Применение насосов HSP для перекачки хвостов на руднике Бульянхулу в Танзании

Двухпоршневые насосы для перекачки высокоабразивных хвостов
Рудник Бульанхулу в Танзании компании Barrick Gold Corp. начал работать а апреле 2001 г. и в 2002 г. планирует произвести ок. 400.000 унций золота.
С момента покупки месторождения Бульанхулу корпорацией из Торонто в марте 1999 разведанные запасы месторождения возросли в три раза. Общие запасы золота составляют 10 млн. унций при среднем содержании золота в руде 14,76 г/т.



На Рис. 1 показан завод по приготовлению и перекачке хвостов, являющийся важной частью производственного комплекса. Завод работает в автоматическом режиме по 24 ч/сут 365 сут/год. В связи с тем, что в случае остановки завода требуется остановка работы всего обогатительного комплекса, при выборе поставщика оборудования компания Barrick Gold Corp. сделала ставку на самое качественное и хорошо зарекомендовавшее себя оборудование. В связи с тем, что месторождение расположено в труднодоступном месте при выборе поставщика Barrick Gold Corp. предъявляла жёсткие требования по износостойкости оборудования, минимальному энергопотреблению и расходу воды. Оборудование Путцмайстер соответствует всем предъявленным требованиям.
Двухпоршневые насосы фирмы Путцмайстер предназначены для перекачки высокообразивных сред. В данном случае насосы фирмы Путцмайстер перекачивают сгущённые хвосты обогатительного производства в объёме 700.000 м3/год.



Мощные двухпоршневые насосы фирмы Путцмайстер транспортируют хвосты на расстояние 2100 м по трубопроводу диаметром 200 мм к хвостохранилищу (Рис. 3). Выпускные трубы, из которых изливается шлам, закреплены вертикально на стальных опорных колоннах высотой 12 м.

Характеристика перекачиваемых хвостов обогащения
Мелкофракционные хвосты обогатительного производства являются высокообразивными. Удельный вес пастообразного шлама составляет 1970 кг/м3. Содержание твёрдого в шламе составляет 76 вес. %. Осадок конуса составляет 195 мм. Показатель рН равен 11. Температура шлама составляет +30…+35 С.
Описание насосной станции
Насосная станция состоит из:
- 2 шт. поршневых насосов HSP с тарельчатыми клапанами (1 шт. – в работе, 1 шт. – резерв);
- 2 шт. электрогидравлических приводных агрегата HA 315 E по 315 кВт каждый
(1 шт. – в работе, 1 шт. – резерв);
- 1 шт. гидравлический демпфер HPD 200/750;
- 1 шт. шибер переключения магистралей
DVH 4/2 ZX 200;
- 1 шт. шлюз подачи пыжей в магистраль;
- 1 шт. электрогидравлический агрегат HA 11 E для привода шибера переключения магистралей и шлюза, 11 кВт.




Хвосты обогатительного производства в виде обезвоженного кека с дисковых и фильтрпрессов с влажностью 19 % загружается в смеситель для приготовления пастообразной массы. После этого хвосты по наклонному трубопроводу длиной 7 м загружаются в демпфер низкого давления, из которого поступают в насос фирмы Путцмайстер типа HSP 25.100 HP для перекачки тяжелых шламов (Рис. 6). Демпфер низкого давления уменьшает перепады давления на всасе насоса.
Преимущества двухпоршневых насосов Путцмайстер по сравнению с диафрагменными насосами
Насос HSP 25.100 (рис. 6) способен непрерывно подавать обезвоженные хвосты с производительностью 80 м3/ч и рабочим давлением 80 бар. Благодаря большому ходу поршня 2.500 мм и большому диаметру подающего цилиндра 360 мм для подачи 80 м3/ч насосу требуется всего лишь 5,5 ходов поршня в минуту.
Всего лишь 5,5 переключений гидравлических тарельчатых клапанов в минуту гарантируют длительный срок службы основных изнашиваемых элементов (сёдел и тарелок клапанов) по сравнению с необходимостью 50 – 60 переключений в минуту для перекачки такого же объёма шлама диафрагменным насосом. Тарельчатые клапаны насоса Путцмайстер имеют принудительный гидравлический привод, благодаря чему обеспечивается их гарантированное закрытие, что исключает опасность реактивного износа и кавитации.



