НОВЫЕ ЭКОНОМИЧНЫЕ НАСОСЫ ДЛЯ ПЕРЕКАЧИВАНИЯ СИРОПОВ И ДРУГИХ ВЯЗКИХ ЖИДКОСТЕЙ В САХАРНОЙ И КРАХМАЛОПАТОЧНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Насосы обеспечивают работу различных технологических систем. От экономичности и надежности насосов во многом зависят и выработка продукции, и объем потерь продукта, и затраты на производство.

Фирма «Насосы и Уплотнения» стремится выпускать насосы, наиболее полно удовлетворяющие нуждам производств. Мы выпускаем в год 1100 – 1200 насосов с проточной частью из нержавеющей стали. Есть резервы для расширения выпуска. Все наши насосы – моноблочные, и поэтому малогабаритны, хорошо уравновешены и практически не нуждаются в фундаментах. Проточные части насосов в большинстве штампосварные из сталей типа 12Х18Н10Тили Х17Н13М2Т (с молибденом). Мощность двигателей – до 55 кВт.

Наши насосы предназначены для перекачивания разнообразных жидкостей.

Это:

• вода – горячая и ледяная;
• пищевые продукты: спирт, горячие сиропы, дрожжевые суспензии, спиртовая и паточная барда;
• квасное сусло, патока, растительное масло;
• растворы солей, кислот и щелочей;
• моющие средства, в том числе склонные к вспениванию;
• бензин, дизельное топливо, мазут, растворители;
• консервируемые продукты: сгущенное молоко, вино, соки, лечо, кетчупы, джемы, майонез, мед и пр.;
• жидкости с большим количеством взвесей, достигающие соотношения Т : Ж = 1:1.

Многие из указанных жидкостей перекачиваются на сахарных и крахмалопаточных заводах.

Мы можем изготовить насосы как для горячих (+250ºС), так и для холодных (-45ºС) жидкостей. Если требуется, насосы снабжаются рубашками обогрева для застывающих жидкостей или охлаждения для горячих.

По применению – это технологические насосы, обеспечивающие подачу и циркуляцию разных продуктов, откачку конденсата из выпарных установок, откачку жидкостей из верхних люков цистерн, баков, бочек, шламохранилищ и пр.

Рис. 1 Центробежные насосы с одинарным и двойным торцовым уплотнением
Они применяются в СИП-мойках, в перевалочных терминалах и в ЖКХ.

У нас в номенклатуре 3 группы центробежных насосов:

• насосы ХМ и ОНЦ с подачей до 100 м³/ч и напором до 80 метров.

Эти насосы могут быть с открытыми и закрытыми рабочими колесами в зависимости от свойств перекачиваемых продуктов и наличии взвесей. Вязкость жидкостей – до 500 сСт. Небольшие насосы этого типа с подачей 1,5 – 12 м³/ч пользуются спросом в качестве химических. Другие используются в качестве циркуляционных в вакуум-выпарных установках и в качестве насосов-мешалок с тангенциальным вводом в сосуд, когда требуется небольшой напор при значительной подаче.

Они применяются для невязких (до 400 сСт) сахарных и крахмальных сиропов, спирта, молока, послеспиртовой барды, а также топлива, кислот и щелочей.

Проточные части насосов этой серии разработаны нашими специалистами. В комплектации со взрывозащищенными двигателя такие насосы перекачивают горючее.

Рис. 2 Насос серии 3КМ

• насосы серии 3КМ с подачей до 250 м³/ч и напором до 90 метров.

Это насосы общего применения для горячей и ледяной воды, невязких сиропов, растительных масел, слабых растворов кислот и щелочей. Они имеют высокоэффективные проточные части, разработанные в Японии и изготавливаются по кооперации в Италии. В большинстве своём – это штампосварные конструкции из полированной нержавеющей стали.  Некоторые типоразмеры могут иметь литые колеса и отводы, и тогда их применяют в качестве химических.

Любопытной особенностью обладают некоторые насосы серии 3КМ. Их характеристики таковы, что даже при большом превышении подачи против расчётной точки потребляемая мощность не превосходит номинальной мощности двигателей. Такие насосы не требуют двигателей с запасом по мощности («на всякий случай», а на деле - на некомпетентность пользователей). Если электросеть и подключение такого насоса в порядке, двигатель его нельзя «сжечь». В практике насосных инофирм такие насосы встречаются всё чаще.

Рис. 3 Насос типа ОНЦс

• центробежные самовсасывающие насосы ОНЦс, также штампосварные, с подачей до 80 м³/ч и напором до 50 метров, с высотой самовсасывания до 8 метров.

