Сала жаңалықтары: гидравликалық керамикалық плунжерлі сорғы 40% қатты қатты тұнбаны ұзақ қашықтыққа тасымалдауды шешеді

Кіріспе

Қаттылығы жоғары тұнбаны ұзақ қашықтыққа тасымалдау тоқыма басу-бояу, тау-кен өнеркәсібі және қалалық ағынды суларды тазарту жобаларында негізгі техникалық қиындық болып қала береді. Ньютондық емес әдеттегі сұйықтық ретінде, жоғары концентрациялы тұнбаның құрамында қатты бөлшектер көп және таза суға қарағанда құбыр желісінің үйкеліс күші әлдеқайда жоғары. Кәдімгі ортадан тепкіш сорғыларды осындай жұмыс жағдайында қолданғанда, операторлар жұмыс дөңгелегінің жылдам тозуына, құбырлардың бітелуіне, ағынның ыдырауына және жиі техникалық қызмет көрсетудің тоқтатылуына жиі кезігеді, бұл шламды кәдеге жарату қондырғыларының тұрақты жұмысына теріс әсер етеді.

Синоу қоршаған ортаны қорғау компаниясының техникалық тобы километрлік масштабтағы қатты тұнбаларды тасымалдауға арналған нақты әлемдік талаптарды шешу үшін арнайы техникалық-экономикалық негіздемесін аяқтады. Орта ретінде 40% қатты сусыздандырылған тұнбаны ала отырып, зерттеу гидравликалық есептеуді, гидравликалық жүйенің сәйкестігін тексеруді, конфигурацияны толық таңдауды, тәуекелді бағалауды және экономикалық бағалауды қамтиды. Талдау EPC мердігерлеріне, жобалау институттарына және соңғы пайдаланушыларға шламды тасымалдау жобалары үшін жабдықты таңдау бойынша құнды анықтама береді.

Негізгі есептеу шарттары

Осы бағалау үшін анықталған шекаралық шарттар келесідей:

• Орташа: шамамен 40% қатты құрамы бар сусыздандырылған тұнба
• Жобалық шығын жылдамдығы: 100м³/сағ
• Көлденең тасымалдау қашықтығы: 1000м
• Статикалық көтеру биіктігі: 20м
• Қуат көзі: HY180 осьтік поршеньді айнымалы сорғымен басқарылатын гидравликалық керамикалық плунжерлі сорғы

Гидравликалық есеп бойынша шламның тығыздығы 1360 кг/м³ жетеді. DN150 тозуға төзімді құбыр 1,57 м/с ағын жылдамдығымен қабылданады. 20 м статикалық басын және 40 м-ден 70 м-ге дейінгі (аралық бағалау үшін алынған 55 м) үйкеліс жоғалуын біріктіре отырып, суспензия бағанының жалпы басы 75 м-ге жетеді. Сорғының теориялық талап етілетін шығыс қысымы шамамен 1,0 МПа. Жергілікті кедергі мен қауіпсіздікті ескере отырып, сорғының номиналды жұмыс қысымы 1,2 МПа кем болмауы керек.

Гидравликалық сәйкестік үшін гидравликалық цилиндр мен суспензия цилиндрі арасындағы 1:10 аумақтық қатынасы қабылданған. Тексеру көрсеткендей, HY180 сорғының номиналды қысымы 31,5 МПа, бұл 12 МПа қажетті жұмыс майының қысымынан әлдеқайда жоғары. Оның шығыс ағыны жүйе талаптарын қанағаттандыра алады. 40-45 кВт VFD қозғалтқышымен жабдықталған, қажетсіз қуат шығынын болдырмау үшін ағынды айнымалы жиілікті жылдамдықты басқару арқылы реттеуге болады. Теориялық есептеу бұл қуат конфигурациясының жобаның жобалық мақсаттарына сай келетінін дәлелдейді.

Ұсынылатын толық жиын конфигурациясы

Ұзақ мерзімді тұрақты жұмысты қамтамасыз ету үшін техникалық бөлім келесі толық көлемдегі конфигурацияны ұсынады:

1. Гидравликалық керамикалық плунжерлі сорғының негізгі блогы 

Керамикалық плунжерлер мен керамикалық клапан орындықтары бар екі цилиндрлі немесе үш цилиндрлі құрылымды қабылдаңыз. Номиналды шығын 105-110 м³/сағ пайдалану шегімен; номиналды қысым ≥1,6МПа. Гидравликалық цилиндр мен суспензия цилиндрінің ауданы қатынасы 1:10 болып есептелген. Керамикалық құрамдас бөліктер қаттылығы жоғары тұнбаны үздіксіз тазалауға қарсы тамаша тозуға қарсы өнімділікті қамтамасыз етеді және тозған бөлшектердің қызмет көрсету аралығын ұзартады.

2. Гидроэлектр станциясы 

Жұмыс орнында икемді қысым мен ағынды реттеу үшін HY180 осьтік поршеньді айнымалы сорғыны орнатыңыз. IP55 қорғаныс класы және F класты оқшаулауы бар 45 кВт VFD қозғалтқышы таңдалды. Қолдау компоненттеріне стандартты май багы, салқындату блогы, сүзу жүйесі және кіріктірілген клапан блоктары кіреді. Айнымалы сорғы мен VFD қозғалтқышының комбинациясы энергияны үнемдеу өнімділігін жүзеге асыру үшін тұнба жағдайына сәйкес өнімді динамикалық түрде реттейді.

