Slurry Pump؛ قلب تپنده خطوط انتقال دوغاب در صنایع فرآوری مواد معدنی
در هر کارخانه فرآوری مواد معدنی، از مرحله خردایش تا جدایش، فلوتاسیون، هیدروسیکلون و آبگیری، انتقال دوغاب معدنی یکی از مهمترین فرآیندها محسوب می شود. اگر این انتقال با راندمان بالا انجام نشود، علاوه بر افزایش هزینه های تعمیرات، توقف خط تولید، کاهش ظرفیت کارخانه و افت کیفیت محصول نهایی نیز اجتناب ناپذیر خواهد بود.
در این میان، Slurry Pump به عنوان یکی از مهمترین تجهیزات فرآوری مواد معدنی، وظیفه انتقال سیالات حاوی ذرات جامد، مواد ساینده و پالپ معدنی را بر عهده دارد. انتخاب صحیح این تجهیز، تاثیر مستقیمی بر راندمان تولید، مصرف انرژی و هزینه های نگهداری خواهد داشت.
Company Kani Sanat Pasargad با تکیه بر دانش مهندسی، تجربه در طراحی تجهیزات فرآوری مواد معدنی و شناخت دقیق شرایط کاری معادن، انواع Slurry Pumps را متناسب با نیاز خطوط فرآوری طراحی و تامین می کند.
Slurry Pump چیست؟
Slurry Pump، پمپی است که برای پمپاژ سیالاتی که حاوی ذرات جامد ساینده هستند استفاده میشود. پمپهای اسلاری معمولا برای انتقال اسلاریهایی به کار گرفته میشود که فراوانی حجمی ذرات جامد آنها بین 2 تا 50 درصد بوده و وزن مخصوص ذرات جامد آنها بیشتر از 5.3 نباشد.
پمپهای اسلاری بسته به خصوصیات اسلاری که پمپاژ میشود ساختارهای مختلفی دارند و نسبت به پمپهایی که برای انتقال سیالات تمیز (مانند آب) به کار میروند قدرتمندتر و مقاومتر هستند و دارای قطعات قابل تعویض هستند (قطعات در تماس با اسلاری که امکان سایش و خوردگی در آنها زیاد است).
اسلاری پمپ : طبق تعریف، مخلوط جامد در مایع را اسلاری گویند. عموما اصطلاح “دوغاب و یا سوسپانسیون” به عنوان معادل های آن در نظر گرفته میشود. بر این اساس، پمپ های اسلاری به پمپ های قدرتمندی گفته می شود که قابلت انتقال هیدرولیکی جامد را داشته باشند.
مخلوط اسلاری به دلیل خاصیت سایشی که در ذات خود دارد سبب گردیده تا پمپ هایی که جهت پمپاژ و یا انتقال این نوع مخلوط ها به کار می روند در دسته بندی متفاوتی از پمپ های معمولی قرار بگیرند. به عنوان مثال چنانچه سرعت سیال از یک حد مشخص کمتر گردد ذرات جامد مخلوط ته نشین شده و انسداد جریان را به دنبال دارد. این تفاوت ها به حدی ایست که اگر از پمپ های معمولی جهت انتقال اسلاری ها استفاده شود به هیچ وجه شاهد عملکرد مناسبی نخواهیم بود.
علی رغم کاربردهای بسیار زیاد پمپ های اسلاری، متاسفانه مرجع علمی و فنی به زبان فارسی در این زمینه، که بتواند اطلاعات مورد نیاز را در دسترس کارشناسان فنی قرار دهد، وجود نداشته و یا لااقل بصورت پراکنده و نادر بوده است. بنابراین تالیف و گردهآوری این کتاب به عنوان اولین گام، کمک بزرگی در شناخت و طراحی این پمپ ها به شمار می آید، قدمی که در مراحل نخست است و به یاری خداوند موجبات برداشتن گام های بعدی را فراهم خواهد ساخت.
یکی از اهداف اصلی نگارش این کتاب، شناساندن پمپ های اسلاری به عنوان گروهی مستقل و متمایز از سایر پمپ های متداول گریز از مرکز می باشد. پمپ هایی جانسخت و مقاوم به سایشی که افزایش گستره کاربریشان به حوزه هایی فراتر از معدن، همچون صنایع دریایی، نیروگاهی، آب و فاضلاب، حفاری و نفت، نشان از نیاز صنعت به شناخت بهتر و جامع تر را نسبت به خود دارد.

