Problema

Il basso valore NPSHr di due pompe a lobi rotanti compatte garantisce una decantazione precisa e affidabile dell'acqua da un serbatoio a vuoto, spiega Roger Willis

Fino ad agosto 2017, due pompe centrifughe venivano utilizzate per travasare un serbatoio sottovuoto per la grigliatura del carbone fine in una miniera di carbone a cielo aperto di un'azienda australiana. Poiché il loro elevato valore NPSHr riduceva la capacità dell'impianto, la direzione ha deciso di sostituire entrambe le unità con due pompe a lobi rotativi Tornado T1, prodotte da Netzsch.

Queste pompe volumetriche autoadescanti funzionano tramite due rotori interconnessi, trasportando il fluido trasportato in modo continuo dal lato di aspirazione a quello di pressione consentendo un dosaggio accurato. Poiché funzionano con un NPSHr molto basso e sono completamente insensibili agli effetti della cavitazione, sono particolarmente adatti per il compito nella miniera australiana. Le due unità azionate da VSD sono utilizzate con successo dall'agosto 2017. Garantiscono livelli di fluido più bassi nel ricevitore del vuoto.

In una miniera a cielo aperto australiana, la polvere fine di carbone viene estratta da una miscela di acqua e polvere di carbone ad una temperatura di 25°C. "A questo scopo, la miscela viene prima alimentata a filtri a nastro orizzontali", afferma Steve Weir, responsabile dello sviluppo commerciale presso la filiale Netzsch Australia. Grazie alla gravità, l'acqua viene raccolta nella scanalatura trasversale del nastro filtrante e immessa in una camera a vuoto. Le pompe ad anello liquido generano il vuoto nella camera. Il vuoto aspira il fluido dai filtri a nastro nel serbatoio del vuoto. Mentre i filtri a cintura erogano acqua in modo continuo, il serbatoio del vuoto consente solo una determinata quantità di acqua. Il liquido in eccesso deve essere rimosso dal serbatoio ed essere pompato alla fase successiva del processo. Fino ad agosto 2017 venivano utilizzate due pompe centrifughe per la decantazione dell’acqua in eccesso.

Tuttavia, queste pompe non erano ideali. "La cavitazione, o bolle piene di gas, si sviluppa spesso nelle pompe centrifughe. Non solo riduce l'efficienza del sistema, ma rende anche impossibile un dosaggio accurato", afferma Weir. "Ciò, a sua volta, ha limitato la produttività del sistema." La direzione, quindi, ha deciso di sostituire le pompe con altri modelli, che avrebbero dovuto scaricare l'acqua di processo con maggiore precisione, affidabilità ed efficienza.

Il requisito essenziale per le nuove unità era la loro idoneità al pompaggio di fluidi contenenti sostanze solide. Dovevano inoltre avere una portata di 240 m³/h, una pressione di 3 bar e un NPSHr di 1,8 m. La direzione ha selezionato due pompe a lobi rotativi della serie Tornado T1. Queste pompe soddisfano le esigenze dell'operatore a cielo aperto in termini di portata, pressione, portata e aspirazione; hanno inoltre dimensioni compatte eccezionalmente convenienti. Il vantaggio principale rispetto alla tecnologia precedente è che questi modelli sono pompe volumetriche autoadescanti, che garantiscono un'erogazione continua. All'interno delle pompe sono presenti due rotori intrecciati sincronizzati, che creano una pressione negativa sul lato di aspirazione attirando il fluido verso i lobi rotanti senza interruzione. I lobi convogliano quindi il fluido verso il lato di pressione.

Questo principio di trasporto ha un effetto molto positivo se utilizzato nella relativa applicazione. "Il serbatoio del vuoto funziona a una pressione molto bassa, che a sua volta crea una pressione di ingresso molto bassa per l'aspirazione dell'acqua dal serbatoio del vuoto", afferma Weir. "Le nostre pompe sono particolarmente adatte per questa applicazione, poiché funzionano con un NPSHr basso." Sono quindi insensibili agli effetti della cavitazione, che può causare il rapido guasto di altri tipi di pompe. Inoltre il volume trasportato dipende dalla velocità. In questo modo è possibile dosare esattamente la quantità desiderata impostando le rotazioni al minuto. Quando utilizzato nella miniera australiana, la velocità è di 218 giri/min e il volume trasportato è di 240 m³/h. Le dimensioni delle particelle, che sono nell'ordine di 0,5 mm, non causano alcun problema. La viscosità del fluido è 5 mPas.

Una caratteristica essenziale delle pompe a lobi rotativi è che gli ingranaggi e le camere della pompa sono rigorosamente separati l'uno dall'altro. Questo speciale sistema di sicurezza del cambio (GSS) garantisce che il fluido non possa entrare nel complesso cambio, anche in caso di guasto della tenuta meccanica. Ciò significa elevata affidabilità operativa. D'altro canto, l'olio del cambio non può mai entrare nella camera della pompa. La guarnizione viene lubrificata e raffreddata mediante collegamenti dell'acqua di lavaggio e tenuta facilmente accessibili.