Погружные насосы для оптимизации шахтного водоотлива
Появление погружных насосов для тяжелых условий эксплуатации позволило революционизировать системы водоотлива карьеров и подземных шахт. Это убедительно доказывает практический опыт применения погружных насосов в Российской Федерации.
Осенью 1996 года в результате внезапного затопления Восточного рудника ОАО «Апатит» на два месяца были парализованы водоотлив (насосы АЦН 1000-180 , 630 кВт-10 шт. и АД 200-100,800 кВт-2шт) и разработка карьера. ОАО «Апатит», понеся существенные убытки, решило радикально изменить систему водоотлива и установило в главный забой десять погружных насосов Flygt С3311 по 210кВт.
Максимальный приток воды в карьер составляет 10000 м.куб/ч. Погружные насосы перекачивают жидкость в располагаемый на 25м выше отметки главного забоя промежуточный зумпф. Оттуда традиционные агрегаты, тип АЦН1000-180, установленные выше уровня возможного затопления, транспортируют жидкость наверх в водоприемник. Компактность погружных насосов, их неприхотливость (допускают до 15 включений в час) позволяют резко уменьшить площадь водосборника и тем самым увеличить площадь разработки карьера. Для насосов типа С3311 площадь водосборника не превышает 5м.кв. Простота установки погружных агрегатов, их транспортабельность обеспечивают экономичный и надежный водоотлив по мере углубления рудника. Это достигается посредством варьирования числа параллельно и последовательно установленных агрегатов. Так, на I этапе перекачку Восточного рудника проводят пятью насосами С3311, на II – десятью параллельно установленными С3311, на III – пятью параллельно и пятью последовательно установленными С3311. При необходимости насосы «шайбируют» на определенных этапах.
В результате внедрения энергоемкость водоотливной установки была снижена на 2300кВт. Резко сокращены затраты на обслуживание. И, главное, исчезла опасность вывода из строя агрегатов вследствие их затопления (за год эксплуатации они оказались под водой на глубине до 4-5м уже четырежды). Насосы типа С охватывают диапазон подач от 1 до 1500 л/с напоров от 2 до 75 м. На Восточном руднике в системе призабойного водоотлива использовались три насоса 200 Д290 с паспортной производительностью 600м.куб/час и двигателями по 132 кВт. Позднее их заменили на два насоса фирмы Flygt ВS 2250 МТ, производительностью до 800м.куб/час и с двигателями по 54 кВт. Экономия электроэнергии за год составила 1.04 млн.кВт.час. Окупаемость затрат только за счет экономии электроэнергии достигнута за 1,4 года. На подземном Кировском руднике в системе стволового водоотлива использовались два насоса ЦНС 60/246 с двигателями по 75 кВт. Они были заменены в 1996г.одним погружным агрегатом Flygt ВS 2400 с двигателем 90кВт. Годовая экономия электроэнергии составила 38000 кВтч. Данное внедрение закладывает основу пересмотра традиционной системы водоотлива на откачку воды непосредственно с горизонтов. Насосы типа В охватывают диапазон подач от 1 до 300л/с и напоров от 2 до 180м. Большая часть деталей насосов изготовлена из алюминия. На ОАО «Кузнецкие ферросплавы» с июня 1998г. действует установка перекачки шлама из накопителя на сушку. Установка представляет собой понтон с тросово-лебедочным приводом, на котором смонтирован погружной насос Flygt марки НS 5530. При этом агрегат снабжен небольшим пропеллером – агитатором, закрепленным на валу агрегата перед «всасом», для взмучивания шлама. Откачка шламового осадка производится за счет опуска насоса посредством электрической тали в глубинные слои осадка при непрерывном перемещении понтона. Параметры установки: подача 40-50м.куб/час; напор 7-8м; мощность 5,9 кВт; плотность перекачиваемого шлама, состоящего, в основном из кремнезема, 1.3-1.5кг/л
На угольной обогатительной фабрике в г. Междуреченск перекачку шламовой суспензии угля и магнетита осуществляли насосы 6Ш8. Срок их службы состоял до 1.5 лет, из-за износа импеллеров и сальнико - подшипниковых узлов. Нередко станция затапливалась. В начале 1997 г. традиционные насосы заменили на погружные типа Н3201 с параметрами Q=330м.куб./час, Н=23м, Р=30кВт. С тех пор агрегаты требовали лишь периодической проверки уровня и состояния масла в картере насоса. Исчезла проблема затопления станции. О надежности погружных насосов красноречиво говорит тот факт, что на том же ОАО “Апатит” действуют агрегаты, приобретенные в 1972г.
