Batı Afrika’daki maden operasyonu için yüksek debili emişli pompalar

Batı Afrika’da Gine’de faaliyet gösteren potansiyel yeni bir müşterimiz, maden sahasında kullanılan santrifüj pompalarla ilgili yaşadığı sorun nedeniyle bizimle iletişime geçti.

Sahadaki mevcut pompalar, düşük giriş suyu basıncı nedeniyle çalışma sırasında basınç kaybı yaşıyor, yani “prime” durumunu kaybediyordu. Bu durum sahada ciddi su yetersizliklerine neden oluyordu.

Hatta santrifüj pompalardaki giriş basıncı o kadar düşüktü ki, pahalı ekipman hasarlarını önlemek amacıyla pompaların durdurulması veya pompalama kapasitesinin ciddi ölçüde azaltılması gerekiyordu.

Su basıncı neden tehlikeli seviyelere düştü?

Bunun birkaç nedeni bulunuyordu. Sorunlar; kamu altyapısına yapılan yatırımların yetersizliği, bölgedeki diğer kullanıcıların talebi ve emiş hattındaki kaçaklardan kaynaklanıyordu. Ayrıca boru hatlarına yapılan yasa dışı bağlantılar nedeniyle düzenli su hırsızlığı yaşanıyor olabileceği de değerlendiriliyordu.

Müşteri, problemin kesin kaynağını belirlemenin yıllar sürebileceğini biliyordu. Bu nedenle, üretim kaybı ve plansız duruş yaşamadan operasyonlarını sürdürebilecek hızlı ve maliyet etkin çözümler arıyordu.

Özetle; mevcut pompaların çalışma sırasında prime kaybetmesini önlemek, pompaların sürekli dolu kalmasını sağlamak ve zararlı kuru çalışma riskini ortadan kaldırmak istiyorlardı. Bu doğrultuda North Ridge Pumps’tan teknik destek talep ettiler.

Santrifüj pompalarda emiş yüksekliği nedir?

Bu tür basınç düşüşleri, müşterimizin sisteminde olduğu gibi herhangi bir santrifüj pompanın emiş performansını olumsuz etkileyebilir. Emiş yüksekliği, pompanın kendi merkez hattının altında bulunan bir kaynaktan sıvıyı çekmesi gereken dikey mesafeyi ifade eder.

Bu durum, emiş hattında oluşan kısmi vakum sayesinde meydana gelir. Atmosfer basıncı sıvıyı pompa seviyesine doğru iter. Özellikle pompanın sıvı seviyesinin üzerinde konumlandırıldığı uygulamalarda kritik önem taşır. Yer altı tanklarının boşaltılması, kuyulardan su çekilmesi veya maden sahalarındaki uygulamalar buna örnek olarak gösterilebilir.

Emiş yüksekliği ayrıca yer altı su tanklarından sıvı çekme, çukur boşaltma, nehir seviyesinin altından su alma veya pompanın güvertede bulunduğu gemilerden sıvı transferi gibi uygulamalarda da kullanılabilir.

Dikkate alınması gereken üç kritik unsur

1. Priming (ön dolum)

Pompa ve emiş hattı çalıştırılmadan önce sıvıyla doldurulmalıdır.

2. Kavitasyon

Emiş yüksekliği fazla olduğunda ve negatif basınç arttığında su pompaya ulaşamayabilir. Ayrıca pompa içerisinde kavitasyon oluşarak çark ve gövde hasarına neden olabilir veya gerekli debi değerlerine ulaşılamayabilir.

3. Sistem kurulumu

Emiş hattının uzunluğu, erişilebilir emiş mesafesi üzerinde büyük etkiye sahiptir. Dar ve uzun borular ile dirsek, vana, filtre ve bağlantı elemanları gibi aksesuarlar emiş kayıplarını artırır. Yüksek emiş performansı için emiş hattının kısaltılması, daha büyük çaplı borular kullanılması ve sürtünme kaynaklı kayıpları azaltacak şekilde aksesuarların minimize edilmesi önem taşır.

Bir pompa suyu ne kadar yükseğe kaldırabilir?

