Vaka Çalışması Karşılaştırması: Gerçek Dünya Uygulamalarında Selüloz Pompaları ile Kanalizasyon Pompaları
Endüstriyel operasyonlarda kağıt hamuru pompalarının kanalizasyon pompalarıyla değiştirilmesine ilişkin tartışma, performans ölçümlerinin, bakım maliyetlerinin ve arıza modellerinin ampirik analizini gerektirir. Bu gönderi, değiştirilebilirlik uygulanabilirliğini değerlendirmek için küresel kağıt ve atık su arıtma tesislerinden dört temsili vaka çalışmasını inceler.
Vaka Çalışması 1: Kuzey Amerika Entegre Kağıt Fabrikası
Tesis Profili
Kapasite: 1.200 ton/gün kraft hamuru üretimi
İşlem: %4,5 kıvamlı hamur ile geri dönüştürülmüş elyaf işleme
Orijinal Kurulum: 24 Goulds Pompası 3196 serisi hamur pompası (her biri 300 hp)
Değiştirme Stratejisi
Yönetim, sermaye harcamalarını 480.000 dolar azaltmak için 12 pompayı Flygt 2700 serisi kanalizasyon pompaları (200 hp) ile değiştirdi.
Performans Sonuçları
Hidrolik Verimlilik
Kanalizasyon pompaları nominal hızda gerekli akış hızının %68'ini sağladı
VFD'lerin hızı %110'a çıkarıldığında kavitasyon hasarı meydana geldi (Şekil 1: NPSH marjında azalma)
Bakım Maliyetleri
Pervane değiştirmeleri yılda 2'den yılda 6'ya üç katına çıkarıldı
Yıllık bakım maliyeti 192.000 $ arttı
Çalışmama Süresi Etkisi
18 ayda 23 plansız kapanma
Üretim kaybı: 12,6 milyon dolar (dakika başına 7.000 dolarlık kesintiye dayalı)
Kök Neden Analizi
Kanalizasyon pompası kanatlarında lifli malzeme birikimi (Şekil 2: Arıza sonrası pervane denetimi)
Klor bazlı ağartma, dökme demir gövde korozyonuna neden oldu (ASTM G109 testi 0,2 mm/yıl kaybı doğruladı)
Sonuç
Tesis 18 ay sonra orijinal hamur pompalarına geri döndü
Toplam net zarar: 2,1 milyon dolar
Vaka Çalışması 2: Avrupa Atıksu Arıtma Tesisi
Tesis Profili
Kapasite: 250.000 m³/gün belediye atıksuyu
İşlem: 3-5 mm katı madde içeren aktif çamur
Değiştirme Deneyi
4 adet Flygt 2600 kanalizasyon pompasının Goulds 3196 hamur pompalarıyla değiştirilmesi denendi.
Performans Sonuçları
Hidrolik Verimlilik
Selüloz pompaları 150 m yükseklikte kanalizasyon pompalarına göre %85'lik bir verimlilik elde ederken, selüloz pompaları %92'lik bir verimlilik elde etti
Enerji Tüketimi
%18 daha düşük elektrik kullanımı (0,62 kWh/m³ - 0,76 kWh/m³)
Bakım Maliyetleri
Kanalizasyon pompalarında 24 ayda pervane değişimi yok, yılda 3 pervane değişimi var
Kök Neden Analizi
Hamur pompası yarı açık pervaneleri tıkanmadan paçavraları işler
Paslanmaz çelik konstrüksiyon hidrojen sülfür korozyonuna dayanıklıdır
Sonuç
Hamur pompalarının kalıcı olarak benimsenmesi yıllık 280.000 $ tasarruf sağladı
Vaka Çalışması 3: Güneydoğu Asya Gıda İşleme Tesisi
Tesis Profili
İşlem: Tapioka nişastası bulamacı transferi (%5-8 kıvam)
Orijinal Kurulum: Grundfos SP serisi kanalizasyon pompaları
Performans Sorunları
Sık karşılaşılan arızalar:
Nişasta yapışması pervane dengesizliğine neden oluyor
Kum kirliliklerinden kaynaklanan aşındırıcı aşınma
