دراسة حالة مقارنة: مضخات اللب مقابل مضخات الصرف الصحي في التطبيقات الواقعية
يتطلب النقاش حول استبدال مضخات اللب بمضخات الصرف الصحي في العمليات الصناعية تحليلاً تجريبياً لمقاييس الأداء وتكاليف الصيانة وأنماط الفشل. يتناول هذا المنشور أربع دراسات حالة تمثيلية من مرافق معالجة الورق ومياه الصرف الصحي العالمية لتقييم جدوى التبادل.
دراسة الحالة 1: مصنع الورق المتكامل في أمريكا الشمالية
الملف التعريفي للمنشأة
سعة:إنتاج لب الورق 1200 طن/يوم
عملية:معالجة الألياف المعاد تدويرها باستخدام لب قوامه 4.5%
الإعداد الأصلي:24 مضخة لب من سلسلة جولدز مضخات 3196 (بقوة 300 حصان لكل مضخة)
استراتيجية الاستبدال
قامت الإدارة باستبدال 12 مضخة بمضخات الصرف الصحي من سلسلة فلايجت 2700 (200 حصان) لتقليل النفقات الرأسمالية بمقدار 480 ألف دولار.
نتائج الأداء
الكفاءة الهيدروليكية
قدمت مضخات الصرف الصحي 68% من معدل التدفق المطلوب بالسرعة المقدرة
تسببت محركات التردد المتغير التي زادت سرعتها إلى 110% في حدوث تلف تجويف (الشكل 1: انخفاض هامش ان بي اس اتش)
تكاليف الصيانة
تم زيادة استبدال المكره ثلاث مرات من 2/سنة إلى 6/سنة
ارتفعت تكلفة الصيانة السنوية بمقدار 192000 دولار
تأثير التوقف عن العمل
23 إغلاقًا غير مخطط له في 18 شهرًا
خسارة الإنتاج: 12.6 مليون دولار (على أساس توقف قدره 7000 دولار/الدقيقة)
تحليل السبب الجذري
تراكم المواد الليفية في حلزونات مضخة الصرف الصحي (الشكل 2: فحص المكره بعد الفشل)
تسبب التبييض باستخدام الكلور في تآكل غلاف الحديد الزهر (أكد اختبار ASTM G109 خسارة قدرها 0.2 مم/سنة)
حصيلة
تم إرجاع المنشأة إلى مضخات اللب الأصلية بعد 18 شهرًا
إجمالي الخسارة الصافية: 2.1 مليون دولار
دراسة الحالة 2: محطة معالجة مياه الصرف الصحي الأوروبية
الملف التعريفي للمنشأة
سعة: 250,000 متر مكعب/يوم من مياه الصرف الصحي البلدية
عملية:الحمأة المنشطة مع المواد الصلبة التي يبلغ حجمها من 3 إلى 5 ملم
تجربة الاستبدال
تم تجربة استبدال 4 مضخات صرف صحي من طراز فلايجت 2600 بمضخات اللب من طراز جولدز 3196.
نتائج الأداء
الكفاءة الهيدروليكية
حققت مضخات اللب كفاءة بنسبة 92% مقابل 85% لمضخات الصرف الصحي على ارتفاع 150 مترًا
استهلاك الطاقة
انخفاض استهلاك الكهرباء بنسبة 18% (0.62 كيلو وات في الساعة/م³ مقابل 0.76 كيلو وات في الساعة/م³)
تكاليف الصيانة
لا يتم استبدال المكره في غضون 24 شهرًا مقابل 3 أشهر سنويًا لمضخات الصرف الصحي
تحليل السبب الجذري
مضخة اللب ذات المراوح شبه المفتوحة تتعامل مع الخرق دون انسداد
هيكل من الفولاذ المقاوم للصدأ يقاوم تآكل كبريتيد الهيدروجين
حصيلة
أدى التبني الدائم لمضخات اللب إلى توفير 280 ألف دولار سنويًا
دراسة الحالة 3: مصنع معالجة الأغذية في جنوب شرق آسيا
الملف التعريفي للمنشأة
عملية:نقل عجينة نشا التابيوكا (قوام 5-8%)
الإعداد الأصلي:مضخات الصرف الصحي من سلسلة جروندفوس إس بي
مشاكل الأداء
الأعطال المتكررة بسبب:
التصاق النشا يسبب اختلال التوازن في المكره
التآكل الكاشط الناتج عن شوائب الرمل
استراتيجية الاستبدال
