Peristaltická čerpadla: Perfektní řešení problému s dávkováním vápna

Dávkování vápna v průmyslových aplikacích představuje problémy, zvláště pro čerpadla, která jsou tomto procesu využívána. V poslední době došlo k rozšíření využití peristaltických čerpadel pro tuto aplikaci. Podíváme na důvody této rostoucí popularity a prozkoumáme některé výhody, které peristaltické čerpadlo může pro tuto aplikaci poskytnout.

Čištění odpadních vod je zásadním krokem jak v ochraně životního prostředí, do kterého bude nakonec vypouštěna, tak k zamezení restrikcí místních orgánů, které toto prostředí chrání. Typické biologické čištění zahrnuje použití vápence, který je smíchán vodou v suspenzi. Ta je poté dávkována do odpadní vody, aby se odstranily veškeré organické prvky a regulovalo se pH vody.

Vápno je třeba přidávat v pečlivě odměřených dávkách, aby bylo možné udržovat pH vody na správné úrovni, což vyžaduje specifické požadavky na dávkovací čerpadla. Primárním důvodem je to, že ačkoliv se různé sloučeniny a koncentrace vápna používají pro různé účely, všechny mají stejné vlastnosti, jako abrazivitu i chemickou agresivitu, i když v různé míře.

Vřetenová čerpadla byla dříve oblíbenou volbou pro tento typ dávkování vápna, což je možná překvapivé, když uvážíte, jak jsou náchylné ke škodlivým účinkům otěru způsobeného pevnými částicemi ve vápnu. Tento typ čerpadla pracuje otáčením spirálovitě tvarovaného rotoru uvnitř speciálně konfigurovaného statoru. To způsobí, že se rotor utěsní proti statoru a vytvoří mezi nimi řadu dutin stejné velikosti. Dutiny se plní čerpaným médiem - v tomto případě vápennou směsí - a při rotaci rotorů dutiny postupují podél čerpadla a přenášejí vápno do místa výtlaku.

Abraze znamená údržbu

Naneštěstí interferenční uložení mezi rotorem a statorem v kombinaci s neustálým pohybem jednoho proti druhému vytváří značný potenciál pro opotřebení. U brusného média, jako je vápno, často netrvá dlouho a je třeba zvýšit rychlost otáčení rotoru, aby byla zachována požadovaná kapacita dávkovaného vápna. Čerpadlo je pak jako v začarovaném kruhu, kde zvyšující se rychlost otáčení způsobuje stále větší opotřebení, což pak vytváří potřebu stále vyšší rychlosti rotace rotoru. Brzy je nezbytná výměna opotřebených částí a nákladná rutina údržby se rychle stává normou, což způsobí dramatický nárůst nákladů na provoz čerpadla. Tento problém netrápí vřetenová čerpadla jenom tam, kde se jedná o čerpání abrazivního média, jako je vápno. Jiné konstrukce čerpadel mohou trpět destrukcí vnitřních částí, netěsností, ucpáním a následným chodem nasucho.

Tyto druhy provozních problémů a náklady na udržování čerpadel v chodu jsou jedním z důvodů, proč stále větší  počet koncových uživatelů nyní uznává výhody peristaltického čerpadla pro dávkování vápna - nebo dokonce pro mnoho dalších typů aplikací, kde se jedná o dopravu či dávkování abrazivního média. Klíč k popularitě peristaltiky spočívá v jejím jedinečném principu dopravy media. To zahrnuje vystavení pružné hadice neustálému procesu střídání stlační a uvolnění. Podobným způsobem, jako funguje lidské hrdlo a střeva, prochází kapalina čerpdlem. 

Flexibilní přístup

Peristaltické čerpadlo používá přesnou extrudovanou ohebnou hadici (nebo hadici pro vysoké zatížení pro náročnější aplikace), která na jednom konci nasává čerpané médium. Série rotujících válečků nebo vaček se pohybuje po délce hadice a stlačuje ji tam, kde se jídotýká, aby vytvořila spolehlivé utěsnění mezi sacím a výtlačným koncem hadice. Válečky /vačky/ zachycují čerpanou kapalinu mezi sebou a při pohybu podél hadice vytvářejí akci pozitivního posunutí, která hladce a snadno přenáší čerpanou kapalinu skrz hadici. Jak se válečky pohybují, postupně uvolňují každou stlačenou část hadice, která poté získá svůj původní tvar. Přitom v hadici vytvářejí vakuum, což umožňuje procesu známému jako peristaltika nasávat do hadice na sacím konci více produktu. Klíčovým faktorem je to, že čerpané médium - vápenná směs - se vždy nachází v hadici a nikdy nepřijde do styku s žádnou z pohyblivých částí čerpadla. Neexistují zde žádné ventily, ucpávky ani těsnění, což jsou faktory, které často představují slabá místa u jiných typů čerpadel používaných při dávkování vápna.