مزایا و معایب Slurry Pump
پمپهای اسلاری همانند انواع پمپهای دیگر میتوانند ویژگیهای مختلفی داشته و از مزیتها و معایب منحصربهفردی برخوردار باشند. از مهمترین مزیتهای این پمپها میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
-
- این پمپها قابلیت انتقال ترکیبات دو فازی که دارای سیالات ساینده و ذرات جامد زبر و خشن هستند را دارند.
-
- این پمپها از تنوع بالایی برخوردارند و میتوان متناسب با نوع و سرعت سیال و همچنین حجم سیال از آنها استفاده کرد.
-
- این پمپها از نظر هد و دبی بسیار متنوع هستند.
-
- از انعطافپذیری بالایی برخوردارند و قابلیت کار در شرایط سخت را دارند.
-
- از راندمان بالایی برخوردار بوده میتوان به صورت عمودی و افقی آنها را نصب کرد.
-
- در برابر سایش و خوردگی مقاومت بالایی داشته و از طول عمر بالایی برخوردارند.
در کنار تمامی مزیتها و نقاط قوتی که این پمپها دارند میتوانند از معایب و ایراداتی نیز برخوردار باشند که مهمترین آنها شامل مواردی همچون قیمت بالا، هزینههای نگهداری زیاد، ابعاد زیاد و اشغال فضای زیاد، داشتن استهلاک بالا و … هستند.
Applications of Slurry Pumps
در حقیقت پمپهای اسلاری از پیشرفتهترین نوع پمپها هستند و همانطور که گفته شد میتوانند برای پمپاژ انواع سیالات و ذرات جامد استفاده شوند به همین دلیل میتوانند کاربردهای متعددی داشته باشند. از مهمترین کاربردهای این پمپها میتوان به موارد زیر اشاره داشت:
-
- استفاده در کارخانههای مختلف مانند کارخانجات کود
-
- استفاده برای انتقال ذغال سنگ
-
- استفاده برای انتقال انواع مواد معدنی
-
- استفاده برای لایروبی کردن و همچنین دفع بقایای سوخت فسیلی در نیروگاهها و …
-
- جابجایی انواع سیالات با غلطت های بالا
-
- استفاده در صنعت حفاری
-
- استفاده در صنعت نفت، کشاورزی، معدن، آتشنشانی، تولید کاغذ، آب و فاضلاب و …
-
- تغذیه دیگ بخار
-
- استفاده در دستگاههای آبشیرینکن و تصفیه RO
-
- استفاده در سیستمهای تهویه مطبوع و سیستمهای حرارتی جهت انتقال آب و …
مشخصات پمپ اسلاری
پمپهای اسلاری انواع مختلفی دارند و هر کدام از آنها میتوانند مشخصات متفاوتی نیز داشته باشند. رایجترین و متداولترین پمپهای اسلاری پمپهای سانتریفیوژی هستند. این پمپها از اجزای مختلفی همچون پوسته پمپ، پروانه، محفظه یاتاقان، شفت و محفظه آببندی تشکیل شدهاند و پروانههای آن میتوانند از فلز یا لاستیک باشند. معمولاً در تولید این پمپها از عناصری همچون کروم و منگنز نیز استفاده میشود که باعث افزایش مقاومت و طول عمر آنها میشود. از مهمترین مشخصت پمپهای اسلاری میتوان به موارد زیر اشاره داشت:
-
- این پمپها از مقاومت بالایی در برابر سایش و خوردگی برخوردارند.
-
- از نظر قدرت و توان، قابلیتها و کاربردها بسیار متنوع هستند.
-
- دارای گستره وسیعی از آببند و سیلندر بوده و دارای قابلیت تغییر کاربرد پروانه هستند.
-
- دارای حداکثر فشار 8 بار و دبی حداکثری ۱۰۰۰۰ مترمکعب بر ساعت هستند.
- این پمپ ها در سایز های مختلف از ۱ اینچ تا ۱۸ اینچ می باشند
محاسبه چگالی پالپ یا اسلاری
چگالی پالپ یکی از مهمترین شاخص های طراحی سیستم انتقال است و تاثیر مستقیمی بر انتخاب پمپ، توان مصرفی و عمر تجهیزات دارد.
به طور معمول چگالی پالپ از نسبت جرم کل مخلوط به حجم آن به دست می آید و بر حسب تن بر متر مکعب یا کیلوگرم بر متر مکعب بیان می شود.
در پروژه های صنعتی، برای محاسبه دقیق چگالی پالپ، پارامترهای زیر اندازه گیری می شوند:
- درصد جامدات وزنی
- چگالی ماده معدنی
- چگالی آب
- دمای سیال
- درصد رطوبت
هرچه چگالی پالپ بیشتر باشد، توان مورد نیاز پمپ نیز افزایش خواهد یافت. به همین دلیل، استفاده از داده های واقعی کارخانه در مرحله انتخاب تجهیزات اهمیت بالایی دارد.
چگالی اسلاری تابعی از ورن مخصوص جامد و درصد فراوانی فاز جامد می باشد. چگالی اسلاری که با SGsl نمایش داده می شود. به کمک روابط ذیل و با داشتن دو مقدار از سه پارامتر وزن مخصوص جامد Ss، درصد فراوانی جرمی Cmیا وزنی Cv قابل محاسبه می باشد.

علاوه بر روابط فوق، جهت تسهیل محاسبات میتوان از نمو گراف شکل زیر کمک گرفت.
با داشتن دو پارامتر از مجموع چهار پارامتر Ss، Cv ، Cm ، SGsLسایر پارامترها قابل تعیین میباشند.

