Эффективность применения ПКН

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

пневматических камерных насосов (ПКН)
(фирмы PNEUMA)

в сравнении

с обычными грунтовыми центробежными насосами
 ( фирм WARMAN, ELLICOT, IHC Holland и др.)

1. ИЗНОСОСТОЙКОСТЬ

Износостокость грунтового насоса определяется сроком насоса до капитального ремонта противостоять абразивному воздействию перекачиваемого материала и обеспечивать устойчивые паспортные показатели по производительности, по концентрации твердого в гидросмеси и по напору.
Как правило, больший абразивный износ испытывают те части насоса, которые подвержены непосредственному контакту с образивом (перекачиваемой гидросмесью) и которые движутся или вращаются при этом с большими скоростями. При этом, чем выше скорость между движением абразива и соприкасающихся с ним поверхностей насоса, тем выше их износ.
Если посмотреть на конструкцию обычного центробежного насоса (Рис.1), то по принципу своего устройства центробежные насосы как нельзя хуже отвечают требованию износостойкости, поскольку их работа напрямую зависит от скорости вращения и размеров колеса. При этом чем выше скрость вращения и диаметр рабочего колеса, тем большие абразивные нагрузки испытывают внутренние поверхности грунтового насоса.

В результате такой конструкции центробежного грунтового насоса при работе с высоко образивными материалами (например, кварцевый песок) его внутренние поверхности подвергаются сильному абразивному износу, в результате чего, в начале, падает напор и уменьшается производительность насоса, а затем он полностью выходит из строя. Срок работы такого насоса составляет, как правило, не более 3-4 месяцев, после чего такой насос необходимо заменять на новый, т.к. ремонту он практически не подлежит (изнашивается как само колесо, так и корпус). Центробежные насосы идеальны для перекачки жидкостей (собственно, для этого они первично и предназначены), а не абразивных материалов.
Если же посмотреть на конструкцию насосов ПКН (пневматических камерных насосов фирмы PNEUMA), то можно отметить их удивительную простоту по отношению к центробежному насосу, и отсутствие быстро трущихся или быстро вращающихся частей (Рис.2).

Изнашивающимися элементами ПКН, испытывающими абразивное воздействие гидросмеси, являются два шаровых клапана: входной и выходной. При всасывании (наполнении камеры) гидросмесь попадает во входной клапан, при выталкивании (опорожнении) абразивное воздействие гидросмеси испытывает выходной клапан. При этом скрости, с которыми гидросмесь поступает в камеры ПКН и выходит из неё в несколько десятков раз ниже скоростей, возникающих от вращающего момента рабочего колеса в камере центробежного насоса.
Шаровые клапаны ПКН покрыты износостойкой резиной. При неравномерном её износе нарушается герметичность прилегания клапанов к ложу и насос начинает травить воздух. Решение проблемы – открытие смотровой крышки и смена изношенного клапана на новый. Эта операция занимает не более 1 часа, после чего насос опять работает как новый, выдавая паспортные характеристики.

1. ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ ЗАТРАТЫ

Энергетические затраты составляют основную часть (80-90%) эксплуатационных затрат (себестоимости) в гидромеханизации. Определим эксплуатационные затраты на добычу 1м3 грунта, выраженные  в л.с. или кВт, в сравнении для насоса ПКН фирмы Pneuma и грунтового центробежного насоса фирмы IHC Beaver.

Вариант 1.

Вариант 2.

Примечание: ПКН Pneuma дает постоянную концентрацию твердого в гидросмеси на любой дальности рефулирования (см. Таблицу  на следующей странице)

1. ЭФФЕКТИВНОСТЬ КАПИТАЛЬНЫХ ВЛОЖЕНИЙ

 Если сравнить указанные насосы по стоимости, то стоимость ПКН  PNEUMA в 3-4 раза превышает стоимость грунтового центробежного насоса, что порой останавливает Клиента перед выбором, и предпочтение отдается более дешевому центробежному насосу. При этом, как правило, не берется во внимание износостойкость и эксплуатационные затраты.
Если же сравнить затраты с учетом всех трех указаных показателей, то наиболее эффективным вариантом оказывается вариант Pneuma. Наиболее наглядно эффективность использования ПКН Pneuma показана ниже в табличной форме:

Из таблицы следует, что эффективность инвестиций, вложенных в ПКН Pneuma становится очевидной уже на 3ий год эксплуатации насоса, по сравнению с эксплуатацией обычного грунтового центробежного насоса.

ВЫВОДЫ

1. На большом расстоянии рефулирования эффективность, выраженная в удельном расходе мощности ( л.с./м3 твердого) на подъеме (подаче) и рефулировании у обоих насосов сопоставимы:

                                                                        
Beaver - 2,12               Pneuma - 2,13

1. Увеличение дальности рефулирования ведет к росту эффективности Pneuma и катастрофически снижает эффективность Beaver:

Beaver – 4,24              Pneuma – 2,98

1. Beaver, оснащенный центробежным насосом имеет ограничения по глубине разработки и по дальности рефулирования, ограниченные напором в 20м, которое развивает насос. Насос Pneuma может увеличить глубину разработки и дальность рефулирования, зависящие только от подачи сжатого воздуха (расхода и давления).

1. У Beaver большой процент установленной мощности потребляет фреза. Без фрезы центробежный насос будет качать только воду. Насосу Pneuma не надо никакой фрезы.

1. Эффективность Pneuma также выражается в низкой себестоимости восстановительных работ, т.к. износу подвержены  только шаровые клапана. Их замена производится легко и быстро за 1 час. Восстановление же изношенных частей центробежного насоса требует значительно больше времени и обходится Клиенту значительно дороже.

1. Эффективность средств, вложенных в ПКН Pneuma, окупается уже на 3-ий год эксплуатации по сравнению с обычным грунтовым центробежным насосом.