طیف وسیعی از کاربردها به استفاده از مدار حمل و نقل اسلاری ( دوغاب ) نیاز دارند، از جمله آبگیری معدن، پر کردن پسماند، دفع باطله، دفع خاکستر، بالا بردن سنگ معدن هیدرولیک، تغذیه اتوکلاو یا هاضم و سیستم های دفع همزمان ذرات ریز و بسیار بزرگ.
توسعه پمپ های گریز از مرکز برای کنترل فشارها و دوغاب های بالاتر با چگالی و ویسکوزیته افزایش یافته، دامنه کاربرد آنها را در میدان های پمپ جابجایی مثبت سنتی گسترش داده است. به طور مشابه، توسعه پمپ‌های PD که می‌توانند توان عملیاتی بالاتر و اندازه ذرات جامد بزرگ‌تر را تحمل کنند به این معنی است که می‌توانند در جایی که ممکن است به طور سنتی یک پمپ گریز از مرکز انتخاب شده باشد، استفاده شوند.
این افزایش همپوشانی کاربرد دوغاب گریز از مرکز و پمپ های PD به این معنی است که نوع تجهیزات پمپاژ باید به طور کامل ارزیابی شود تا به مقرون به صرفه ترین راه حل برسد.
انتخاب یک پمپ اسلاری گریز از مرکز یا یک پمپ PD به عوامل مختلفی از جمله خواص پمپ دوغاب و طراحی خط لوله، همانطور که در این راهنما بررسی شده است، بستگی دارد.
خواص دوغاب
هر دو نوع پمپ معمولاً می توانند دوغاب های حاوی ذرات ریز را پردازش کنند، با این حال اندازه ذرات بالای 6-8 میلی متر ممکن است برای پمپ های PD مناسب نباشد زیرا ذرات بزرگ می توانند باعث باز شدن دریچه ها شوند و عمر عملیاتی را کاهش دهند. در این مثال، پمپ‌های گریز از مرکز برای جابجایی مخلوط‌هایی از ذرات ریز و درشت که به عنوان دفع مشترک شناخته می‌شوند، مناسب‌تر هستند.
دوغاب هایی که دارای درصد بالایی از 75 میکرومتر یا ذرات ریزتر هستند می توانند منجر به ایجاد تنش تسلیم در دوغاب شوند. هر چه تنش تسلیم بیشتر باشد، پمپاژ دوغاب سخت تر می شود. دوغاب تنش تسلیم معمولاً باعث ایجاد مشکلاتی در ورودی پمپ گریز از مرکز می شود. روش های مختلفی را می توان برای بهبود شرایط مکش پمپ استفاده کرد، از جمله پروانه های القا کننده جریان برای افزایش برش و کاهش NPSH مورد نیاز در ورودی پمپ.
خواص دوغاب باید با استفاده از یک سری آزمایش برای تعیین محدوده توزیع ذرات، چگالی پمپاژ، چگالی ممکن از ضخیم شدن، تنش تسلیم، ویسکوزیته پلاستیک، قرائت صفحه اسلامپ، افت فشار و سایندگی ذرات تعیین شود.
نتایج آزمایش را می توان برای مدل های ساده دوغاب برای پیش بینی رفتار آنها اعمال کرد و به انتخاب پمپ کمک کرد.
طراحی خط لوله
خطوط لوله معمولاً طوری طراحی می شوند که با سرعت در ناحیه انتقال بین آرام و متلاطم یا در مناطق کاملاً متلاطم کار کنند. سرعت دوغاب در طول خط لوله باید ارزیابی شود تا از ته نشین شدن و انسدادهای بعدی اطمینان حاصل شود.
پمپ های PD حجم ثابتی از مواد را ارائه می دهند که متناسب با سرعت پمپ است و نسبت به پمپ های گریز از مرکز نسبت به طراحی سیستم حساسیت کمتری دارند. علاوه بر این، پمپ های PD برای انتقال مایع از طریق بخش های طولانی خط لوله ایده آل هستند. مزیت دیگر این مشخصه جریان ثابت این است که می تواند به خود تمیز کردن خط لوله کمک کند.