Важное место занимают новые для отечественной промышленности ламинарные насосы (ОНЛ), способные перекачивать вязкие и абразивсодержащие жидкости. Освоены типоразмеры с подачей до 130 м³/ч и с напором до 70 метров. Максимальный размер частиц, пропускаемый этими насосами, – пока до 60 мм.

Рис. 4 Насос типа ОНЛ

Именно эти насосы позволяют перекачивать жидкости с вязкостью до 50000 сСт и более. Они с успехом применяются для сгущенного молока, патоки, концентрата квасного сусла, зерновой барды, сгущенного молока и т.д.

Иногда заказчику нужно щадящее перекачивание продукта, при котором несильно нарушается структура жидкости (йогурт), не портятся ягоды в варенье, не тревожатся закваски и т.п.

Иностранные источники сообщают, что при перекачивании похожими насосами жидкостей с большим содержанием ценных кристаллов, которые и являются конечным продуктом, в 3 – 4 раза повышается количество неповрежденных кристаллов.

Область применения этих насосов все время расширяется благодаря простоте их конструкции и надежности, особенно в сравнении с одновинтовыми, поршневыми, коловратными, шестерёнными и др., которые используются в сходных случаях.

По конструкции эти насосы очень близки к центробежным: рабочее колесо, улиткообразный отвод, узел уплотнения. Их характеристики по форме похожи на характеристики центробежных насосов: с ростом подачи напор уменьшается, а потребляемая мощность увеличивается. Однако увеличение мощности с ростом вязкости здесь гораздо меньше, чем у центробежных насосов (см. рисунок).

Рис. 5 Изменение оптимальной  мощности для центробежных и ламинарных насосов

Применение центробежных насосов ограничивается вязкостью жидкости до 500 сСт. Здесь же 50000 сСт – далеко не предел.

Одно из последних достижений – это использование ламинарного насоса для перекачивания зубной пасты на фабрике «Свобода». Это очень вязкая (250 – 300 тыс. сСт) и «абразивная» жидкость. Коловратные насосы Брестского машзавода на этой операции ремонтировались раз в 3 дня, причем, кроме замены двух торцовых уплотнений, приходилось ремонтировать или заменять роторы, шестерни и корпуса. 

Ламинарный насос отработал на этой позиции около 2-х месяцев, после чего потребовалось заменить только одно торцовое уплотнение.

Эти насосы хорошо зарекомендовали себя на нескольких спиртзаводах, где они перекачивают вязкую, содержащую много песка, кашу из дробленого зерна с водой (Т:Ж = 1:3) при утилизации спиртовой барды.

Мы также выпускаем вихревые самовсасывающие насосы с высокой скоростью откачки воздуха, и роторные импеллерные насосы с гибкими лопатками ротора. Это тоже самовсасывающие насосы для подач до 20 м³/ч с напором 10 – 15 метров.

Некоторые из перечисленных насосов разных конструкций и назначения, возможно, не имеют прямого отношения к главным технологическим потокам на сахарных и крахмалопаточных заводах. Однако эти предприятия имеют мощное энергетическое, ремонтное и транспортно-складское хозяйство, где различные, даже не большие, насосы помогают решить проблемы, вызывающие сильную «головную боль».

Все наши насосы имеют английские торцовые уплотнения фирмы "John Crane", и это положительно сказывается на экономических показателях. Уплотнения обладают стабильно высоким качеством пар трения и других элементов. Мы тесно сотрудничаем с этой фирмой, имеем в Москве на складе много типоразмеров уплотнений. Так что заказчик может получить уплотнение для ремонта насоса, гомогенизатора, мешалки, теплообменника и т.п. практически в день обнаружения течи. Как оптовый покупатель и официальный дилер фирмы «John Crane» мы имеем неплохие скидки к цене и определенные преимущества в системе поставки уплотнений. В частности, мы можем сравнительно быстро поставить с завода в Финляндии запасные торцовые уплотнения к насосам фирмы «Зульцер» и «Альстом», работающих на ряде сахарных заводов.

Наши сотрудники регулярно стажируются в Англии на предприятиях фирмы, вникая в подробности производства и использования уплотнений.

