Cách chọn máy bơm bùn xi măng: Loại, thông số kỹ thuật và ứng dụng

Thách thức cốt lõi trong việc lựa chọn máy bơm bùn xi măng

Điều quan trọng nhất cần hiểu về việc bơm vữa xi măng là: một máy bơm di chuyển nước đáng tin cậy thường sẽ bị hỏng trong vòng vài tuần khi di chuyển vữa xi măng. Sự kết hợp của độ nhớt cao, các hạt mài mòn và quá trình lắng nhanh có nghĩa là việc lựa chọn máy bơm phải phù hợp với đặc tính thủy lực của máy bơm với đặc tính vật lý của bùn. Máy bơm phù hợp được chọn bằng cách đánh giá hàm lượng chất rắn, kích thước hạt, độ nhớt và áp suất xả cùng nhau, thay vì xem xét một thông số kỹ thuật riêng lẻ.

Bùn xi măng không phải là chất lỏng đồng nhất. Nó chứa các hạt xi măng lơ lửng, các hạt cốt liệu và đôi khi là các chất phụ gia hóa học. Mỗi ứng dụng đặt ra những yêu cầu khác nhau đối với cánh quạt, vỏ và hệ thống làm kín của máy bơm. Hướng dẫn này giải thích các loại máy bơm xử lý tốt vữa xi măng, các thông số kỹ thuật quan trọng nhất và các chế độ hỏng hóc làm giảm tuổi thọ của máy bơm nếu bạn bỏ qua chúng.

Điều gì làm cho bùn xi măng yêu cầu bơm

Ba tính chất của vữa xi măng tạo ra hầu hết các khó khăn về mặt kỹ thuật. Việc nhận biết sớm chúng sẽ giúp tránh xác định sai máy bơm và thời gian ngừng hoạt động liên quan.

• Nồng độ chất rắn cao. Bùn thường chứa 30 đến 70 phần trăm chất rắn tính theo trọng lượng. Ở cấp độ cao hơn, hỗn hợp hoạt động ít giống chất lỏng hơn mà giống chất nhão hơn với các đặc tính dòng chảy phi Newton.
• Các hạt mài mòn. Hạt xi măng cứng và sắc. Chúng liên tục ăn mòn bánh công tác, vòng xoắn và phốt trục. Tốc độ mài mòn tăng theo tốc độ bơm, hàm lượng chất rắn và sự nhiễu loạn bên trong vỏ. Trong thực tế, điều này có nghĩa là các bộ phận bị ướt phải được làm bằng vật liệu cứng, chống mài mòn hoặc phải có lớp lót có thể thay thế được.
• Tự lắng và tự đầm. Khi máy bơm dừng lại, chất rắn lắng xuống đường hút và vỏ. Khởi động lại mà không loại bỏ khối lượng đã ổn định có thể làm quá tải động cơ hoặc làm đứt khớp nối trục. Một máy bơm có cánh quạt mở và khoảng hở rộng rãi sẽ xử lý tình huống này một cách nhẹ nhàng hơn so với thiết kế cánh quạt kín.

Những yếu tố này xác định loại máy bơm tối ưu. Một máy bơm ly tâm có cấu hình bánh công tác sai sẽ tách chất rắn ở tốc độ dòng chảy thấp. Một máy bơm dịch chuyển dương có khe hở bên trong quá lớn sẽ mất khả năng chịu áp suất. Quá trình lựa chọn phải được điều khiển bởi hành vi thực tế của bùn.

Các loại máy bơm xử lý tốt bùn xi măng

Bơm ly tâm cho dòng chảy cao và vận hành tiết kiệm

Máy bơm ly tâm là loại máy bơm được ứng dụng rộng rãi nhất cho dịch vụ xử lý bùn. Chúng đơn giản, chắc chắn và phù hợp để di chuyển khối lượng lớn với chi phí bảo trì thấp. Đối với vữa xi măng, máy bơm phải sử dụng cánh quạt hở hoặc bán hở để chống vướng víu các hạt và vỏ phải được làm từ vật liệu chống mài mòn như hợp kim crôm cao hoặc thép lót.

