Погружные насосы фирмы FLYGT для оптимизации шахтного водоотлива

С.Е.Березин (фирма Flygt),
В.Н.Котомкин (ОАО «Апатит»),
Л.А.Мегалинский («Аква Инжиниринг»),
Ю.П.Снитко (АО «Кузнецкие ферросплавы»)


Появление погружных насосов для тяжелых условий эксплуатации (1947г., родоначальник — шведская фирма Flygt) позволило революционизировать системы водоотлива карьеров и подземных шахт.

Осенью 1996 г. в результате внезапного затопления Восточного рудника ОАО «Апатит» на два месяца были парализованы водоотлив (насосы АЦН 1000-180, 630 кВт — 10 шт. и АД 2000-100, 800 кВт — 2 шт.) и разработка карьера. ОАО «Апатит», понеся существенные убытки, решило радикально изменить систему водоотлива и установило в главный забой десять погружных насосов Flygt С3311 по 210 кВт (рис. 1).

Максимальный приток воды в карьер составляет 10000 м3/ч. Погружные насосы перекачивают жидкость в располагаемый на 25 м выше отметки главного забоя промежуточный зумпф (рис. 2). Оттуда традиционные агрегаты, тип АЦН 1000-180, установленные выше уровня возможного затопления, транспортируют жидкость наверх в водоприемник.

Компактность насосов Flygt, их неприхотливость (допускают до 15 включений в час) позволяют резко уменьшить площадь водосборника и тем самым увеличить площадь разработки карьера. Для насосов типа С3311 площадь водосборника не превышает 5 м2.

Простота установки погружных агрегатов, их транспортабельность обеспечивают экономичный и надежный водоотлив по мере углубления рудника. Это достигается посредством варьирования числа параллельно и последовательно установленных агрегатов.

Так, на I этапе перекачку Восточного рудника (рис. 3) проводят пятью насосами С 3311, на II — десятью параллельно установленными С 3311, на III — пятью параллельно и пятью последовательно установленными С 3311. При необходимости насосы «шайбируют» на определенных этапах.

В результате внедрения энергоемкость водоотливной установки была снижена на 2300 кВт. Резко сокращены затраты на обслуживание. И, главное, исчезла опасность вывода из строя агрегатов вследствие их затопления (за год эксплуатации они оказывались под водой на глубине до 4-5 м уже четырежды).

Насосы типа С охватывают диапазон подач от 1 до 1500 л/с напоров от 2 до 75 м.

На Восточном руднике в системе призабойного водоотлива использовались три насоса 200 Д90 с паспортной производительностью 600 м3/час и двигателями по 132 кВт. Позднее их заменили на два насоса фирмы Flygt BS 2250 МТ, производительностью до 800 м3/час и с двигателями по 54 кВт. Экономия электроэнергии за год составила 1.04 млн. кВт·час. Окупаемость затрат только за счет экономии электроэнергии достигнута за 1.4 года.

На подземном Кировском руднике в системе стволового водоотлива использовались два насоса ЦНС 60/246 с двигателями по 75 кВт. Они были заменены в 1996 г. одним погружным агрегатом Flygt BS 2400 с двигателем 90 кВт. Годовая экономия электроэнергии составила 38000 кВт·ч.

Данное внедрение закладывает основу пересмотра традиционной системы водоотлива на откачку воды непосредственно с горизонтов (рис. 4).

Насосы типа В (рис. 5) охватывают диапазон подач от 1 до 300 л/с и напоров от 2 до 180 м. Большая часть деталей насосов изготовлена из алюминия. Импеллеры изготавливаются из стального сплава (твердость по Бриннелю–600 единиц).

Для работы в условиях жесткого абразивного износа предлагается серия насосов Н: подача от 5 до 300 л/с, напор — до 55 м (рис. 6). Особенности агрегатов: составной корпус, что обеспечивает простую замену изношенных деталей, запатентованная конструкция сменной спиральной камеры из высокохромистого материала или полиуретана.

На ОАО «Кузнецкие ферросплавы” с июня 1998 г. действует установка перекачки шлама из накопителя на сушку.

Установка представляет собой понтон с тросово-лебедочным приводом, на котором смонтирован погружной насос Flygt марки HS 5530. При этом агрегат снабжен небольшим пропеллером-агитатором, закрепленным на валу агрегата перед «всасом», для взмучивания шлама (рис. 6).

Откачка шламового осадка производится за счет опуска насоса посредством электрической тали в глубинные слои осадка при непрерывном перемещении понтона.

Параметры установки: подача 40-50 м3/час; напор 7-8 м; мощность 5.9 кВт; плотность перекачиваемого шлама, состоящего, в основном, из кремнезема, 1.3-1.5 кг/л (рис. 7).

На угольной обогатительной фабрике в г. Междуреченск перекачку шламовой суспензии угля и магнетита осуществляли насосы 6Ш8. Срок их службы составлял до 1.5 лет, из-за износа импеллеров и сальнико-подшипниковых узлов. Нередко станция затапливалась.

В начале 1997 г. отечественные насосы заменили на Flygt типа Н 3201 с параметрами Q=330 м3/час, H=23 м, P=30 кВт. С тех пор агрегаты требовали лишь периодической проверки уровня и состояния масла в картере насоса. Исчезла проблема затопления станции.

О надежности погружных насосов Flygt ходят легенды. На одной из брошенных шахт в Замбии в двух стволах насосы отработали по 3 года «всухую» (!), будучи погребенными под 30-метровым слоем грунта. На том же ОАО «Апатит» действуют агрегаты, приобретенные в 1972 г.

Фирма Flygt постоянно лидирует в своей области. Последнее эксклюзивное в производстве насосов ее достижение, внедренное с 1997 г., это балансировка рабочих колес не в сухом, как принято, а в погруженном состоянии. Новинка позволила резко снизить вибрацию, шум и повысить надежность агрегатов.

Компания Flygt, заложив производство пионерного погружного дренажного насоса, идет с тех пор во главе новых разработок и по-прежнему является ведущим производителем.

В 1997 г. в корпорацию ITT, частью которой Flygt является с 1968 г., вошли мощные насосные фирмы Goulds, Vogel, АС pump, Lowara и др. Таким образом, компания ITT Industries стала самым крупным производителем насосов в мире, а клиенты ITT Flygt в России получили возможность приобретать не только погружное, но и традиционное оборудование широчайшего ассортимента.

Журнал "Горная Промышленность" №1 1999