Конструкция узла уплотнения и насоса в целом, подбор уплотняющих пар трения и упругих элементов зависит от рода жидкости, назначения и условий эксплуатации насоса. Так, для насосов, работающих в вакуум-выпарных установках, мы применяем двойное торцовое уплотнение с автономным бачком гидрозатвора, которое предотвращает «просос» воздуха в систему даже при случайном отключении электроэнергии. Такую же конструкцию мы используем в насосах для сиропов и патоки. Там затворная вода растворяет кристаллы сахара, которые, образуя «бороду», могут повредить уплотнение, и обеспечивает более эффективный отвод тепла от пар трения

Рис. 6 Насос с двойным торцовым уплотнением «спина к спине» и бачком гидрозатвора, имеющим «наддув» воздухом

Бачок гидрозатвора с подкачкой воздуха над уровнем жидкости обеспечивает длительную работу двойных уплотнений на абразивсодержащей жидкости

Бачок гидрозатвора с подкачкой воздуха над уровнем жидкости обеспечивает длительную работу двойных уплотнений на абразивсодержащей жидкости. В этом случае мы применяем пару трения из твёрдого карбида кремния.

Для перекачивания жидкостей с температурой до 250ºС или от минус 45ºС мы используем уплотнения с упругим металлическим сильфоном. 

Любой наш насос изготавливается  и во взрывозащищённом исполнении или, если нужно, с камерами обогрева.

Наши насосы не требуют затрат на подвод к уплотнению жидкости  от постороннего источника. Отпадает необходимость в подготовке, дренаже и утилизации большого количества промывочной жидкости.

Исправное торцовое уплотнение пропускает не более 0,5 см3/ч жидкости. Утечки практически не видны, т.к. жидкость между трущимися элементами обращается в пар. По изменению уровня в бачках гидрозатвора легко судить об исправности уплотнения. Там же, где используется промывочная система от постоянного источника, например, для двойного сальникового уплотнения, много ценных продуктов незаметно  уходит с утечками в канализацию.

Тесное взаимодействие с заказчиком позволяет из нашей достаточно разнообразной номенклатуры подобрать насос с наиболее подходящими параметрами. При этом проводятся поверочные гидравлические расчёты трубопроводов для установки заказчика, подбирается нужный диаметр рабочего колеса, частота вращения и двигатель с мощностью, соответствующей той части характеристики, для которой предназначен насос. Благодаря этому снижается плата за установленную мощность и расход электроэнергии.

Правильный подбор насоса во многих случаях позволяет отказаться от приобретения частотных преобразователей, модных теперь, но дорогих и нелегких в наладке и обслуживании аппаратов. Такие устройства по нашему убеждению, нужно применять только там, где режимы установок часто меняются, или там, где нужно изощренное программируемое регулирование. Особенности процессов в этих системах и реакция на электромагнитное воздействие соседних устройств приводит иногда к тяжелым повреждениям двигателей и другого ценного оборудования. Причем разобраться в причинах этих повреждений далеко не просто.

Мы изготавливаем низкооборотные и маломощные насосы, необходимые для низконапорного перекачивания. Такие насосы предлагают и инофирмы. Но для их поставки необходимо 2-3 месяца (не говоря уж о цене). Наше производство изготавливает насос за 1-3 недели после оплаты.

Если напор насоса выбран правильно, то не приходится дросселировать поток задвижками. Это способствует энергосбережению, а кроме того, что иногда важнее, ресурс задвижек, обратных клапанов, и даже изношенных трубопроводов увеличивается.

Для обеспечения надёжности насосных агрегатов мы уделяем внимание автоматической защите от разрушения торцовых уплотнений при «сухом» запуске или «сухом ходе». Насос с двойным торцовым уплотнением, с бачком гидрозатвора может работать без перекачиваемой жидкости достаточно долго, пока это  не заметить оператор. Однако насосы с одинарным уплотнением обязательно требуют предварительного заполнения жидкостью и контроля за режимом работы. Иначе даже в правильно запущенном насосе может со временем оказаться воздушная пробка, пришедшая по всасывающей трубе, и тогда торцовое уплотнение может «сгореть».

Мы разработали простую и дешёвую электрическую схему, которая отключает насос, если потребляемый двигателем ток станет ниже минимально возможного при работе насоса, заполненного жидкостью.

В обычной втулочно-пальцевой муфте, соединяющей валы насоса и электродвигателя, есть неточность расположения отверстий для пальцев. Муфта может передавать момент даже одним пальцем. От этого возникают нерасчетные поперечные силы, нагружающие подшипники и изгибающие валы. От изгиба вала насоса нарушается работа уплотнения. Такое явление свойственно и зубчатым муфтам.  Если в пальцевой муфте есть проставок для разборки насоса без демонтажа электродвигателя, то эти силы могут заметно увеличиться.

