Шламовые насосы FLYGT Новая серия значительно дешевле

С.Е.Березин, ОАО «Лизинг экологических проектов»
В.И.Баженов, А.С.Трошин, А.А.Трошин, ЗАО «Инженерная компания насосно-экологического оборудования»

Фирма ITT Flygt AB, основанная в 1901 году, является родоначальником погружных насосов и мешалок для тяжелых условий эксплуатации. В настоящее время на заводах, расположенных в Швеции (основной), Германии, Китае и Аргентине, она производит погружные насосы и мешалки для загрязненных жидкостей, систем аэрации. Численность работающих составляет 4 тыс. чел. Головной офис фирмы ITT Flygt AB расположен в Стокгольме (г.Сольна). Годовой оборот фирмы превышает 650 млн. долл. США.


Гидротранспортировка шлама – одно из наиболее тяжелых применений насосного оборудования. Пульпа может забивать детали насоса, а абразивные частицы снижают его эксплуатационную эффективность и повышают расходы на обслуживание. Погружные электронасосы серии 5500 разработаны фирмой ITT Flygt AB для перекачивания чрезвычайно абразивных шламов. Насосы не требуют никаких работ и строительных затрат на установку, так как просто погружаются в жидкость. Надежность шламового насоса, в первую очередь, определяется материалами, из которых сделаны рабочие органы.

В насосах серии FLYGT 5500 проточная часть выполнена из высокохромистого чугуна. Кроме того, в корпусе насоса имеются износостойкие эластомерные вкладыши. Для их быстрой замены предусмотрен горизонтальный разъем корпуса. При одинаковом ресурсе стоимость нескольких заменяемых вкладышей меньше, чем стоимость цельнометаллической конструкции. Лопатки рабочего колеса выполнены с малым углом выхода, так как радиальное течение гидросмеси имеет тенденцию к повышению износа. При этом, в спиральном отводе обеспечивается нетрадиционная схема течения жидкости, уменьшающая контакт между поверхностью корпуса и абразивными частицами. Расширенные сечения отвода обеспечивают более гомогенный поток частиц. От рабочего колеса твердые частицы движутся тангенциально и проходят параллельно языку отвода, чем уменьшают степень его износа (рис. 1).

В насосах серии 5500 уплотнения работают в масляной камере независимо друг от друга. При перекачивании гидросмеси торцевое уплотнение насосной части надежно защищено от абразивного износа. Камера перед уплотнением разгружена от давления, создаваемого рабочим колесом. Своего рода циклон, установленный на входе в камеру, создает циркуляцию жидкости при вращении ротора и защищает уплотнение от контакта с абразивными частицами. Уплотнительные кольца выполнены из карбида вольфрама в специальной монолитной конструкции, которая имеет большое сопротивление к истиранию. Пружина, поддерживающая контакт уплотнительных колец, находится в зоне герметичной изоляции.

Диапазон подач и напоров насосов серии 55 составляет, соответственно, 10–700 м3/ч и 5–50 м.

Особняком стоит самый крупный в мире погружной шламовый насос FLYGT H 5570, 215 кВт (рис. 2). Подача его достигает 1100 м3/ч, напор – до 80 м, масса – до 1950 кг.

В больших резервуарах для гомогенизации грубых тяжелых частиц используют погружную мешалку FLYGT, прикрепленную к насосу (рис. 3).

Агрегаты серии 55 успешно эксплуатируются в жестких условиях на «Кузнецких Ферросплавах» с 1998 г., «Казметрострое» – с 1999 г., Учалинском ГОКе – с 2001 г. и др. предприятиях.

В 2000 г. фирма ITT Flygt AB приступила к разработке погружных шламовых насосов серии 51, идея которой – существенно понизить себестоимость без ухудшения эксплуатационных показателей.

В производственном процессе удалось оптимизировать число операций и их продолжительность. Так, механическая обработка чугунных заготовок на станках была заметно сокращена. Прежде, при изготовлении высокохромистых чугунных деталей, требовались две операции: специальная горячая обработка, которая обеспечивала заготовке нужную для механической обработки мягкость, затем легирование для получения необходимой твердости. Теперь, за счет существенного улучшения процесса литья, требуемые допуски достигаются уже на этой стадии. Не будь на заводе ITT Flygt AB своего литейного цеха такого эффекта было бы не добиться.

Конструкция насосов новой серии также была серьезно улучшена.

На рис. 4 представлен разрез агрегата 5100.

Насосы модели 5100/5150 оснащены эффективным, собственного производства, двигателем (1) класса изоляции Н со встроенными датчиками высоких температур и протечек.

Так как погружной насос рассчитан на 15 пусков в час, он может эксплуатироваться в резервуаре гораздо меньшего объема, что упрощает установку.

Допустимая температура нагрева статора электродвигателя 180°C (у ранее изготавливаемых статоров класса F она ограничивалась 155°С).

Оптимальная система внутреннего охлаждения (2) означает, что насос может не находиться все время в погруженном состоянии. Он будет продолжать перекачивать до достижения низкого уровня осадка, помогая тем самым предотвратить образование отложений на дне резервуара.

Инспекционная камера между блоком уплотнителей и подшипниками имеет встроенный датчик (5) для быстрого обнаружения протечек жидкости. Это снижает риск внутренних поломок и повышает функциональную надежность.

Подшипники (4) имеют расчетный ресурс 50 тыс. часов.

Рабочее колесо (рис. 5) изготовлено из высокохромистого чугуна (твердость 630) и способно пропускать твердые частицы различных размеров – 40 мм и более. Высокая износоустойчивость, максимальный гидравлический КПД. Форма рабочего колеса с его отогнутыми назад лопастями в отличие от обычного рабочего колеса, делает поток более однородным. Это сводит к минимуму выделение твердых частиц из жидкости, что приводит к минимальному износу и устойчивому КПД.

Патронное уплотнение (3, рис. 4) прекрасно подходит для насоса, а также ускоряет и упрощает замену. Его конструкция защищает поверхность уплотнения от загрязнения во время сборки и разборки (рис. 6).

Система Spin-Out™ (6, рис. 4) – запатентованный продукт (рис. 7), защищающий внешнее уплотнение путем отбрасывания абразивных частиц из камеры уплотнителей. Это продлевает срок службы блока внешних уплотнений и повышает его надежность.

Ступица рабочего колеса оборудована отогнутыми назад лопастями (7, рис. 4), выбрасывающими абразивные частицы. Имеется также изолированная зона давления. Все вместе обеспечивает дополнительную защиту понижением давления в зоне механических уплотнений.

При перекачке грубых шламов взмучиватель (8, рис. 4), установленный на валу насоса, помогает предотвратить образование отложений на дне отстойника.

Отдельные секции агрегатов соединены специальным сцеплением Victaulic, что сократило количество болтов на 40%.

В результате всех усовершенствований в производстве и конструкции (число комплектующих сокращено на 80 ед.) насосов серии 51 удалось добиться снижения их цены на 15–30%.

Перед серийным запуском 30 агрегатов нового типа прошли на ряде объектов мира жесткие испытания сроком более 1 года.

Пользователи были приятно удивлены их работой. Удельные затраты на транспортировку 1 тонны шламов были заметно сокращены. Рекомендуемый фирмой межсервисный цикл для агрегатов серии 51 составляет 20 тыс. часов.

В России насосы этой серии задействованы на стройках тоннелей, «Москва-Сити», объектах «Мосводоканала» и других.

Журнал "Горная Промышленность" №6 2003