Değiştirme Stratejisi
Netzsch ilerleyen boşluk pompaları (pulp pompası alternatifi) kuruldu
Performans Sonuçları
Verim
Debi 120 m³/saatten 180 m³/saate çıkarıldı
Bakım
Hizmet aralıkları 6 haftadan 24 haftaya uzatıldı
Enerji Tasarrufu
%22 daha düşük güç tüketimi (45 kW - 58 kW)
Maliyet Karşılaştırması
Başlangıç Maliyeti | 18.000 dolar | 32.000 dolar |
Yıllık Bakım | 9.200 dolar | 3.800 dolar |
5 Yıllık Toplam Maliyet | 64.000 dolar | 49.000 dolar |
Vaka Çalışması 4: Avustralya Madencilik Atıklarının Yönetimi
Tesis Profili
İşlem: Bulamaç transferi (%30 katı, 1,5 SG yoğunluk)
Orijinal Kurulum: Warman WBH serisi bulamaç pompaları
Değiştirme Deneyi
Kauçuk astarlı test edilmiş KSB Movitec kanalizasyon pompaları
Performans Sonuçları
Aşınma Direnci
Bulamaç pompası ömrü: 2.800 saat
Kanalizasyon pompası ömrü: 900 saat (Şekil 3: Aşınma oranı karşılaştırması)
İşletme Maliyetleri
Yenilemeler için 125.000 $ ek yıllık harcama
Kök Neden Analizi
Yüksek yoğunluklu katılar aşırı pervane aşınmasına neden oldu
Atık su pompalarında girdap odası tasarımının olmaması
Sonuç
6 ay sonra terk edilen yedek
Vakalar Arası Karşılaştırma Matrisi
Akışkan Tutarlılık | %12'ye kadar lif bulamacı | Atıksuyun %5'inden az katı madde içeriği |
Pervane Tasarımı | Helisel kanatlı yarı açık | Lifsiz katılar için kapalı/girdaplı |
Malzeme | Paslanmaz çelik/kauçuk kaplamalı | Döküm demir/paslanmaz çelik |
NPSH Gereksinimi | 3,2-4,5 metre | 1,8-2,5 metre |
Tipik Ömür | 8.000-12.000 saat | 3.000-6.000 saat |
Enerji Verimliliği | %88-92 | %78-85 |
Temel Bulgular ve En İyi Uygulamalar
Uygulama Uygunluğu
Düşük konsantrasyonlu atık su
Katılar <3 mm çapında
Aşındırıcı olmayan koşullar
Yüksek kıvamlı bulamaçlar (>2.5%)
>5 mm parçacık boyutuna sahip lifli malzemeler
Agresif kimyasal ortamlar
Kağıt Hamuru Pompaları Mükemmellik:
Kanalizasyon Pompaları Şunlar İçin Yeterlidir::
Maliyet Optimizasyon Stratejileri
>500 tpd üreten fabrikalar için: Özel olarak üretilmiş pompalara yatırım yapın
Küçük ölçekli operasyonlar: Hibrit tasarımları (örneğin, Vogelsang EcoStar) göz önünde bulundurun
Geçici ihtiyaçlar: Yoğun talep sırasında hamur pompaları kiralayın
Bakım Protokolleri
Hamur uygulamalarında kanalizasyon pompaları için akış yukarısına 150 gözlü süzgeçler takın
15 mm/s² eşik değeriyle titreşim izlemeyi (ISO 10816) uygulayın
Çözüm
Vaka çalışmaları, kanalizasyon pompalarının düşük talep senaryolarında kısa vadeli maliyet tasarrufları sağlayabilmesine rağmen, uzun vadeli operasyonel yetersizlikleri ve arıza risklerinin genellikle ilk yatırımlardan daha ağır bastığını göstermektedir. Hamur pompaları, endüstriyel bulamaç elleçleme için ISO 19959:2016 yönergeleriyle uyumlu olarak yüksek tutarlılık, aşındırıcı ve lifli ortamlarda üstün performans sağlar. Kuruluşlar, pompa ikamelerini düşünmeden önce ayrıntılı yaşam döngüsü maliyet analizi ve süreç uyumluluk testi yapmalıdır.
