Problème

Dec 21, 2023

La faible valeur NPSHr de deux pompes à lobes rotatifs compactes assure une décantation précise et fiable de l'eau d'un réservoir sous vide, explique Roger Willis

Jusqu'en août 2017, deux pompes centrifuges étaient utilisées pour décanter un réservoir à vide à tamis à charbon fin dans une mine de charbon à ciel ouvert d'une entreprise en Australie. Étant donné que leur valeur NPSHr élevée réduisait la capacité de l'usine, sa direction a décidé de remplacer les deux unités par deux pompes à lobes rotatifs Tornado T1, qui ont été fabriquées par Netzsch.

Ces pompes volumétriques auto-amorçantes fonctionnent grâce à deux rotors enchevêtrés, transportant le fluide transporté en continu du côté aspiration au côté refoulement permettant un dosage précis. Comme ils fonctionnent avec un NPSHr très bas et qu'ils sont totalement insensibles aux effets de la cavitation, ils sont particulièrement bien adaptés à la tâche dans la mine australienne. Les deux unités entraînées par VSD sont utilisées avec succès depuis août 2017. Elles garantissent des niveaux de fluide inférieurs dans le récepteur de vide.

Dans une mine à ciel ouvert australienne, la fine poussière de charbon est extraite d'un mélange eau-poussière de charbon à une température de 25°C. "A cet effet, le mélange est d'abord acheminé vers des filtres à bande horizontaux", explique Steve Weir, directeur du développement commercial de la filiale Netzsch Australie. Grâce à la gravité, l'eau est collectée dans la rainure transversale de la bande filtrante et introduite dans une chambre à vide. Les pompes à anneau liquide génèrent un vide dans la chambre. Le vide aspire le fluide des filtres à bande dans le réservoir à vide. Alors que les filtres à bande fournissent de l'eau en continu, le réservoir sous vide ne permet qu'une quantité d'eau spécifique. L'excès de liquide doit être retiré du réservoir et pompé vers l'étape suivante du processus. Jusqu'en août 2017, deux pompes centrifuges servaient à décanter cet excédent d'eau.

Cependant, ces pompes n'étaient pas idéales. "La cavitation, ou bulles remplies de gaz, se développe fréquemment dans les pompes centrifuges. Elles réduisent non seulement l'efficacité du système, mais rendent également impossible un dosage précis", explique Weir. "Ceci, à son tour, a limité le débit du système." La direction a donc décidé de remplacer les pompes par d'autres modèles, censés évacuer l'eau de process avec plus de précision, de fiabilité et d'efficacité.

L'exigence essentielle pour les nouvelles unités était leur aptitude au pompage de fluides contenant des matières solides. Ils devaient également disposer d'un débit de 240 m³/h, d'une pression de 3 bars et d'un NPSHr de 1,8 m. La direction a sélectionné deux pompes à lobes rotatifs de la série Tornado T1. Ces pompes répondent aux exigences de l'exploitant à ciel ouvert en termes de débit, de pression, de débit et d'aspiration ; ils ont également des dimensions compactes exceptionnellement pratiques. Le principal avantage par rapport à la technologie précédente est que ces modèles sont des pompes volumétriques auto-amorçantes, qui garantissent un débit continu. À l'intérieur des pompes, il y a deux rotors entrelacés synchronisés, qui créent une pression négative du côté aspiration, attirant le fluide vers les lobes rotatifs sans interruption. Les lobes transportent ensuite le fluide vers le côté pression.

Ce principe de convoyage a un effet très positif lorsqu'il est utilisé dans l'application concernée. "Le réservoir à vide fonctionne à une très basse pression, ce qui crée à son tour une très faible pression d'entrée pour l'admission d'eau du réservoir à vide", explique Weir. "Nos pompes sont bien adaptées à cette application, car elles fonctionnent avec un faible NPSHr." Elles sont donc insensibles aux effets de la cavitation, qui peuvent entraîner une défaillance rapide d'autres types de pompes. De plus, le volume transporté dépend de la vitesse. Ainsi, la quantité souhaitée peut être dosée exactement en réglant les rotations par minute. Lorsqu'il est utilisé dans la mine en Australie, la vitesse est de 218 tr/min et le volume transporté est de 240 m³/h. Les tailles de particules, qui sont de l'ordre de 0,5 mm, ne posent aucun problème. La viscosité du fluide est de 5 mPas.

Une caractéristique essentielle des pompes à lobes rotatifs est que leur engrenage et leur chambre de pompe sont strictement séparés l'un de l'autre. Ce système spécial de sécurité de boîte de vitesses (GSS) garantit que le fluide ne peut pas pénétrer dans la boîte de vitesses complexe, même en cas de défaillance du joint d'arbre. Cela signifie une grande fiabilité opérationnelle. D'autre part, l'huile pour engrenages ne peut jamais pénétrer dans la chambre de la pompe. Le joint est lubrifié et refroidi au moyen de raccords d'eau de rinçage et d'étanchéité facilement accessibles.

Depuis août 2017, les deux pompes sont utilisées pour décanter l'excédent d'eau de la cuve à vide et l'acheminer vers la cuve de clarification ou d'épaississement. L'eau y est récupérée, puis réutilisée dans l'usine de traitement du charbon. Les deux unités Tornado pilotées par VSD assurent un niveau de liquide stable et plus bas dans le récepteur de vide. Le vide d'évacuation des fines de charbon est ainsi plus fiable. "Un vide plus élevé et un niveau de vide plus uniforme conduisent à une récupération plus efficace des fines de charbon", explique Weir.

Roger Willis est avecinterrupteur secteur