Problema

Dec 21, 2023

El bajo valor NPSHr de dos bombas lobulares rotativas compactas garantiza una decantación precisa y fiable del agua de un depósito de vacío, explica Roger Willis

Hasta agosto de 2017 se utilizaban dos bombas centrífugas para decantar un tanque de vacío de tamiz de carbón fino en una mina de carbón a cielo abierto de una empresa en Australia. Dado que su alto valor de NPSHr reducía la capacidad de la planta, su gerencia decidió reemplazar ambas unidades por dos bombas lobulares rotativas Tornado T1, las cuales fueron fabricadas por Netzsch.

Estas bombas autocebantes de desplazamiento positivo funcionan con dos rotores engranados, que transportan el medio transportado continuamente desde el lado de succión al de presión, lo que permite una dosificación precisa. Dado que operan con un NPSHr muy bajo y son completamente insensibles a los efectos de la cavitación, son particularmente adecuados para la tarea en la mina australiana. Las dos unidades impulsadas por VSD se han empleado con éxito desde agosto de 2017. Garantizan niveles de líquido más bajos en el receptor de vacío.

En una mina a cielo abierto de Australia, se extrae polvo fino de carbón de una mezcla de agua y polvo de carbón a una temperatura de 25 °C. "Para este propósito, la mezcla se alimenta primero a filtros de banda horizontales", dice Steve Weir, gerente de desarrollo comercial de la subsidiaria de Netzsch Australia. Gracias a la gravedad, el agua se recoge en la ranura transversal de la correa del filtro y se alimenta a una cámara de vacío. Las bombas de anillo líquido generan un vacío en la cámara. La aspiradora succiona el fluido de los filtros de correa hacia el tanque de aspiradora. Mientras que los filtros de cinta entregan agua continuamente, el tanque de vacío solo permite una cantidad específica de agua. El exceso de líquido debe eliminarse del tanque y bombearse al siguiente paso del proceso. Hasta agosto de 2017 se utilizaban dos bombas centrífugas para decantar este exceso de agua.

Sin embargo, estas bombas no eran ideales. "La cavitación, o burbujas llenas de gas, se desarrollan con frecuencia en las bombas centrífugas. No solo reducen la eficiencia del sistema, sino que también hacen imposible la dosificación precisa", dice Weir. "Esto, a su vez, limitó el rendimiento del sistema". Por lo tanto, la gerencia decidió reemplazar las bombas con otros modelos, que se esperaba que descargaran agua de proceso con mayor precisión, confiabilidad y eficiencia.

El requisito esencial para las nuevas unidades era su idoneidad para bombear medios que contuvieran materia sólida. También debían tener un caudal de 240 m³/h, una presión de 3 bar y un NPSHr de 1,8 m. La gerencia seleccionó dos bombas lobulares rotativas de la serie Tornado T1. Estas bombas cumplen con los requisitos del operador de cielo abierto en términos de caudal, presión, caudal y succión; también tienen dimensiones compactas excepcionalmente convenientes. La principal ventaja sobre la tecnología anterior es que estos modelos son bombas de desplazamiento positivo autoaspirantes, que garantizan un suministro continuo. Dentro de las bombas, hay dos rotores entrelazados sincronizados, que crean una presión negativa en el lado de succión que atrae el medio a los lóbulos giratorios sin interrupción. Los lóbulos luego transportan el medio al lado de presión.

Este principio de transporte tiene un efecto muy positivo cuando se utiliza en la aplicación correspondiente. "El tanque de vacío funciona a una presión muy baja, lo que a su vez crea una presión de entrada muy baja para la toma de agua del tanque de vacío", dice Weir. "Nuestras bombas son muy adecuadas para esta aplicación, ya que funcionan con un NPSHr bajo". Son, por lo tanto, insensibles a los efectos de la cavitación, lo que puede hacer que otros tipos de bombas fallen rápidamente. Además, el volumen transportado depende de la velocidad. Así, se puede dosificar exactamente la cantidad deseada configurando las rotaciones por minuto. Cuando se utiliza en la mina de Australia, la velocidad es de 218 rpm y el volumen transportado es de 240 m³/h. Los tamaños de partículas, que están en el rango de 0,5 mm, no causan ningún problema. La viscosidad del fluido es de 5 mPas.

Una característica esencial de las bombas lobulares rotativas es que sus cámaras de engranajes y bombas están estrictamente separadas entre sí. Este especial Gearbox Security System (GSS) garantiza que el medio no pueda entrar en la compleja caja de cambios, incluso en caso de falla del sello del eje. Esto significa una alta fiabilidad operativa. Por otro lado, el aceite para engranajes nunca puede entrar en la cámara de la bomba. El sello se lubrica y enfría por medio de conexiones de agua de lavado y sellado fácilmente accesibles.

Desde agosto de 2017, las dos bombas se utilizan para decantar el exceso de agua del tanque de vacío y conducirla al tanque de clarificación o espesamiento. El agua se recupera allí y luego se reutiliza en la planta de tratamiento de carbón. Las dos unidades Tornado impulsadas por VSD aseguran un nivel de líquido más bajo y estable en el receptor de vacío. El vacío para drenar finos de carbón es, por tanto, más fiable. "Un vacío más alto y un nivel de vacío más uniforme conducen a una recuperación más eficiente de los finos de carbón", explica Weir.

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