به عنوان مثال:
مخلوطی که 30% حجم آن زغال با وزن مخصوص نسبی 1.8 است، مقادیر وزن مخصوص نسبی اسلاری و درصد فراوانی جرمی زغال به ترتیب ذیل محاسبه می گردند.

همچنین براساس نموگراف، میتوان با ترسیم خطی در راستای گذرا از دو نقطه معلوم بر روی نمودار، سایر اطلاعات لازم را تعیین نمود.

فرمول های محاسباتی مشخصه های جریانی اسلاری ها

تفکیک انواع اسلاری بر حسب کلاس سایش
اسلاری سبک light Slurry
- ذرات جامد بسیار بسیار کم (Cw < %5)
- سایز ذرات (d50 < 200µm)
- نوع اسلاری : همگن (ته نشین نشونده)
- وزن مخصوص اسلاری (Ss < 1.05)
اسلاری نیمه سنگین Medium Slurry
- ذرات جامد (%5 < Cw < %20)
- سایز ذرات (200µm < d50 < 6.4mm)
- نوع اسلاری : نسبتا ناهمگن
- وزن مخصوص اسلاری (Ss > 1.15)
اسلاری خشن و سنگین Heavy Slurry
- ذرات جامد (Cw > %20)
- سایز ذرات (d50 > 6.4mm)
- کاملا ناهمگن
- وزن مخصوص اسلاری (Ss > 1.15)

عمر مفید توصیه شده برای یاتاقان های پمپ های اسلاری، بر مبنای کلاس سایشی
|
کلاس سایشی پمپ اسلاری |
حداقل عمر مفید تخمینی 〖(L〗_10) (ساعت) |
|
1 |
17.500 |
|
2 |
35.000 |
|
3 |
50.000 |
|
4 |
50.000 |
دلیل استفاده از شاسی چدنی برای پمپ ها و انواع ماشین آلات دورا
در تجهیزات صنعتی، عملکرد صحیح یک پمپ یا ماشین دوار تنها به کیفیت موتور یا قطعات داخلی آن وابسته نیست؛ بلکه شاسی (Base Frame) نیز نقش بسیار مهمی در پایداری، کاهش ارتعاشات و افزایش عمر تجهیزات ایفا می کند. به همین دلیل در بسیاری از صنایع از شاسی چدنی به عنوان استاندارد نصب پمپ ها و ماشین آلات دوار استفاده می شود.
مهمترین مزایای شاسی چدنی
۱. جذب ارتعاشات (Vibration Damping)
چدن به دلیل ساختار متالورژیکی خود، توانایی بالایی در جذب ارتعاشات دارد. این ویژگی باعث می شود لرزش های ناشی از عملکرد پمپ یا موتور به میزان قابل توجهی کاهش یابد و از انتقال آن به سایر تجهیزات جلوگیری شود.
۲. افزایش عمر یاتاقان ها and کوپلینگ
ارتعاش کمتر به معنای کاهش تنش های مکانیکی روی یاتاقان ها، کوپلینگ، شفت و آب بندها است. در نتیجه عمر مفید این قطعات افزایش یافته و هزینه های تعمیر و نگهداری کاهش پیدا می کند.
۳. استحکام and صلبیت بالا
شاسی های چدنی دارای مقاومت بسیار مناسبی در برابر تغییر شکل هستند. این ویژگی باعث می شود هم محوری (Alignment) بین پمپ و الکتروموتور در طول زمان حفظ شده و عملکرد سیستم پایدار باقی بماند.
۴. کاهش صدای تجهیزات
یکی از مزایای مهم چدن نسبت به فولاد، جذب بهتر امواج صوتی است. به همین دلیل ماشین آلات نصب شده روی شاسی چدنی، صدای کمتری تولید می کنند و محیط کاری آرام تری ایجاد می شود.
۵. مقاومت در برابر بارهای دینامیکی
در پمپ های اسلاری، پمپ های سانتریفیوژ و سایر ماشین آلات دوار، بارهای دینامیکی زیادی به شاسی وارد می شود. چدن به دلیل جرم بالا و استحکام مناسب، این نیروها را بهتر تحمل کرده و از ایجاد خستگی در سازه جلوگیری می کند.
۶. حفظ دقیق هم محوری
یکی از مهمترین دلایل خرابی پمپ ها، خارج شدن محور موتور و پمپ از یک راستا است. شاسی چدنی به دلیل تغییر شکل بسیار کم، باعث حفظ هم محوری تجهیزات در طول بهره برداری می شود.

راهنمای جامع مهندسی پمپ های اسلاری
اگر در حال طراحی یک خط جدید فرآوری مواد معدنی هستید یا قصد بهینه سازی تجهیزات موجود را دارید، این راهنما می تواند به عنوان یک مرجع کاربردی در تصمیم گیری های فنی و مهندسی مورد استفاده قرار گیرد و دید جامعی نسبت به انتخاب صحیح پمپ اسلاری در اختیار شما قرار دهد.