پمپ های گریز از مرکز به فواصل کوتاه تر محدود می شوند. هنگام استفاده از پمپ های گریز از مرکز برای انتقال دوغاب در فواصل طولانی، پمپ های متعدد باید در یک سری مراحل استفاده شوند. نصب پمپ گریز از مرکز چند مرحله ای نیاز به تجزیه و تحلیل دقیق منحنی سیستم خط لوله و تقاطع آن با منحنی پمپ هر مرحله دارد تا محدوده عملکرد پمپ را به درستی تعریف کند. راه اندازی خط لوله به توجه ویژه ای نیاز دارد تا از حفره شدن پمپ و/یا اضافه بار موتور به دلیل دبی بالا در هنگام پر کردن خط لوله جلوگیری شود.
محدودیت های عملکرد پمپ
تفاوت های مکانیکی اصلی بین پمپ های گریز از مرکز و PD مربوط به حداکثر فشار و حداکثر جریانی است که یک نوع پمپ می تواند تحمل کند.
پمپ های گریز از مرکز برای حداکثر فشار 7 مگاپاسکال (70 بار) و جریان 7000 متر مکعب در ساعت مناسب هستند و می توانند در یک سری تا حداکثر 8 پمپ مرتب شوند.
پمپ‌های PD می‌توانند فشارهای بسیار بالاتری را تحمل کنند، اما در مقایسه با پمپ‌های گریز از مرکز، جریان کمتری دارند – معمولاً حداکثر 30 مگاپاسکال (300 بار) و 1000 متر مکعب در ساعت، با پیکربندی بهینه پمپ‌های PD کمتر از پمپ‌های گریز از مرکز. در حالی که برای ایجاد فشار کافی سیستم به چندین پمپ گریز از مرکز به صورت سری نیاز است، پمپ‌های PD باید به صورت موازی نصب شوند تا دبی کل مورد نیاز تولید شود.
خروجی هر دو نوع پمپ را می توان با استفاده از درایوهای سرعت متغیر کنترل کرد. سرعت متغیر می تواند خروجی را بسته به خواص دوغاب تغییر دهد یا برای جبران سایش در پمپ های گریز از مرکز. استفاده از آب یا دوغاب بسیار رقیق شده در یک خط لوله در هنگام بالا رفتن یا پایین آمدن به یک توقف با استفاده از سیستم پمپ گریز از مرکز توصیه می شود. پمپ های PD، با این حال، می توانند حداکثر فشار تخلیه را در هر سرعتی ارائه دهند. درایوهای سرعت متغیر با جبران تغییر در چگالی که بر افت فشار در خط لوله تأثیر می گذارد، به این عملیات کمک می کند.
ارزیابی اقتصادی و هزینه حمل و نقل
انتخاب تجهیزات پمپاژ بهینه برای کاربردهای خاص می تواند نسبتاً ساده باشد اگر کاربرد به وضوح در هر یک از محدوده های گریز از مرکز یا PD قرار گیرد. با این حال، برای کاربردهایی که هر دو نوع پمپ می توانند مناسب باشند، ارزیابی بیشتر سرمایه و هزینه های عملیاتی باید انجام شود.
مقایسه هزینه باید شامل هزینه لوازم جانبی، به ویژه تجهیزات آب بندی مورد نیاز برای پمپ های گریز از مرکز باشد.
سایش پمپ‌های گریز از مرکز معمولاً برای انواع دوغاب‌های فوق سبک است و همه پمپ‌های یک سری معمولاً با سرعت یکسانی فرسوده می‌شوند. عمر ساییدگی لاینر و پروانه پمپ بسیار متفاوت است اما معمولاً بسته به کاربرد بین 4 تا 18 ماه است.
سایش پمپ PD معمولاً به دریچه ها محدود می شود. با عمر معمولی تقریباً 3 تا 6 ماه بسته به دوغاب و کاربرد. اگر دوغاب اسیدی باشد، باید از مواد مقاوم در برابر خوردگی استفاده شود.
در حالی که پمپ های گریز از مرکز ممکن است به طور کلی کمتر از یک پمپ PD هزینه داشته باشند، ممکن است چندین مورد برای پمپاژ دوغاب از طریق یک خط لوله مسافت طولانی مورد نیاز باشد. در مقابل، در حالی که پمپ های PD مستلزم هزینه های سرمایه ای قابل توجهی هستند، آنها می توانند مزایای قابل توجهی از جمله مصرف انرژی پایین و هزینه کل مالکیت را ارائه دهند.
منبع :