Bu durum pompanın konumuna ve atmosfer basıncına bağlıdır. Deniz seviyesinde bulunan bir pompa, teorik olarak yaklaşık 9,8 metreye kadar emiş yapabilir. Ancak bunun için sistem kurulumu ve saha şartlarının neredeyse kusursuz olması gerekir.

Bununla birlikte bu teorik değer, pompanın zamanla aşınması sonucu oluşacak verim kayıplarını dikkate almaz.

Ayrıca emiş hattının uzunluğu ile vana, dirsek ve filtre gibi ekipmanlar da emiş kayıplarını artırır ve pompanın kullanılabilir Net Pozitif Emiş Yüksekliği (NPSH) değerini etkiler.

NPSH, sıvının sıvı halde kalmasını sağlayarak kavitasyonu önler. Buhar kabarcıkları oluşturan kavitasyon; hasar, gürültü ve performans kaybına neden olabilir. Doğru NPSH yönetimi bakım maliyetlerini azaltır ve pompa performansı açısından kritik önem taşır.

Bunun yanında sıvının sıcaklığı ve yoğunluğu, kum veya deniz atıkları gibi katı partiküllerin varlığı ile ortam nemi de performansı etkileyen unsurlar arasında yer alır.

Tüm bu nedenlerle pompa performansı olumsuz etkilenebilir ve pompa sistemlerinde gerçekçi olarak 8 metrenin üzerindeki dikey emişlerden kaçınılması önerilir.

Kendinden emişli pompalar nasıl çalışır?

Kendinden emişli pompalar üç farklı yöntemle emiş yapabilir:

Santrifüj pompanın iç tasarımı sayesinde

Operatör kontrollü ayak vanası kullanılarak

Hava veya elektrik tahrikli bir priming pompası yardımıyla

Bu uygulama için önerilen çözüm ne oldu?

Maden işletmesi sorunun çözümü için farklı alternatifleri değerlendirmek istedi. Yapılan incelemeler sonucunda dalgıç ve dikey daldırma pompaları uygun görülmedi ve yüzeye monte edilen kendinden emişli bir pompa çözümü önerildi.

North Ridge Pumps olarak yalnızca tek bir pompa teknolojisine bağlı kalmadan, her uygulama için en uygun performans ve yaşam döngüsü maliyetini sağlayacak çözümü belirlemeye çalışıyoruz.

Yapılan görüşmelerde müşterinin ilgili uygulama için sahada basınçlı hava altyapısına sahip olduğu belirlendi. Bu nedenle hava ejektörüyle donatılmış iki adet XRHLE uçtan emişli santrifüj pompa seçildi.

Bu çözüm sayesinde yüksek debili kendinden emişli pompalar 6,5 metre emiş yüksekliğine ulaşabilecek.

Geleneksel kendinden emişli pompalar genellikle açık veya yarı açık çark tasarımıyla katı partikülleri taşıyacak şekilde üretilir. Ancak bu uygulamada kullanılan kapalı çarklı uçtan emişli pompalar, yan duvarlı çark yapıları sayesinde daha yüksek verimlilik sunmaktadır.

Bu sayede hava ejektörlü yüksek debili kendinden emişli pompalar yaklaşık %81 verimlilikle çalışabilmektedir. Benzer bir kendinden emişli pompa ise çark tasarımı nedeniyle genellikle %60-70 verimlilik seviyelerinde kalmaktadır.

Bunun yanında 1000 dev/dak motor kullanımı, düşük NPSH gereksinimi sağlarken pompanın uzun süre bakım gerektirmeden çalışmasına da yardımcı olmaktadır.

Sfero döküm gövde ve çark yapısıyla tasarlanan bu pompalar, uzun yıllar kesintisiz hizmet vermek üzere geliştirilmiştir. Sistem yaklaşık 40 metre basınç yüksekliğinde 400 m³/saat debi sağlayabilecek şekilde yapılandırılmıştır.

Pablo Martinez-Moore

North Ridge Pumps

Ticari ve Pazarlama Direktörü

Daha fazla bilgi için: https://www.northridgepumps.com/