Совершенствование насосного оборудования для гидротранспорта железорудного концентрата Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

© Е.П. Терехин, И.С. Булгаков, 2016

УДК 622.78

Е.П. Терехин, И.С. Булгаков

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ НАСОСНОГО ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ГИДРОТРАНСПОРТА ЖЕЛЕЗОРУДНОГО КОНЦЕНТРАТА

Для гидротранспорта железорудного концентрата на ОАО «ОЭМК» применяются поршневые диафрагменные насосы голландской фирмы «ГЕХО», выработавшие ресурс за время 30-летней эксплуатации. Буровые насосы МК «Уралмаш» могут заменить импортные при оснащении их разделительными устройствами для перекачки абразивной пульпы по рекомендациям ОАО «НИИКМА». Ключевые слова: гидротранспорт железорудного концентрата, поршневые насосы, разделительные устройства.

В России гидротранспорт железорудного концентрата (ЖРК) от Лебединского ГОКа (ЛГОК) до Оскольского электрометаллургического комбината (ОЭМК) работает с 1982 г. и имеет параметры: пропускная способность пульпопровода — 2,3 млн т в год, протяженность — 26,5 км, диаметр труб — 300 мм, содержание концентрата в пульпе — 50%. Наибольшая длина отдельных пульпопроводов за рубежом: 770 км (ЮАР), 480 км (Канада), 400 км (Бразилия), 250 км (Германия) и 210 км (США).

Главным элементом системы гидротранспорта является насосная станция. На ОЭМК она оснащена двухцилиндровыми поршневыми диафрагменными насосами двойного действия высокого давления с приводом от коленчатого вала голландской фирмы «ГЕХО».

За время 30-летней эксплуатации насосы «ГЕХО» 2РМ 1800 показали хорошие эксплуатационные качества, претерпели модернизацию по увеличению производительности и надежности мембран, однако выработали ресурс и готовятся к замене.

Отечественная промышленность не может предложить насосы для перекачки высококонцентрированной абразивной пульпы, но Машиностроительная Корпорация «Уралмаш» обладает богатым опытом по производству буровых насосов высокой производительности и давления.

С целью применения буровых насосов для гидротранспорта ЖРК в ОАО «НИИКМА» была разработана конструкция разделительного устройства (авторские свидетельства №775879 и №1543916, патент РФ № 2079710) к насосу УНБ-600 (старая маркировка У8-6М). Предварительные стендовые испытания опытного образца показали, что разделительное устройство надежно защищает цилиндры насоса от попаданий абразивных частиц, и что модернизированные насосы УНБ-600 с разделительным устройством способны заменить на ОЭМК импортные насосы по мере их износа. В отличие от импортных насосов с разделительными устройствами (фирм «МИЦУБИСИ», «ГЕХО» и «ВИРТ») предлагаемая конструкция не требует применения масла и мембран, более проста в эксплуатации.

Разделительное устройство состоит из вертикальных цилиндрических камер, размещенных между цилиндрами насоса и клапанами, установленными на всасывающей и нагнетальной трубах. При применении воды в качестве рабочей жидкости диаметр разделительных камер равен 1,5 диаметра цилиндра поршневого насоса, а высота камер составляет 3—4 длины хода поршня. В камерах помещены разделители специальной конструкции, не допускающие проникновение через них твердых абразивных частиц. Цилиндры насоса, верхние части камер и разделители заполнены чистой водой или водомасляной эмульсией, которая выполняет роль жидкого поршня, передающего энергию поршня насоса перекачиваемой гидросмеси через разделитель.

Промышленные испытания насосов УНБ-600 на первом этапе могут производиться без изменения конструкции гидрокоробки. Простая модернизация возможна в условиях ремонтных заводов или мастерских и включает в себя изготовление разделительного устройства в виде приставки, прифланцован-ной к гидрокоробке с заглушенными всасывающими и удаленными нагнетательными клапанами.

Применение двух параллельно работающих насосов УНБ-600, модернизированных по результатам промышленных испытаний, с измененной конструкцией гидрокоробки для замены одного насоса «ГЕХО» должно обеспечивать суммарную производительность 450 м3/час при номинальном давлении 7МПа, диаметре цилиндровой втулки 220 мм, 65 ходах/минуту и внутреннем диаметре разделительных камер 900 мм. Для замены двух насосов «ГЕХО» (один рабочий и один резервный) потребуется 4 насоса УНБ-600, из которых 2 будут в работе и 2 —

в резерве. При этом следует ожидать, что надежность работы насосов УНБ-600 с разделительным устройством и эксплуатационные расходы останутся примерно одинаковыми с насосами «ГЕХО».

Рекомендации, разработанные ОАО «НИИКМА» по результатам предварительных стендовых испытаний насосного оборудования, окажут помощь при проектировании систем магистрального гидротранспорта с применением поршневых насосов и разделительных устройств и могут быть использованы при замене насосов на ОЭМК.

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ

Терехин Евгений Петрович — кандидат технических наук, главный инженер,

Булгаков Иван Семенович — кандидат технических наук, доцент,

ЗАО «НИИКМА—опыт», e-mail: niikma@mail.ru.

UDC 622.78

E.P. Teryekhin, I.S. Bulgakov

IMPROVEMENT OF PUMPING EQUIPMENT FOR HYDRAULIC TRANSPORT OF IRON ORE CONCENTRATE

For hydraulic transport of iron ore concentrate on JSC «OEMK» diaphragm pumps of the Dutch firm «GEHO» exhausted during the 30 years of operation are applied. Mud pumps of MC «Uralmash» can replace imported ones when equipping them by separation devices for pumping abrasive pulp according to JSC «NIIKMA» recommendations.

Key words: hydraulic transport of iron ore concentrate, piston pumps, separation devices.

AUTHORS

Teryekhin E.P.1, Candidate of Technical Sciences, Chief Engineer, Bulgakov I.S.1, Candidate of Technical Sciences, Assistant Professor, NIIKMA-OPYT JSC, 309186, Gubkin, Russia, e-mail: niikma@mail.ru.

A