3. Құбыр жүйесі 

DN150 PN16 тозуға төзімді құбыр желісі ұсынылады. Материалдық опцияларға UHMW-PE немесе болат төселген пластик кіреді. Нақты төсеу ұзындығы шынтақтар мен қосылыстардан туындаған жергілікті қарсылықты өтеу үшін 1050 м-ге дейін шегін сақтау керек.

4. Автоматты басқару жүйесі 

PLC негізіндегі басқару жүйесі нақты уақыттағы деректерді жинайды, соның ішінде сорғы шығысындағы қысым, ағын жылдамдығы, гидравликалық станциядағы май қысымы және май температурасы. Тұрақты ағынды және тұрақты қысымды басқару режимдерінің екеуіне де қолдау көрсетіледі. Артық қысымнан, шамадан тыс температурадан және шамадан тыс жүктемеден кіріктірілген қорғаныс ақаулар туралы дабылдарды іске қосады және жұмыс орнындағы тәуекелдерді азайтады.

Жоба тәуекелдері және азайту шаралары

Бұл зерттеуде құбырдың үйкеліс жоғалуы эмпирикалық коэффициенттер негізінде бағаланады. Нақты өріс кедергісі тұнба реологиясына, бөлшектердің құрамына, температураға және құбырдың ішкі бетінің жағдайына байланысты айтарлықтай өзгереді, 40 м-ден 70 м-ге дейін немесе төтенше жағдайларда одан да жоғары.

Егер жұмыс орнындағы үйкеліс жоғалуы есептелген мәндерден асып кетсе, қажетті сорғы қысымы және гидравликалық май қысымы көтеріледі. Жеткіліксіз маржа жабдықтың қызмет ету мерзімін қысқартады. Үш практикалық қарсы шара ұсынылады:

• Жобаны орындау алдында нақты тұнба үлгілерін жинаңыз және соңғы жабдықты таңдау үшін құбыр өткізгіштікке төзімділік туралы дәл деректерді алу үшін реологиялық сынақ немесе контур-құбыр тәжірибесін жүргізіңіз.
• Жүйені жобалау кезінде 25%-30% қысымның қауіпсіздік шегін сақтаңыз. Бұл жағдайда жұмыс майының қысымы (12МПа) сорғының номиналды қысымынан (31,5МПа) әлдеқайда төмен, бұл айнымалы алаң жағдайлары үшін жеткілікті реттеу кеңістігін қалдырады.
• Сорғы жылдамдығын динамикалық түрде өзгерту және шламның өзгеретін қасиеттеріне бейімделу үшін VFD жылдамдығын реттеуді жабық контурлы қысымды басқарумен бірге қабылдаңыз.

Экономикалық және сенімділікті бағалау

HY180 осьтік поршеньді сорғы тұрақты жеткізу тізбегі және бүкіл гидравликалық станция үшін бақыланатын бастапқы инвестициясы бар жетілген және стандартталған гидравликалық құрамдас болып табылады. Бір сорғы схемасы қарапайым құрылымды және далаға ыңғайлы техникалық қызмет көрсету үшін аз ақаулық нүктелерін ұсынады. Керамикалық плунжерлер мен клапан орындықтары қатты тұнбаға қызмет көрсету үшін жоғары тозуға төзімділікті қамтамасыз етеді, қосалқы бөлшектерді тұтынуды және тоқтау уақытын азайтады.

Жылдық жұмыс уақыты 6000 сағ және өнеркәсіптік электр қуатының бағасы 0,7 CNY/кВт сағ деп есептесек, 45 кВт қозғалтқыштың жылдық қуат тұтыну құны шамамен 189 000 CNY құрайды. Ол қолайлы энергия тиімділігін қамтамасыз етеді және тоқыма ағынды суларын тазарту, шахта қалдықтарын жою және қалалық шлам жобалары сияқты үздіксіз шламды тасымалдау сценарийлеріне сәйкес келеді.

Қорытынды

HY180 осьтік поршеньді айнымалы сорғы мен 45 кВт VFD қозғалтқышымен басқарылатын жан-жақты есептеу мен бағалау негізінде гидравликалық керамикалық плунжерлі сорғы тиісті жүйе бойынша 1000 метрлік көлденең қашықтықта 40% қатты құрамды тұнбаны 100 м³/сағ тасымалдауды техникалық жүзеге асыра алады.

Өлшенген тұнбаның реологиялық деректері жобаны сәтті жеткізу үшін маңызды екенін атап өткен жөн; тек эмпирикалық бағалау нақты үлгілік тестілеуді алмастыра алмайды. Бұл есеп шламды кәдеге жарату-жоба жабдықтарын таңдау кезінде ЕРК мердігерлеріне, жобалау институттарына және өнеркәсіптік кәсіпорындарға анықтамалық ретінде қызмет ете алады.

Анықтамалық құжат: Жоғары концентрациялы тұнбаны тасымалдауға арналған гидравликалық керамикалық плунжерлік сорғы бойынша техникалық-экономикалық талдаудың техникалық-экономикалық есебі, Синоу техникалық департаменті, 29 желтоқсан, 2025 ж.