Сравнение практических примеров: пульповые насосы и канализационные насосы в реальных условиях применения
Дискуссия о замене насосов для пульпы на насосы для сточных вод в промышленных операциях требует эмпирического анализа показателей производительности, затрат на техническое обслуживание и моделей отказов. В этой статье рассматриваются четыре репрезентативных тематических исследования из глобальных предприятий по переработке бумаги и очистке сточных вод для оценки возможности взаимозаменяемости.
Пример 1: Североамериканская интегрированная бумажная фабрика
Профиль объекта
Емкость: 1200 тонн/день производства крафт-целлюлозы
Процесс: Переработка переработанного волокна с концентрацией целлюлозы 4,5%
Оригинальная установка: 24 пульповых насоса Гулдс Насосы серии 3196 (300 л.с. каждый)
Стратегия замены
Руководство заменило 12 насосов на канализационные насосы Флюгт серии 2700 (200 л.с.), что позволило сократить капитальные затраты на 480 000 долларов США.
Результаты производительности
Гидравлическая эффективность
Канализационные насосы обеспечили 68% требуемого расхода при номинальной скорости
Увеличение скорости ЧРП до 110% привело к кавитационному повреждению (рисунок 1: снижение запаса НПШ)
Расходы на техническое обслуживание
Количество замен импеллера утроилось с 2 до 6 в год
Ежегодные расходы на техническое обслуживание увеличились на 192 000 долларов США.
Влияние простоя
23 незапланированных отключения за 18 месяцев
Производственные потери: 12,6 млн долл. США (из расчета 7000 долл. США/минута простоя)
Анализ первопричин
Накопление волокнистого материала в улитках канализационного насоса (рисунок 2: осмотр рабочего колеса после отказа)
Отбеливание на основе хлора вызвало коррозию чугунного корпуса (тест Американское общество по испытанию материалов (ASTM) G109 подтвердил потерю 0,2 мм/год)
Исход
Предприятие вернулось к использованию первоначальных насосов для пульпы спустя 18 месяцев
Общий чистый убыток: 2,1 млн долларов США
Пример 2: Европейская станция очистки сточных вод
Профиль объекта
Емкость: 250 000 м³/день муниципальных сточных вод
Процесс: Активированный ил с твердыми частицами размером 3-5 мм
Эксперимент по замене
Проведена попытка замены 4 канализационных насосов Флюгт 2600 на пульповые насосы Гулдс 3196.
Результаты производительности
Гидравлическая эффективность
Насосы для пульпы достигли эффективности 92% против 85% для насосов для сточных вод при напоре 150 м.
Потребление энергии
Потребление электроэнергии снижено на 18% (0,62 кВтч/м³ против 0,76 кВтч/м³)
Расходы на техническое обслуживание
Ни одной замены рабочего колеса за 24 месяца по сравнению с 3 заменами в год для канализационных насосов
Анализ первопричин
Полуоткрытые рабочие колеса целлюлозного насоса перекачивают тряпки без засорения
Конструкция из нержавеющей стали устойчива к сероводородной коррозии
Исход
Постоянное внедрение насосов для пульпы привело к годовой экономии в размере 280 000 долларов США.
Пример 3: Завод по переработке пищевых продуктов в Юго-Восточной Азии
Профиль объекта
Процесс: Перекачивание суспензии крахмала тапиоки (консистенция 5-8%)
Оригинальная установка: Канализационные насосы серии СП от Грундфос
Проблемы с производительностью
Частые отказы из-за:
Налипание крахмала, вызывающее дисбаланс рабочего колеса
Абразивный износ от примесей песка
Стратегия замены
Установлены винтовые насосы Нетч (альтернатива пульповым насосам)
Результаты производительности
Пропускная способность
Расход увеличился со 120 м³/ч до 180 м³/ч
Обслуживание
Интервалы обслуживания увеличены с 6 до 24 недель
Экономия энергии
Потребление электроэнергии ниже на 22% (45 кВт против 58 кВт)
Сравнение стоимости
Первоначальная стоимость | 18 000 долларов США | 32 000 долларов США |
Ежегодное обслуживание | 9200 долларов США | 3800 долларов США |
Общая стоимость за 5 лет | 64 000 долларов США | 49 000 долларов США |
Пример 4: Управление хвостохранилищами в горнодобывающей промышленности Австралии
Профиль объекта
Процесс: Перекачка шлама (30% твердых веществ, плотность 1,5 СГ)
Оригинальная установка: Шламовые насосы серии Уорман ВБХ
Эксперимент по замене
Испытанные канализационные насосы КСБ Мовитек с резиновыми футеровками
Результаты производительности
Износостойкость
Срок службы шламового насоса: 2800 часов
Срок службы канализационного насоса: 900 часов (Рисунок 3: Сравнение скорости износа)
Эксплуатационные расходы
Дополнительные ежегодные расходы на замену составят 125 000 долл. США
Анализ первопричин
Твердые частицы высокой плотности стали причиной чрезмерной эрозии рабочего колеса
Отсутствие конструкции вихревой камеры в канализационных насосах
Исход
Заброшенная замена через 6 месяцев
Матрица сравнения кросс-кейсов
Консистенция жидкости | До 12% волокнистой суспензии | <5% твердых веществ в сточных водах |
Конструкция крыльчатки | Полуоткрытый с винтовыми лопатками | Закрытый/вихревой для неволокнистых твердых веществ |
Материал | Нержавеющая сталь/резиновое покрытие | Чугун/нержавеющая сталь |
Требование НПШ | 3,2-4,5 м | 1,8-2,5 м |
Типичная продолжительность жизни | 8000-12000 часов | 3000-6000 часов |
Энергоэффективность | 88-92% | 78-85% |
Основные выводы и передовой опыт
Пригодность применения
Сточные воды низкой концентрации
Твердые частицы диаметром <3 мм
Некоррозионные условия
Высококонсистентные пульпы (ссшшш2.5%)
Волокнистые материалы с размером частиц ссшшш5 мм
Агрессивные химические среды
Целлюлозные насосы Эксель В:
Канализационные насосы подходят для:
Стратегии оптимизации затрат
Для заводов производительностью ссшшш500 т/д: инвестируйте в специально разработанные насосы
Маломасштабные операции: рассмотрите гибридные конструкции (например, Фогельзанг ЭкоСтар)
Временные потребности: аренда насосов для перекачки пульпы в период пикового спроса
Протоколы технического обслуживания
Установите фильтры с ячейками 150 меш перед канализационными насосами в целлюлозно-бумажных производствах.
Реализовать мониторинг вибрации (ИСО 10816) с порогом 15 мм/с²
Заключение
Исследования показывают, что хотя насосы для сточных вод могут обеспечить краткосрочную экономию средств в сценариях с низким спросом, их долгосрочная эксплуатационная неэффективность и риски отказов часто перевешивают первоначальные инвестиции. Насосы для пульпы обеспечивают превосходную производительность в средах с высокой консистенцией, коррозионных и волокнистых средах, что соответствует рекомендациям ИСО 19959:2016 по промышленной обработке шлама. Организации должны проводить подробный анализ стоимости жизненного цикла и испытания на совместимость процессов, прежде чем рассматривать замену насосов.