Máy bơm xử lý hóa dầu ZA cho bùn xi măng mài mòn Bơm ZA xử lý hỗn hợp mật độ cao nhờ trục ngoại cỡ và vòng bi chịu tải nặng. Các bộ phận ướt của nó có thể được lựa chọn từ các vật liệu khác nhau để phù hợp với thành phần của vữa, giúp nó trở nên đáng tin cậy khi vận chuyển vữa xi măng trên một khoảng cách dài. Xem sản phẩm →

Máy bơm xử lý hóa dầu ZA là một ví dụ hữu ích. Trục ngoại cỡ và cách bố trí vòng bi chịu tải nặng của nó hỗ trợ tải trọng hướng tâm được tạo ra khi bơm hỗn hợp mật độ cao. Các tùy chọn vật liệu bộ phận ướt khác nhau cho phép người dùng điều chỉnh máy bơm phù hợp với thành phần và nhiệt độ của bùn. Máy bơm ly tâm phù hợp nhất khi vữa xi măng tương đối mỏng và phải di chuyển trên khoảng cách vừa phải đến đường ống dài.

Hạn chế vận hành chính là duy trì tốc độ dòng chảy trên ngưỡng lắng. Trong đường ống 100 mm điển hình, cần có vận tốc tối thiểu khoảng 1,2 m/s để giữ các hạt xi măng ở trạng thái lơ lửng. Nếu máy bơm chạy dưới điểm này, các hạt sẽ rơi vào ống xả, gây tắc nghẽn dần dần và làm tăng áp suất cần thiết để duy trì dòng chảy.

Máy bơm khoang tiến bộ dành cho bùn dày, chất rắn cao

Bơm khoang tiến bộ hay còn gọi là bơm trục vít giải quyết vấn đề lắng theo một cách khác. Một rôto xoắn ốc quay bên trong một stato đàn hồi phù hợp, tạo thành các khoang kín di chuyển từ phía hút sang phía xả. Hành động dịch chuyển tích cực cho phép máy bơm đẩy bùn dày, có hàm lượng chất rắn cao ở tốc độ ổn định và chuyển động nhẹ nhàng duy trì tính nhất quán của bùn mà không phá vỡ hồ xi măng.

Máy bơm trục vít loại G dùng cho xi măng nhớt và xi măng rắn Bơm trục vít loại G sử dụng rôto xoắn ốc và stato đàn hồi để di chuyển vữa xi măng một cách nhẹ nhàng. Hoạt động ở tốc độ thấp của nó giúp giảm mài mòn và kéo dài tuổi thọ của stato, khiến nó trở nên lý tưởng cho các loại bùn dày, có hàm lượng chất rắn cao. Xem sản phẩm →

Bơm trục vít loại G được thiết kế đặc biệt cho môi trường nhớt, chất rắn. Việc lựa chọn chất đàn hồi stator là rất quan trọng, bởi vì vữa xi măng ở nhiệt độ nhất định và với một số chất phụ gia nhất định có thể phồng lên hoặc phân hủy cao su. Rôto có thể được làm cứng để kéo dài tuổi thọ mài mòn. Ưu điểm chính của loại máy bơm này là vận hành ở tốc độ thấp hơn: tốc độ rôto thấp hơn làm giảm tốc độ mài mòn trên mỗi vòng quay, nghĩa là khoảng thời gian giữa các lần thay thế stato dài hơn.

Máy bơm khoang tiến bộ là lựa chọn ưu tiên khi độ nhớt của bùn cao hoặc khi nồng độ chất rắn đáng kể. Hạn chế chính của chúng là độ nhạy khi chạy khô, vì stato phụ thuộc hoàn toàn vào bùn để bôi trơn và thậm chí chỉ vài giây vận hành khô có thể làm hỏng vĩnh viễn chất đàn hồi.

Máy bơm tự mồi cho công trường xây dựng và lắp đặt tạm thời

Ở nhiều công trường, máy bơm nằm phía trên nguồn bùn. Máy bơm tự mồi sẽ tự động hút không khí ra khỏi đường hút và có thể mồi lại nếu mức chất lỏng giảm xuống. Khả năng này làm cho nó trở thành một lựa chọn thiết thực cho các thiết bị gắn trên xe kéo hoặc xe trượt được di chuyển giữa các công việc.