Агрегаты насосные погружные шахтные АНПШ – история развития. С необходимостью применять для шахтного водоотлива именно погружные насосные агрегаты вместо традиционных насосов ЦНС и ЦНСШ угольная промышленность Украины сталкивается уже не первый год, одним из пионеров в их применении стала и продолжает оставаться Украинская государственная компания по реструктуризации предприятий угольной промышленности “Укруглереструктуризация”. Необходимость применения погружных насосов была настолько очевидной, что при отсутствии специально предназначенных для шахт погружных насосных агрегатов, были установлены самые обычные скважинные насосы ЭЦВ на шахтах им. Тюленина, Брянковская, Красноармейская, Контратьевка , Красный Профинтерн и др., таким образом проблема была временна решена. Однако насосы ЭЦВ предназначены для перекачки чистой химически нейтральной скважинной питьевой воды, поэтому уровень их надежности и долговечности работы в условиях шахт недостаточен. Весной 2002 года ГК “Укрулгеректруктуризация” инициирует и активно продвигает разработку “Технологических норм по пректированию и правил эксплуатации погружных насосов для выдачи воды со стволов шахт”. 29 марта 2002 года в ГК “Укруглереструктуризация” был проведен очередной Технико-экономический совет, одним из основных вопросов которого был вопрос о требованиях к погружным насосным агрегатам для применения в шахтном водоотливе, в котором наряду с главными инженерами шахт и представителями всех проектных организаций принимали активное участие сотрудники завода “Молот”. Как логический результат серьезного анализа и проработок 5 июля 2002 года Первым заместителем Государственного секретаря Минтопэнерго Украины были утверждены “Технологические нормы по проектированию и правила эксплуатации погружных насосов для выдачи воды со стволов шахт”, разработанные ГОАО “Научно – исследовательским институтом горной механики им М.М. Федорова” и ГОАО “Луганским государственным институтом по проектированию шахт” и согласованные с Госдепартаментом Госнадзорохрантруда Украины, ГК “Укруглерекструтуризация”, Институтом “МакНИИ”. Результатом изучения практического опыта, свойств шахтных вод, требований к шахтным водоотливам, технологических норм проектирования и серьезной конструкторской и технологической работы специалистов ОАО “ЗАВОД “Молот” стала разработка и освоение производства новой марки насосного агрегата для шахтного водоотлива - АНПШ (агрегат насосный погружной шахтный).
Краткая история завода. Завод “МОЛОТ” ? одно из старейших предприятий в своей отрасли в СССР. Завод основан в 1924 году. В годы Великой Отечественной войны в период героической обороны Севастополя сотрудники завода под открытым небом и непрерывными бомбежками ремонтировали танки. С 1967 года завод специализируется на выпуске погружных насосных агрегатов. Производственная мощность - 3000-4000 насосных агрегатов в год, в течение года может быть удвоена, при условии наличия соответствующего спроса. В настоящее время завод специализируется на производстве погружных насосных агрегатов, производительностью от 0,5 до 450 куб. метров в час, с напорами от 10 до 700 метров, различных марок и исполнений – от насосов предназначенных для перекачки чистой скважинной воды, до насосов предназначенных для перекачки йодо-бромной рапы с высокой степенью агрессивности и механических примесей при температуре до 100 гр. С. Область применения насосных агрегатов - городское, промышленное и сельскохозяйственное водоснабжение, ирригация и водоотлив, поддержание уровня грунтовых вод, системы повышения давления, двигатели для подводных плавсредств, подземные водохранилища, обеспечение жизнедеятельности нефте - газодобывающих платформ на морском шельфе, добыча йодо - бромного сырья в экстремальных условиях, водоотлив в рудниках и шахтах, могут применяться в гидропарках, водных аттракционах (спецэффекты) и для устройства самых дешевых и эффектных фонтанов в приморских городах или при установке в реку или любой водоем (эффектность см. максимальные показатели подачи и напора). Насосная продукция сертифицирована на соответствие ГОСТу Морским Регистром Судоходства Российской Федерации. Завод «Молот» имеет Свидетельство о признании Регистра Судоходства Украины по насосам судовых систем, к которым всегда предъявлялись особые требования надежности и качества, например гарантийный срок эксплуатации пожарных насосов серии НЦВ составляет 15 лет. Качество наших насосных агрегатов подтверждается не только отечественными, но и многими зарубежными потребителями нашей продукции. География поставок продукции завода «Молот» включает в себя такие страны как: Российская Федерация, Монголия, Ливан, Болгария, Ирак, Туркменистан, Алжир, Вьетнам, Индия и другие страны. Погружные агрегаты АНПШ предназначены для подъема химически активной воды с общей минерализацией до 3800 мг/л, массовой долей механических примесей – до 300 мг/л, водородным показателем (рН) от 4,15 до 9,5, сероводорода – до 1,5 мг/л, при температуре до 60оС. Пожалуй, самым важным показателем шахтного оборудования является уровень взрывозащищенности и пожаробезопасности, т.к. в шахтах работают люди. Так как АНПШ являются погружными агрегатами, т.