تم تركيب مضخات تجويف التقدم نيتش (بديل مضخة اللب)
نتائج الأداء
معدل الإنتاج
تم زيادة معدل التدفق من 120 متر مكعب/ساعة إلى 180 متر مكعب/ساعة
صيانة
تم تمديد فترات الخدمة من 6 أسابيع إلى 24 أسبوعًا
توفير الطاقة
استهلاك طاقة أقل بنسبة 22% (45 كيلو وات مقابل 58 كيلو وات)
مقارنة التكاليف
التكلفة الأولية | 18000 دولار | 32000 دولار |
الصيانة السنوية | 9200 دولار | 3800 دولار |
التكلفة الإجمالية لمدة 5 سنوات | 64000 دولار | 49000 دولار |
دراسة الحالة رقم 4: إدارة مخلفات التعدين الأسترالية
الملف التعريفي للمنشأة
عملية:نقل الملاط (30% مواد صلبة، كثافة 1.5 س ج)
الإعداد الأصلي:مضخات الطين من سلسلة وارمان دبليو بي اتش
تجربة الاستبدال
تم اختبار مضخات الصرف الصحي كيه إس بي موفيتيك ذات البطانات المطاطية
نتائج الأداء
مقاومة التآكل
عمر مضخة الملاط: 2800 ساعة
عمر مضخة الصرف الصحي: 900 ساعة (الشكل 3: مقارنة معدل التآكل)
التكاليف التشغيلية
125000 دولار أمريكي نفقات سنوية إضافية للاستبدالات
تحليل السبب الجذري
تسببت المواد الصلبة عالية الكثافة في تآكل المكره بشكل مفرط
عدم وجود تصميم لغرفة الدوامة في مضخات الصرف الصحي
حصيلة
تم التخلي عن الاستبدال بعد 6 أشهر
مصفوفة المقارنة بين الحالات
الاتساق السائل | تصل إلى 12% من الألياف | <5% من المواد الصلبة في مياه الصرف الصحي |
تصميم المكره | نصف مفتوح مع ريش حلزونية | مغلق/دوامي للمواد الصلبة غير الليفية |
مادة | مبطنة بالفولاذ المقاوم للصدأ/المطاط | الحديد الزهر/الفولاذ المقاوم للصدأ |
متطلبات ان بي اس اتش | 3.2-4.5 متر | 1.8-2.5 متر |
متوسط العمر المتوقع | 8000-12000 ساعة | 3000-6000 ساعة |
كفاءة الطاقة | 88-92% | 78-85% |
النتائج الرئيسية وأفضل الممارسات
ملاءمة التطبيق
مياه الصرف الصحي منخفضة التركيز
المواد الصلبة التي يقل قطرها عن 3 مم
ظروف غير قابلة للتآكل
مركبات عالية الاتساق (سسسسس2.5%)
مواد ليفية بحجم جسيمات 5 مم
البيئات الكيميائية العدوانية
تتميز مضخات اللب بالتميز في:
مضخات الصرف الصحي مناسبة لـ:
استراتيجيات تحسين التكلفة
بالنسبة للمطاحن التي تنتج 500 طن يوميًا: استثمر في المضخات المصممة خصيصًا
العمليات على نطاق صغير: ضع في اعتبارك التصميمات الهجينة (على سبيل المثال، فوجلسانج إيكوستار)
الاحتياجات المؤقتة: استئجار مضخات اللب خلال ذروة الطلب
بروتوكولات الصيانة
قم بتثبيت مصافي مقاس 150 شبكة في اتجاه مجرى مضخات الصرف الصحي في تطبيقات اللب
تنفيذ مراقبة الاهتزاز (ايزو 10816) مع عتبة 15 مم/ثانية مربعة
خاتمة
وتوضح دراسات الحالة أنه في حين قد توفر مضخات الصرف الصحي وفورات في التكاليف على المدى القصير في سيناريوهات الطلب المنخفض، فإن عدم كفاءتها التشغيلية على المدى الطويل ومخاطر فشلها غالبًا ما تفوق الاستثمارات الأولية. توفر مضخات اللب أداءً متفوقًا في البيئات عالية الاتساق والتآكل والألياف، بما يتماشى مع إرشادات ايزو 19959:2016 لمناولة الملاط الصناعي. يجب على المنظمات إجراء تحليل مفصل لتكاليف دورة الحياة واختبار توافق العملية قبل التفكير في استبدال المضخات.