Máy bơm tự mồi mạnh mẽ để chuyển bùn tại địa điểm đáng tin cậy Máy bơm tự mồi này tự động hút không khí và mồi lại, khiến nó phù hợp với các thiết bị gắn trên xe moóc hoặc xe trượt. Nó xử lý bùn có chất rắn, tuy nhiên cần chú ý đến việc làm sạch đường hút để tránh tắc nghẽn trong quá trình khởi động. Xem sản phẩm →

Máy bơm tự mồi mạnh mẽ xử lý cả yêu cầu khởi động và yêu cầu về chất rắn. Nó rất thích hợp cho các hoạt động khử nước trong rãnh, chuyển vữa và trộn trong đó việc khởi động lại đáng tin cậy sau khi bị gián đoạn là rất quan trọng. Người dùng vẫn cần chú ý đến đường hút, đường này có thể lấp đầy bùn đã lắng trước khi khởi động và cản trở chu trình mồi lại.

Tóm lại, máy bơm ly tâm giành chiến thắng về chi phí và tốc độ dòng chảy, máy bơm khoang tiến bộ giành chiến thắng về độ nhớt và khả năng xử lý chất rắn, còn các thiết bị tự mồi giành chiến thắng nhờ tính linh hoạt trong vận hành. Nhiệm vụ của kỹ sư quy trình là xếp hạng các ưu tiên này cho công việc cụ thể.

Thông số kỹ thuật chính cần xem xét trước khi đặt hàng

Bảng dưới đây tóm tắt các thông số cần thiết cần được thông báo cho nhà cung cấp máy bơm trước khi chọn máy bơm bùn xi măng. Mỗi thông số ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất thủy lực, tải trọng của bộ phận và tuổi thọ sử dụng.

Một nguyên tắc chung quan trọng là xác nhận các đặc tính của bùn bằng mẫu đại diện trước khi mua sắm. Độ nhớt và trạng thái lắng thay đổi đáng kể với các tỷ lệ xi măng-nước khác nhau. Chất sền sệt trông giống như sữa có thể trở thành hỗn hợp sệt khi hàm lượng nước giảm đi vài phần trăm và sự khác biệt đó sẽ làm thay đổi loại máy bơm tối ưu. Để có cái nhìn sâu hơn về độ nhớt và giới hạn chất rắn ảnh hưởng như thế nào đến việc lựa chọn máy bơm khoang tiến bộ, hãy xem bài viết này về độ nhớt tối đa và giới hạn chất rắn của máy bơm trục vít .

Các dạng lỗi thường gặp và cách ngăn chặn chúng

Các vấn đề sau đây xảy ra thường xuyên khi lắp đặt máy bơm bùn xi măng. Mỗi vấn đề có thể được ngăn chặn bằng cách lựa chọn và thực hành bảo trì tốt.

1. Xói mòn cánh quạt và vỏ. Các hạt cứng liên tục tấn công các cánh quạt và ống lót xoắn ốc. Tốc độ hao mòn tăng mạnh nếu máy bơm hoạt động ở điểm tải một phần. Chọn một cánh quạt hở có bề mặt dày và lắp một tấm mài mòn có thể thay thế để vỏ chính không bị xói mòn.
2. Chất rắn lắng đọng trong đường hút. Khi máy bơm dừng, các hạt rơi ra khỏi hệ thống treo và tích tụ trong đường ống nằm ngang. Trước khi khởi động lại, xả sạch đường ống hoặc nới lỏng vật liệu đã lắng. Việc lắp đặt cổng làm sạch ở đường hút giúp thao tác này trở nên đơn giản hơn.
3. Ô nhiễm buồng kín. Các hạt xi măng mịn di chuyển vào buồng phốt và làm mòn các mặt phốt cơ khí. Phốt được làm sạch bằng nguồn cung cấp chất lỏng sạch bên ngoài giúp giữ cho các bề mặt bịt kín sạch sẽ và kéo dài tuổi thọ của phốt.
4. Lỗi stato trong máy bơm khoang tiến bộ. Stator đàn hồi phồng lên hoặc mòn khi bùn chứa các chất phụ gia mạnh hoặc khi máy bơm chạy khô. Xác minh tính tương thích giữa vật liệu stato và hóa chất bùn cụ thể và luôn lắp đặt biện pháp bảo vệ chống chạy khô.