Скорость движения подающих поршней составляет всего лишь 0,22 м/с, что гарантирует максимально высокий коэффициент использования оборудования и минимальный износ как подающих цилиндров, подвергающихся двойному хромированию и хонинговальной обработке, так и поршней.
В прежние времена существовал тезис о том, что поршневые насосы не подходят для перекачки высокоабразивных сред вследствие износа подающих цилиндров и поршней. Данный тезис ошибочен. Износ подающих цилиндров при работе насоса почти отсутствует, а периодическая замена манжетов поршней совместно с тарелками и сёдлами клапанов осуществляется исключительно с целью безопасности.
Конструкция насосной системы фирмы Путцмайстер
Шламовый насос HSP 25.100 HP для перекачки сред с высоким содержанием твёрдого состоит главным образом из двух гидравлических цилиндров, двух подающих цилиндров, а также распределительной головки с тарельчатыми клапанами с гидравлическим приводом (Рис. 7). Для привода насоса HSP 25.100 применяется электрогидравлический агрегат мощностью 315 кВт (Рис. 5). Распределительная головка насоса имеет большие всасывающие и напорные клапаны с сечением 220 мм на каждый подающий цилиндр. Фирма Путцмайстер специально применяет такие крупные элементы в подающей системе с целью снижения скорости материала, а также минимизации износа клапанных сёдел и тарелок.



Для гарантированного обеспечения круглосуточной непрерывной работы насосного комплекса (8.760 рабочих час/год) помимо основного насоса и приводного агрегата используется один дополнительный насос и приводной агрегат, которые постоянно находятся в резерве (Рис. 5).



Две насосные системы установлены рядом друг с другом и соединены с подающей магистралью через гидравлический шибер переключения магистралей DVH 4/2 с Y-образной трубой. С помощью данного шибера и электро-гидравлического привода НА 11 Е каждый из насосов может быть соединён с подающей магистралью.
После Y-образной трубы в подающую магистраль ZX 200 встроен вертикальный гидравлический демпфер HPD 200/750 высокого давления (Рис. 8). В процессе рабочего хода поршня насоса HSP 25.100 демпфер заполняется транспортируемым материалом. Непосредственно перед окончанием рабочего хода подающего поршня включается демпфер и вытесняет набранный в себя материал в подающую магистраль во время краткого перерыва в работе поршней основного насоса, происходящей при их переключении. Благодаря этому обеспечивается непрерывный поток транспортируемого материала и минимизируются декомпрессионные удары.



Для очистки трубопровода в магистраль встроен шлюз подачи пыжей (ZX 200) (Рис. 8). С помощью шлюза подачи пыжей возможна очистка трубопровода без его разборки даже в процессе прокачки материала. Шлюз приводится в движение электрогидравлическим приводом НА 11 Е и подаёт очистительные пыжи в подающую магистраль.
Выводы
Критерием выбора и применения двухпоршневого насоса фирмы Путцмайстер являются максимально высокий коэффициент использования оборудования и его безопасность при транспортировке высокоабразивных материалов. Длительные сроки службы сёдел и тарелок клапанов гарантируют удовлетворение заказчика.
Благодаря опыту инжиниринговой компании SNC-Lavalin и ноу-хау фирмы Путцмайстер данный проект получил большой успех. Также большое спасибо г-ну Руссу Эвансу, руководителю данного перекачивающего комплекса, а также всем его сотрудникам, эксплуатирующим хвостовое хозяйство.