Из многих видов насосов особое внимание производственников и проектировщиков привлекают пульповые насосы, работающие с материалом средней и высокой степени абразивности (в технологических линиях дробления, после мельниц первой и второй стадий измельчения, при высоконапорной транспортировке концентратов и хвостов обогатительных фабрик и т.д.). Перекачивание подобных материалов связано с относительно быстрым износом отдельных деталей пульповых насосов, их ремонтом и заменой. Эксплуатация таких насосов сопровождается большими затратами электроэнергии и требует надежного уплотнения пространства между консольной частью вала и корпусом насоса.

Характерными условиями работы современного пульпового центробежного насоса можно принять расход пульпы в пределах от 10 до 10 тысяч м3/час, напор в пределах от 10 до 100 м вод. ст. и плотность пульпы от едва превышающей плотность воды до 2,0 т/м3.

Данная статья посвящена обзору современных одноступенчатых пульповых центробежных насосов (далее – насосы), работающих с абразивными средами на предприятиях России в вышеуказанных условиях. Кратко рассмотрены насосы наиболее крупных компаний-производителей, а также отдельные технические вопросы особенностей их эксплуатации и выбора.

Современная промышленность предъявляет к насосам во многом те же требования, что и десятки лет назад. Это, прежде всего, высокая надежность, износостойкость и экономное расходование электроэнергии при эксплуатации, снижение затрат при ремонте и эксплуатации, экономическая эффективность и т.д. Вместе с тем, современные предприятия все чаще обращают внимание на то, чтобы высокая надежность и износостойкость характеризовали работу насосов во все более тяжелых условиях эксплуатации, т. е. при высоком напоре пульпы и большом расходе абразивной среды, а общее количество работающих насосов при этом уменьшалось. В ответ на потребности рынка современные машиностроительные компании, производящие насосы, предлагают достаточно широкий ассортимент оборудования, характеризующийся определенными особенностями.
Для оценки особенностей насосного оборудования, предлагаемого российскому рынку различными компаниями, кратко перечислим отдельные характерные признаки насосов.

В настоящее время для тяжелых условий эксплуатации применяются преимущественно горизонтальные насосы. Погружные и полупогружные насосы в основном работают с пульпой, содержащей относительно небольшое количество твердых частиц (дренажные воды, взвеси металлургических предприятий и т. п.).

Насосы Бобруйского машиностроительного завода

По известным историческим причинам, самыми распространенными горизонтальными надводными насосами на предприятиях России и стран СНГ продолжаются оставаться насосы производства Бобруйского машиностроительного завода (Беларусь). Как ранее на предприятиях СССР, так и сейчас эти насосы используются как в самых легких, так и в самых тяжелых условиях эксплуатации. Например, на хвостах железорудного производства Качканарского ГОКа в течение многих лет бобруйские насосы работают на пульпе с номинальным расходом 8000 м3/час, номинальным напором 71 м вод. ст. и плотностью пульпы около 1100 кг/м3.

Бобруйский машиностроительный завод декларирует, что производимые им насосы типа ГрА, ГраУ, ГрТ и др. предназначены для перекачивания абразивных гидросмесей плотностью до 1600 кг/м3., температурой до 70°С, максимальным размером твердых включений до 25 мм и объемной концентрацией до 30%. Проточная часть может изготавливаться из сверхтвердых сплавов, абразивного материала на органической связке, резины и полиуретана.
Привлекательной чертой бобруйских насосов является их относительно низкая цена. Однако по надежности, износостойкости и эффективности они не всегда выдерживают конкуренцию лучших зарубежных аналогов.

Насосы «Weir Warman»

Одной из ведущих зарубежных компаний является группа «Веир Груп» (Weir Group) в лице своих структурных подразделений «Веир Минералз» (Weir Minerals) и «Веир Варман» (Weir Warman), поставляющая насосы конструкции «Варман» (Warman), «Эш памп» (Ash pump) и «Галигхер» (Galigher).
После приобретения англо-австралийской компании «Варман» (Warman) и ряда других приобретений, «Веир Груп» стала крупнейшим производителем насосов в мире.

Вместе с тем еще с начала 1990-х годов англо-австралийская компания «Варман» начала активную работу на российском рынке, как через свое представительство, так и через агентские компании. За прошедшее время головной офис российского представительства этой компании находился в Хабаровске, Санкт-Петербурге и Москве.
Эта компания, например, укомплектовала насосами «Варман» золоторудное предприятие «Кубака», работающее во внутренних районах Магаданской области, Талнахскую и Норильскую обогатительные фабрики и т.д.
Отдельно следует сказать о южноафриканской компании «Си Эйч Варман» («CH Warman»), также производящую и поставляющую на российский рынок насосы конструкции «Варман».
Базовая конструкция южноафриканских и англо-австралийских насосов «Варман» идентична, а их рекламные материалы во многом похожи. Относительно низкая цена южноафриканских насосов делает их привлекательными для потребителей. Вместе с тем европейская и австралийская сборка ценятся выше, и в случае, если потребитель останавливает свой выбор на насосе «Варман», то перед ним встает проблема «цена – качество» в виде двух вариантов этого насоса.
Диапазон рабочих условий этих насосов достаточно широк. Для тяжелых условий эксплуатации из семейства насосов «Варман» предназначена модель AH с размерами всасывающего и нагнетательного патрубков до 20 и 18 дюймов соответственно и выше.
В результате научно-исследовательской работы по оптимизации конструкции и состава материалов его деталей в настоящее время компания «Веир Варман» декларирует, что

