Целлюлозно-бумажные комбинаты (ЦБК) перекачивают сложные среды: волокнистые суспензии, шламы, технологические стоки. Волокна склонны наматываться и забивать оборудование, поэтому к насосам предъявляют особые требования. Разберём типовые задачи ЦБК, требования к насосам и правила выбора.
Перекачиваемые среды на ЦБК
На ЦБК насосы работают с волокнистыми суспензиями различной концентрации, шламами от очистки стоков, технологическими и оборотными водами. Главная особенность — наличие волокон, которые наматываются на рабочее колесо обычного насоса и вызывают засоры. Часть сред при этом ещё и абразивна за счёт минеральных наполнителей.
Проблема волокон
Волокна — основная сложность при перекачке на ЦБК. Для сред с волокнами применяют насосы со специальной конструкцией рабочего колеса, устойчивой к наматыванию, или с измельчителем. Это близко к задачам перекачки волокнистых стоков в канализационных насосных станциях, где тоже важна защита от наматывания.
Требования к насосам для ЦБК
- Стойкость к наматыванию волокон;
- Достаточный проходной диаметр;
- Износостойкость (минеральные наполнители, шлам);
- Коррозионная стойкость (агрессивные стоки);
- Надёжность при непрерывной работе.
Насосы для шламов и стоков
Для перекачки шламов от очистки стоков применяют грязевые и шламовые насосы с износостойкой проточной частью. Для агрессивных сред выбирают коррозионностойкие материалы — о них мы писали в статье про материалы проточной части. Часть задач решают насосами сухой установки.
Как подобрать
Подбор ведут от конкретной среды: концентрации волокон, наличия абразива и агрессивных компонентов, требуемых расхода и напора. Для волокнистых сред ключевой критерий — конструкция колеса. Общие принципы — в статье как выбрать шламовый насос, а подбор под среду лучше согласовать с инженером.
Частые вопросы
Почему волокна опасны для насоса?
Они наматываются на рабочее колесо и вызывают засоры и перегрузку. Нужна конструкция, устойчивая к наматыванию, или измельчитель.
Какие насосы нужны для шлама на ЦБК?
Грязевые и шламовые с износостойкой проточной частью, а при агрессивной среде — коррозионностойкие.
Учитывается ли абразивность?
Да, минеральные наполнители делают часть сред абразивными, что влияет на выбор материалов.
Концентрация массы определяет всё
На комбинате перекачивают не одну среду, а целый спектр — от разбавленных оборотных вод до густой массы. И главный параметр здесь тот, которым в других отраслях не оперируют: концентрация волокнистой массы.
Низкая концентрация — масса ведёт себя почти как вода, работают обычные центробежные насосы с поправкой на волокна.
Средняя концентрация — среда становится нелинейной: она не течёт как жидкость, а образует пробку в трубе, скользящую по стенкам. Обычный расчёт потерь по воде здесь перестаёт работать.
Высокая концентрация — центробежная схема практически неприменима, нужны специальные конструкции или объёмные машины, см. шнековый винтовой насос.
Ключевое свойство волокнистой суспензии — она удерживает воздух. Пузырьки, попавшие в проточную часть, резко снижают подачу и вызывают срыв потока, поэтому на профильном оборудовании применяют конструкции с отводом газа, а зумпфы проектируют так, чтобы не захватывать воздух.
Волокна: почему измельчитель не решение
Логика «поставим измельчитель» на ЦБК не работает по существу задачи. Волокно здесь — не мусор, а продукт: его длина определяет качество бумаги. Измельчать его нельзя, а значит насос должен пропускать волокно неповреждённым.
Отсюда конструктивные требования: колёса с большим свободным проходом, минимум узких зазоров, где волокно может зацепиться, и геометрия, не способствующая наматыванию, см. типы рабочих колёс. Это отличает задачу от канализационной, где волокна — помеха и их измельчают, см. фекальный насос с измельчителем.
На участках очистки стоков, где волокно уже отход, требования меняются на противоположные — и там применяют обычные канализационные решения, см. насосы для очистных сооружений.
Абразив приходит с наполнителями
Целлюлозное волокно само по себе не абразивно. Точит оборудование то, что добавляют в массу: каолин, мел, диоксид титана и прочие минеральные наполнители, а также песок, попадающий с макулатурой при переработке вторсырья.
Поэтому износ на разных участках комбината различается кратно: на потоке чистой целлюлозы проточная часть живёт долго, на массе с высоким содержанием наполнителя или на линии макулатуры — существенно меньше. Материалы подбирают по фактическому содержанию минеральной фазы, см. материалы проточной части и абразивность среды.
Химия производства
Помимо массы, на комбинате перекачивают варочные и отбельные растворы, щёлока, шламы известерегенерации. Среды бывают и сильно щелочными, и кислыми, часто горячими. Для насосов это означает подбор по химстойкости и температуре одновременно.
Отдельная позиция — известковый шлам от регенерации, схватывающаяся и абразивная среда со своими правилами эксплуатации, см. насос для известкового молока. Для агрессивных растворов применяют нержавеющие исполнения, см. нержавеющую сталь 316.
Непрерывность и стоимость простоя
Комбинат работает непрерывным циклом, и остановка бумагоделательной машины стоит несопоставимо дороже любого насоса. Это меняет всю экономику подбора: резервирование на критичных позициях обязательно, склад расходников держат на площадке, а диагностику ведут по трендам, а не по факту отказа.
Контролируют то же, что и в других непрерывных производствах: падение напора при неизменной трассе, рост тока, вибрацию — см. мониторинг насосных станций и диагностику неисправностей. Расчёт целесообразности — в статье про стоимость владения насосом.
Оборотная вода и шламы
Производство бумаги водоёмкое, поэтому вода ходит по кругу. В оборотном контуре накапливается мелкое волокно и наполнитель, а на очистных образуется скоп — волокнистый шлам, который обезвоживают и утилизируют. Насосные позиции здесь ближе к обычным шламовым задачам, см. обезвоживание шлама и насос для откачки ила.
Подбор под ваш участок
Опишите участок, концентрацию массы, наличие наполнителей, температуру и химию среды — подберём насос с обоснованием по конструкции колеса и материалам. Ассортимент — в каталоге.
Подобрать насос → или звоните +7 (499) 397-84-51