е. насос и водозаполненный двигатель работают, находясь полностью под водой, то уровень их взрывозащищенности и пожаробезопасности по определению можно назвать идеальным. Агрегаты предназначены для применения в системах водоотлива в угольных шахтах и подземных рудниках. Численность сотрудников завода «Молот» на сегодняшний день составляет 130 человек и сравнима с численностью подразделения по производству погружных насосов одной из ведущих и авторитетных компаний в мире немецкой фирмы KSB – 200 человек. По сравнению с насосами, выпускаемыми зарубежными фирмами (“KSB”, “GRUNDFOS”, “SAER” и другие), насосные агрегаты Завода “Молот” имеют огромное преимущество ? их цена существенно (в 3 ? 7 раз) ниже аналогов, выпускаемых этими фирмами. Данное преимущество основывается на наших низких заработных платах Украине по сравнению с той же Европой, и сравнительно низкой стоимости высококачественного металла в Украине. Перечень преимуществ можно продолжить приспособленностью отечественных агрегатов к параметрам отечественного же электропитания (для импортного оборудования предельные отклонения напряжения питающей сети как правило составляют всего 5 %), наличием на территории Украины ремонтной и сервисной базы (все насосные агрегаты кто бы и где бы их ни производил требуют для эффективной эксплуатации проведения регламентных и ремонтных работ и желательно без таможенных процедур и связанных с ними неоправданных расходов), проведением нашим заводом бесплатного курса с аттестацией сотрудников шахт, которые непосредственно будут эксплуатировать погружные насосные агрегаты на русском или украинском языке (по статистике причина выхода погружных насосных агрегатов из строя в 70% случаях – ошибки при эксплуатации). Несмотря на то, что реконструкция и перевооружение завода, начатые 1,5 года назад, пока еще не завершены за последние четыре года заводом освоен выпуск более 60-ти новых насосных агрегатов. У завода давно уже установилось очень серьезное и плодотворное сотрудничество с ГОАО “Научно – исследовательским институтом горной механики им М.М. Федорова” уже приносящее реальные результаты – разработан, изготовлен и уже в ноябре 2002 года будет введен в эксплуатацию на одной из угольных шахт Украины первый отечественный погружной насосный агрегат массой болем 4 тонн с показателями подачи – 300-450 куб. м./час и напора - 330-430 метров. Сейчас в стадии согласования находится так необходимая и созревшая “Отраслевая программа: Разработка, проектирование и освоение производства многоступенчатых шахтных погружных насосов для групповых водоотливных комплексов закрывающихся шахт на 2003-2004 года с подачей 300-450 куб. м./час и напором 500-1000 метров”. Эта программа приобретает еще большую важность если вспомнить, что перенимать опыт по шахному водоотливу погружными насосами с такими показателями напора и подач у таких стран как Великобритания или Российская Федерация к сожалению не приходится, так как километровых задач с такими подачами там просто по нашей информации нет. Для увеличения нашего национального самоуважения и уменьшения самоуничижения остается вспомнить одну реальную историю, когда грамотные украинские инженеры 4 года убеждали руководство одной из ведущих мировых компаний по производству погружных насосов открыть представительство в Украине, на что они четыре года слышали, что открывать торговое представительство в стране, которая обладает мощным производством дешевого и высококачественного металла, имеет огромный научный и кадровый потенциал и производит космические ракеты и самые лучшие в мире танки – это пустая трата времени и денег. Вторая реальная история должна не забываться для национального самосохранения: одна транснациональная корпорация по производству насосов поставила себе цель захватить рынок Америки по продажам бытовых погружных насосов и стала продавать их по цене около 100 долларов при их реальной себестоимости около 300 долларов и рыночной цене – около 400 долларов и делала она это три года пока уровень продаж не приблизился к отметке приблизительно 100000 агрегатов в год. За эти три года само собой национальные производители прекратили выпуск этих типоразмеров и в лучшем случае переориентировались на другую продукцию, рынок запасных частей, ремонтных и сервисных услуг уже четко был ориентирован на насосы, производимые транснациональной корпорацией и вот тут и наступил момент истины – цену «продиктовали» - 600 долларов за штуку. Вывод очевиден – формирование национального рынка оборудования в жизненно важных отраслях это государственная долгосрочная задача, так сегодня, сформировав рынок, ориентированный на дорогостоящую импортную продукцию мы обяжем наших детей и внуков завтра оплачивать ее напрямую или через налоги по ценам, которые будут определяться исходя из максимально возможной прибыли, а не исходя из их возможностей. На сегодняшний день ОАО «ЗАВОД «Молот» готов поставлять целую гамму насосных агрегатов АНПШ и готов оперативно решать все вопросы по разработке и изготовлению новых типоразмеров под необходимые параметры. Более того, наши специалисты готовы бесплатно участвовать в решении вопросов по оптимизации водоотливов на шахтах и рудниках, для этого надо всего лишь иметь желание оптимизировать этот процесс. Все у нас получится, нет – уже получается!