Насосы «Metso Minerals»

Крупной зарубежной компанией, производящей насосное оборудование, является «Метсо минералз» (Metso Minerals), ранее поставлявшая насосы как компания «Сведала» (Svedala). Из большого семейства шламовых насосов Metso Minerals для тяжелых условий эксплуатации предназначены насосы серии X, а для средних и легких – насосы серий H и M, которые выпускаются как с резиновой футеровкой, так и с металлической внутренней поверхностью корпуса и относятся соответственно к типам XR, XM, HR, HM, MR и MM. Насосы серии H выпускаются с диаметром всасывающего патрубка до 350–400 мм, а насосы серии Х (XM, XR), предназначенные для сверхтяжелых условий, – от 350 мм и выше. Гидравлическая конструкция насосов серии Х основана на конструкции «Томас», а насосов серии H – «Орион».

Отдельно стоит остановиться на вертикальных полупогружных насосах Metso Minerals. Эти насосы серий VT и VF хотя и работают в относительно небольшом диапазоне напоров (максимально до 45 м вод. ст.) и расходов (максимально до 1500 м3/час), но благодаря своей конструкции (длинный консольный вал, всас со стороны вала) не имеют типичного для горизонтальных насосов узла уплотнения вала и связанных с ним проблем.
Стандартные изнашиваемые детали изготавливаются из натуральной резины (Эластаслайд и др.) или твердых сплавов (Метахром, Метахард, Металсайз и др.), а также из синтетической резины и каучука. Насосами производства Metso Minerals в России укомплектованы, например, обогатительная фабрика в Нюрбинском ГОКе (АК «АЛРОСА») и обогатительная фабрика «Нелькобазолото».

Насосы «Krebs»

Крупной зарубежной насосной компанией, активно выходящей на российский рынок, является американская компания «Кребс» (Krebs), широко известная ранее только как лидер в производстве гидроциклонов. Отличительной особенностью насосов «Кребс» является новая запатентованная конструкция всасывающего участка насоса, существенно уменьшающая внутреннюю рециркуляцию внутри проточной части насоса. По данным производителя новая конструкция обеспечивает:

Насос миллМАКС компании «Кребс» имеет литой металлический корпус и металлическое рабочее колесо, насос слариМАКС – резиновую футеровку корпуса и металлическое рабочее колесо. Металлические детали изготавливаются из высокохромистых сплавов, получивших наименование Кребсаллой, резиновые – из натуральной резины. За короткий срок насосы миллМАКС получили широкое распространение на Западе. На территории России насосами «Кребс» миллМАКС укомплектована новая углеобогатительная фабрика в Междуреченске.
Насосы «Кребс» в основном предназначены для работы в тяжелых условиях эксплуатации. В средних и легких условиях вышеперечисленные достоинства конструкции не столь очевидны и обнаруживают себя не столь быстро.

Насосы «GIW»

На Западе достаточно широкое распространение имеют насосы компании «Джи Ай Дабл Ю» (GIW), являющейся в настоящее время частью компании «КСБ» (KSB). Насосы имеют широкую область применения и маркируются LCC, LCV, LSA, LSR, MEGA и WBC.

Например, насосы LCC-M этой компании имеют однокорпусную конструкцию, используют для изнашиваемых деталей высокопрочный материал Gasite, имеют размеры нагнетательного патрубка до 12 дюймов, расход до 3865 м3/час и напор до 90 м вод. ст. (подвид этих насосов LCC-H декларируется для напора до 107 м вод. ст.). Насосы LCC-R футерованы резиной, имеют размеры нагнетательного патрубка до 12 дюймов, расход до 2260 м3/час и напор до 45 м вод. ст. Возможно изготовление рабочих колес из полиуретана.
Насосы LSA на одном из предприятий в Чили работают после первой стадии измельчения с расходом до 8600 м3/час и приводом 1860 кВт.
На российском рынке насосы этой компании пока известны недостаточно широко.

Насосы других компаний

Кроме вышеназванных компаний существуют и другие, производящие насосы как для средне- и малоабразивного материала, так и для отдельных тяжелых условий.
Так, насосы компании «Хаберман» (Habermann) предназначенные для перекачки высокоабразивных шламов и песчаных частиц, маркируются NP и NPK, а для перекачки крупных, в том числе гравийных частиц до 100 и более миллиметров – KB и КВР.

Материал HBN450VG, используемый для изготовления металлических деталей этих насосов, имеет твердость по Бринеллю, равную 650 единицам. Для российского рынка насосы этой компании пока не характерны. В средних по абразивности условиях эксплуатации на обогатительной фабрике «Печенганикель» успешно работают насосы финской компании «Зульцер» (Zulser), прежде производимые компанией «Альстрем» (Ahlstrom), и имеющие гидравлическую конструкцию «Селакиус».
На дренажных водах и перекачке внутри предприятий технологической воды в России и за рубежом нашли применение погружные насосы шведской компании «Флюгт» (Flygt) и немецкой «Ритс» (Ritz). Компании-производители декларируют готовность этих насосов работать с относительно плотными и абразивными пульпами.
Для российских обогатительных фабрик предлагаются также пульповые насосы западных компаний «Дамен Дреджинг» (Damen Dredging) (ориентированные ранее главным образом для работы на земснарядах) и «Флоусерв» (Flowserve), (предназначавшиеся ранее в первую очередь для работы в химической промышленности), и др.
Имеет также место производство насосов другими, относительно небольшими машиностроительными компаниями, в том числе российскими.