует демонтажа всего роторного узла, а это 6 часов простоя. Хотя китайские инженеры из ООО Шаньси Хуачжань Технолоджи уверяли, что конструкция позволяет делать это за 2 часа. На практике оказалось, что без снятия напорного патрубка не обойтись — пришлось переделывать фундаментную плиту.

Керамическая футеровка от этого производителя действительно показала себя лучше чугунной. На перекачке хвостов с содержанием твёрдого 40% ресурс составил 2800 часов против 1200 у конкурентов. Но есть нюанс — при температуре шлама выше 65°C керамика начинает отслаиваться. Пришлось добавлять охлаждающий контур, о котором в документации не было ни слова.

Сейчас рассматриваем их новую разработку — центробежные трубы с самораспространяющейся керамикой. По заверениям технологов, это должно решить проблему с температурными деформациями. Но пока осторожничаем — будем тестировать на вспомогательной линии.

Реальные режимы работы

В паспорте указано: рабочий диапазон 200-800 м3/ч. Но при расходе ниже 350 начинается вибрация из-за кавитации. Пришлось опытным путём определять оптимальные точки — оказалось, что для нашей пульпы лучше держаться в коридоре 450-600 м3/ч. Хотя энергопотребление при этом выше расчётного на 15%.

Интересно, что при перекачке шламов с крупностью частиц свыше 25 мм напорная характеристика становится нелинейной. Видимо, сказывается изменение гидравлического сопротивления. Пришлось корректировать рабочие графики — стандартные формулы не работают.

Заметил ещё одну особенность — при остановках более чем на 12 часов происходит уплотнение пульпы в корпусе. Запуск требует предварительной проливки, иначе возможен перегруз электродвигателя. Разработали локальную инструкцию с учётом этого нюанса.

Проблемы монтажа

Первоначальная установка была выполнена с отклонением от вертикали всего 0.5 мм/м, но через месяц работы появился повышенный износ нижнего подшипника. После выяснения причин оказалось, что тепловое расширение стояка даёт дополнительную нагрузку. Теперь монтируем с преднамеренным смещением 1.2 мм/м против направления потока.

Ещё важный момент — соединение с трубопроводами. Жёсткая обвязка приводит к трещинам в корпусе. Используем компенсаторы с дополнительными направляющими, хотя в проекте этого не было предусмотрено. Дорабатывали уже в процессе эксплуатации.

Система уплотнений требует отдельного внимания. Стандартное решение от производителя не подошло для нашего шлама с pH=3.5. Перешли на двойное торцевое уплотнение с барьерной жидкостью под давлением. Ресурс увеличился с 400 до 1800 часов.

Экономика эксплуатации

Стоимость влажения оказалась выше ожидаемой — около 12 руб/м3 вместо заявленных 8.5. Основные затраты идут на замену рабочих колёс и футеровок. Хотя если сравнивать с горизонтальными аналогами — всё равно экономия 20-25% за счёт меньшего количества остановок.

Энергоэффективность сильно зависит от плотности пульпы. При 1.35 т/м3 потребление составляет 185 кВт, а при 1.5 — уже 240 кВт. Пришлось устанавливать частотные преобразователи для оптимизации режимов.

Сейчас ведём переговоры с ООО Шаньси Хуачжань Технолоджи о поставке усиленных версий насосов для нового участка. Их технология керамического покрытия действительно снижает абразивный износ, хоть и требует корректировки режимов эксплуатации.

Перспективы развития

Судя по последним разработкам производителя, они работают над комбинированными системами защиты от износа. В новых моделях используют керамику разной плотности в зонах с различной интенсивностью эрозии. Интересное решение, хотя пока нет практического опыта эксплуатации.

Для горнодобывающих предприятий с высокоабразивными шламами вертикальные насосы — это скорее необходимость, чем выбор. Но требуют глубокой адаптации под конкретные условия. Универсальных решений тут нет и быть не может.

Если говорить о будущем — нужны более умные системы диагностики. Сейчас мы вручную контролируем вибрацию и температуру, но хотелось бы встроенной системы прогноза остаточного ресурса. Производители пока предлагают базовые решения, недостаточные для сложных условий.