Kaivosteollisuuden lietepumppujen testausasema laitteiden suorituskyvyn varmistamiseen

Kaivosteollisuuden rikastamoissa ja mineraalien käsittelylaitoksissa käsitellään jatkuvasti erittäin kuluttavia, suuren kiintoainepitoisuuden lietteitä, joiden pumppausvirheet tai ennakoimattomat kulumisvauriot aiheuttavat kalliita prosessiseisokkeja. Varmistaakseen suurten pumppujärjestelmien luotettavuuden ja hydraulisen mitoituksen todellisissa käyttöolosuhteissa, teknologiakonserni Metso on ottanut käyttöön uuden 4 MW:n erittäin suurten lietepumppujen testausaseman Ruotsin Salassa sijaitsevassa tuotanto-, testaus- ja koulutuskeskuksessaan.

Suuren mittakaavan lietteensiirron virtaus- ja kulumishaasteet
Mineraaliprosesseissa käytettävät jauhatus- ja rikastuspiirit vaativat jatkuvaa lietteen pumppausta syklonisyöttöihin ja rikastushiekan käsittelyyn. Näissä järjestelmissä virtausnopeudet ovat valtavia, ja kuljettava aines koostuu kovista, kuluttavista mineraalipartikkeleista. Kavitointi, heikko hyötysuhde ja epätasainen kulumisprofiili juoksupyörässä sekä pesässä voivat romahduttaa pumpun elinkaaren ja kasvattaa primäärienergian kulutusta merkittävästi.

Koska suuren kokoluokan laitteiden teoreettiset virtausmallit ja numeeriset nestedynamiikan laskelmat eivät aina täysin vastaa monimutkaisten monifaasivirtausten käyttäytymistä, prosessiteollisuuden toimijat tarvitsevat empiirisesti todennettuja suorituskykykäyriä. Pumppujen luotettava mitoitus ennen asennusta pienentää mekaanisia vikaantumisriskejä ja varmistaa riittävän nostokorkeuden kriittisissä siirtolinjoissa.

Testausaseman tekninen arkkitehtuuri ja suoritusarvot
Salan toimipisteen uusi laitteisto kykenee tuottamaan 4 MW:n sähköisen käyttötehon ja käsittelemään jopa 25 000 m³/h tilavuusvirtaamia. Tämä infrastruktuuri mahdollistaa pumppujen täyden mittakaavan hydraulisen testaamisen kaikille valmistajan nykyisille tuotesarjoille aina MD900-kokoluokkaan saakka sekä tarjoaa valmiuden tulevaisuuden vieläkin järeämmille pumppumalleille. Ensimmäiset toiminnalliset ajot asemalla on jo toteutettu onnistuneesti.

Järjestelmä muodostaa täydellisen suljetun silmukan mittausympäristön, jossa mitataan tarkasti paine-eroja, vääntömomenttia, virtausnopeutta, kavitointirajoja ja tehonkulutusta. Näiden mittausten avulla luodaan tarkat ominaiskäyrät, joiden avulla kaivosoperaattorit voivat valita juoksupyörän geometrian ja pyörimisnopeuden tarkasti optimaaliselle toiminta-alueelle.

Metson pumppusuunnittelusta vastaava johtaja Evert Lessing totesi, että laitteiden on toimittava luotettavasti vaativissa teollisuusympäristöissä. Hänen mukaansa uusi testausasema mahdollistaa nykyisten kokoluokkien kattavan varmentamisen aina MD900-kokoon asti ja tuottaa tarkat suorituskykykäyrät, jotka parantavat prosessien käyttövarmuutta ja minimoivat operatiivisia riskejä.




Toimipisteen infrastruktuuri ja teollinen integrointi
Salan toimipaikassa on kehitetty lietepumpputeknologiaa yli sadan vuoden ajan. Uusi 4 MW:n yksikkö täydentää keskuksessa jo ennestään toimivia pienten, keskisuurten ja suurten pumppujen testausasemia, joissa suoritetaan prototyyppien evaluointia, virtausanalyyseja sekä hydrosyklonien, venttiilien ja digitaalisen kunnonvalvonnan tutkimusta.

Testauskapasiteetin lisäksi Metso on laajentanut Salan kiinteistöä uudella 5 400 neliömetrin varasto- ja toimituskeskuksella, mikä kasvattaa toimipaikan kokonaisrakennusalan yli 26 000 neliömetriin. Hanke vahvistaa Salan asemaa maailmanlaajuisessa tuotekehitys- ja testausverkostossa, johon kuuluu toimipisteitä myös Perussa, Australiassa ja Intiassa.

Lisätiedot:
Tässä osiossa käsitellään teknisiä tietoja ja vertailuarvoja, jotka eivät sisältyneet alkuperäiseen tuotejulkistukseen.

Raskaan teollisuuden lietepumpuissa käytetään pääasiassa joko elastomeerivuorattuja tai kovametallisia (kuten runsaskromista valurautaa) kulumisosia. Suuren mittakaavan syklonisyöttöpumpuissa, joihin Metson MD-sarjan (Mill Discharge) pumput lukeutuvat, imuaukon halkaisija voi ylittää 900 millimetriä ja juoksupyörän halkaisija useita metrejä. Näissä kokoluokissa pumpun mekaaninen massa kohoaa kymmeniin tonneihin.

Kansainvälisillä markkinoilla vastaavia suuria mineraalilietteen pumppusarjoja valmistavat muun muassa Weir Minerals (Warman MCR- ja MCU-sarjat) ja FLSmidth (KREBS-sarjat). Alan standardit, kuten ISO 9906 ja vastaavat hydrauliset testausstandardit luokassa 1 ja 2, asettavat tiukat rajat virtaus- ja painemittausten mittausepävarmuudelle.

Useimmilla laitevalmistajilla täyden tehon tehdastestaus rajoittuu usein alle 2 MW:n teholuokkiin moottorien ja syöttömuuntajien kapasiteetin vuoksi, jolloin suurimpien laitteiden virtausarvot joudutaan ekstrapoloimaan osittaisilla pyörimisnopeuksilla. Mahdollisuus ajaa täyden mittakaavan testejä 4 MW:n teholla ja 25 000 m³/h virtaamalla mahdollistaa dynaamisen käyttäytymisen todentamisen todellisilla kuormilla ilman skaalausvirheitä, mikä on kriittistä syöttöputkistojen kavitaatiomarginaalin (NPSHa vs. NPSHr) tarkassa määrittämisessä.

Toimittanut Natania Lyngdoh, Induportals-toimittaja, tekoälyn avustuksella.

www.metso.com