Расцентровка валов механизмов происходит от обычного крутящего момента, если рама агрегата нежесткая (сварная из швеллеров или гнутая из листа). Эту расцентровку при монтаже обнаружить нельзя.

Компенсирующие муфты системы «Metastream», поставляемые фирмой «John Crane», имеют упругие элементы из набора тонких металлических пластин без резиновых элементов. Зазоров в пальцевых соединениях здесь практически нет. Муфта компенсирует перекосы до одного градуса и смещения 0,5-1,5мм в зависимости от типоразмера без износа элементов. Это достаточно дорогие устройства, но все больше клиентов обращается на наш склад, где есть такие муфты, для комплектации отвественных механизмов, остановка которых приводит к большим потерям.

Моноблочных насосных агрегатов, которые мы выпускаем, и где проточная часть жестко соединяется с фланцем двигателя, это не касается.

Наши инженеры имеют большой опыт разработки, производства и испытаний различных насосов и гидравлических систем. Поэтому мы помогаем предприятиям в правильном подборе и применении не только насосов нашей номенклатуры, но и многих других. К нам обращаются за советом при реконструкции насосов, мешалок, воздуходувок и других устройств с торцовыми уплотнениями. Нам приходилось переделывать импортные насосы, устанавливая в них более надёжные или подходящие торцовые уплотнения “John Crane”, заменяя двигатели на более мощные или взрывозащищённые, приспосабливая их к жидкостям или к режимам, для которых они изначально не предназначены. Например, водяные насосы после небольшой переделки успешно перекачивают сравнительно вязкое масло. Агрегаты, предназначенные для электросети с частотой 50Гц, успешно работают в импортных установках с частотой 60Гц и т.д.

Наши специалисты свободно ориентируются на рынке насосов и могут быстро подобрать насосы, которые мы не производим, и имеющие совсем другие конструкции и назначения: многоступенчатые, дозировочные, мембранные пневмоприводные, пожарные и т.д. Поэтому знающие нас заказчики часто заказывают не марку нужного насоса, а излагают свои проблемы, в решении которых мы им обязательно помогаем.

Для примера можно привести две гидравлические схемы.

На первой показан верхний слив жидкостей из железнодорожных цистерн с зачисткой. Здесь используются самовсасывающие центробежные и вихревые насосы. На терминале под Санкт-Петербургом похожие схемы работают на сливе серной и азотной кислот и концентрированной щёлочи. Причём для того, чтобы щёлочь зимой не застыла в насосе, он снабжён электрообогревом. Обращаем внимание, что насосы установлены непосредственно на эстакаде у горловин железнодорожных цистерн. Это повышает скорость слива, т.к. всасывающий трубопровод получается коротким, и нужно откачивать меньший объём воздуха как при начале слива, так и при зачистке.

На второй схеме показано использование ламинарного насоса для откачки вязкой жидкости из шламонакопителя. Здесь для обеспечения самовсасывания используется предвключённый бак.

Мы ощущаем потребность в более глубоком проникновении в технологию производств, и в свойства жидкостей, для которых мы выпускаем насосы.

Не говоря уж о сложном влиянии вязкости на характеристики динамических насосов, к которым относятся ламинарные, мы часто не можем от заказчиков получить достоверныех данные о вязкости жидкостей, которые должны у них перекачиваться. Скудная информация содержится в учебниках по технологии производств, в разрозненных статьях, кое-что, но часто недостоверное, можно извлечь из интернета. Поэтому мы пытаемся обобщить информацию о вязкости разных продуктов, которую мы закладываем в расчете насосов и трубопроводов, имеющихся у заказчиков. Какие-то элементарные измерения на продуктах, если их привозит заказчик, мы делаем сами. Вопрос этот очень важен.

Для заметного уменьшения энергозатрат лучше увеличить диаметр трубопроводов. Потребление энергии при перекачивании ньютоновских жидкостей от этого резко снижается.

Правда для некоторых неньютоновских жидкостей увеличение диаметра труб приводит к снижению скорости течения, что в свою очередь повышает вязкость. В итоге выигрыша от увеличения труб установки может и не получиться. Мы надеемся, что с помощью специалистов сахарной и крахмалопаточной промышленности нашим инженерам удастся решить многие задачи, необходимые для развития этих производств.

По вопросам подбора насосов Вы всегда можете проконсультироваться с нашими специалистами по телефону +7 (495) 727-27-11 или прислать запрос на эл.почту info@pumps-seals.ru.

---