Các dạng lỗi này không phải là sự kiện ngẫu nhiên. Chúng là hậu quả của việc vận hành máy bơm bên ngoài phạm vi mà nó được thiết kế. Bằng cách xác định chính xác các đặc tính của bùn và sử dụng máy bơm ở điểm hiệu quả tốt nhất, hầu hết các vấn đề này đều có thể tránh được.

Kịch bản ứng dụng và độ tin cậy lâu dài

Máy bơm bùn xi măng xuất hiện ở nhiều cơ sở công nghiệp khác nhau, mỗi cơ sở đều có những yêu cầu riêng.

• Xây dựng và cơ sở hạ tầng. Phun vữa để ổn định đất, lót đường hầm và sửa chữa kết cấu. Những công việc này đòi hỏi áp suất xả cao và dòng chảy ổn định, đó là lúc máy bơm thể tích tích cực mang lại hiệu suất tốt nhất.
• Khai thác và san lấp. Quá trình san lấp mỏ sử dụng vữa xi măng để lấp đầy các khoảng trống dưới lòng đất. Bùn chứa cốt liệu thô và máy bơm ly tâm có vỏ nặng thường là lựa chọn kinh tế nhất.
• Chế biến công nghiệp. Bùn xi măng được sử dụng trong dây chuyền phun áp suất cao, chất trợ lọc và hoạt động trộn. Máy bơm phải cung cấp hồ sơ áp suất ổn định trong thời gian dài.
• Các trạm trộn bê tông. Bùn được chuyển từ kho chứa sang xe trộn. Đây là ứng dụng có lưu lượng cao, áp suất thấp, trong đó máy bơm ly tâm là tiêu chuẩn.

Để hoạt động lâu dài và đáng tin cậy, hãy áp dụng một vài thói quen thiết thực. Rửa sạch máy bơm bằng nước sạch sau mỗi lần chạy. Theo dõi xu hướng áp suất xả, vì sự tăng dần thường cho thấy cặn bám hoặc tắc nghẽn trong đường ống. Kiểm tra độ mòn của bánh công tác và lớp lót vỏ theo các khoảng thời gian bảo trì định kỳ và thay thế các bộ phận trước khi chúng bị hỏng. Kiểm tra sự thẳng hàng của trục khi lắp đặt và không bao giờ để máy bơm chạy cạn, đặc biệt đối với các bộ phận khoang tiến bộ.

Khi vữa xi măng phải được di chuyển ở áp suất cao và nhiệt độ cao, các chi tiết kết cấu của máy bơm rất quan trọng. Một đánh giá của Hiệu suất bơm trong điều kiện áp suất cao và nhiệt độ cao cung cấp một tài liệu tham khảo hữu ích để chỉ định một đơn vị sẽ trụ vững trong những trường hợp đòi hỏi khắt khe này. Vật liệu vỏ, loại phốt và thiết kế cụm ổ trục đều góp phần vào khả năng vận hành an toàn của máy bơm tại điểm làm việc dự định.

Kết luận

Máy bơm bùn xi măng phù hợp được xác định bởi độ nhớt, hàm lượng chất rắn, kích thước hạt, tốc độ dòng chảy và áp suất xả cần thiết của bùn. Máy bơm ly tâm xử lý tốc độ dòng chảy lớn của bùn mỏng hơn một cách kinh tế. Máy bơm khoang tiến bộ di chuyển bột nhão dày đều đặn mà không bị tắc. Máy bơm tự mồi cung cấp khả năng vận hành linh hoạt khi lắp đặt tạm thời hoặc di động. Quá trình lựa chọn phải dựa trên các đặc tính thực tế của bùn và máy bơm phải được vận hành trong phạm vi lưu lượng và tốc độ thiết kế mà các đặc tính đó quy định.

Cung cấp cho nhà sản xuất máy bơm bức tranh đầy đủ về bùn của bạn: mật độ, nồng độ chất rắn, nhiệt độ và phân bố kích thước hạt. Kết hợp với kinh nghiệm của nhà sản xuất trong thiết kế máy bơm hóa chất và quy trình, thông tin này là nền tảng để tạo ra một máy bơm bùn xi măng có tuổi thọ cao, không gặp sự cố.