Výsledkem je, že při obzvláště náročném provozu, jako je tento, peristaltické čerpadlo eliminuje většinu prostojů procesu a nákladů na údržbu, které lze očekávat u vřetenového čerpadla (nebo mnoha dalších typů). Na základě ověření provozu peristaltických pump, které byly použity pro dávkování vápna bylo zjištěno, že jsou zcela bez poškození až šest měsíců od data instalace, ale to je pouze první z mnoha výhod peristaltiky. Jedinou součástí, kterou je třeba vyměnit v případě poruchy je ohebná hadice. Toho lze obvykle dosáhnout přibližně za 90 minut a po výměně je čerpadlo zase „jako nové“. Dosažení stejné úrovně servisu vřetenového čerpadla trvá mnohem déle, protože to často vyžaduje výměnu mnoha součástí, včetně těsnění, spojovací tyče, rotoru a statoru. To nejen významně zvyšuje požadovanou dobu údržby, ale také značně zvyšuje požadavky na skladové zásoby náhradních dílů pro koncového uživatele.

Nátěry – běžný problém

Nedávná zpráva Rady pro výzkum vody potvrdila vhodnost peristaltických čerpadel pro dávkování vápna. Mezi výhody, které Radu vedly k tomuto závěru, patří schopnost peristaltického čerpadla odolat problému vápenného povlaku. Protože se vápenná chemie obvykle drží v suspenzi, je schopná se ze suspenze odseparovat, zejména v těch procesech, kde dochází k nízkým rychlostem proudění. Vápno poté začne pokrývat povrch s nímž přijde do styku a protože tento povlak ztvrdne a usazuje se na mechanických částech, jako jsou rotory a statory, stále více omezuje schopnost čerpadla účinně fungovat. Povlak se postupem času stává silnějším a výkon příslušného čerpadla tím trpí ještě více.

Těsnění použitá u vřetenových čerpadel jsou obzvláště citlivá na tento problém, protože vápenný povlak způsobí ucpání mechanismů těsnicí pružiny. Těsnicí plochy budou obroušeny částicemi vápna a poté se čerpadlo zastaví, vápenný roztok má tendenci vysychat na těsnicích plochách a způsobit jejich slepení. Dokonce i tradiční dávkovací čerpadla, která používají kulové ventily, mohou v této situaci trpět, protože kulové ventily a sedla se ucpávají vápnem. Bez nutnosti složitého uspořádání těsnění nebo kulového ventilu eliminuje peristaltické čerpadlo tyto problémy. Naštěstí pro provozovatele peristaltických čerpadel poskytuje pohyb hadice další výhodu. Její neustálé ohýbání brání tomu, aby se vápenný povlak uchytil a také eliminuje potřebu čištění, aby se problém vyřešil. Jelikož je peristaltika obvykle spojena na sání a výtlaku pružnou hadicí, tato výhoda přesahuje i čerpadlo, jehož jemně pulzující rázy způsobí, že se vypouštěcí hadice neustále ohýbají, což opět zabrání tomu, aby se zde začal hromadit vápenný povlak. Pokud jde o hadice, vždy je vhodné obrátit se na výrobce, jako je Verder, který používá pouze hadice vyrobené ze 100% přírodního kaučuku, které jsou zcela odolné vůči působení chemicky agresivních vápenných sloučenin. Rovněž stojí za to zajistit, že stejně jako u peristaltického čerpadla Verder jsou přírubové spoje vyrobeny z nerezové oceli, která jim poskytuje stejnou odolnost proti chemické korozi.

Otázka přesnosti

Jedním z klíčových požadavků na dávkování vápna je schopnost dodávat přesné dávky a to je další oblast, kde peristaltické čerpadlo dosahuje vysokého skóre. Moderní in-line měřící zařízení usnadňuje měření pH procesu a posouzení, zda jsou přidávány správné dávky vápna. Vzhledem k tomu, že dávkovací kapacita peristaltiky je přímo úměrná její provozní rychlosti, umožňuje výstup měřicího zařízení do řídicího systému čerpadla jeho rychlost neustále měnit. Tím je zajištěno, že je vždy zaručeno přesné dávkování a čistírně to umožňuje přizpůsobit se pravidelným změnám, se kterými se setkává v různé denní době. S ohledem na tyto výhody má spolupráce s dodavatelem peristaltických čerpadel Verderflex, další dividendy, protože může dodat a instalovat systémy na klíč. Mezi ně mohou patřit čerpadla v provozních / pohotovostních konfiguracích, plus nezbytné řídicí systémy, skříň a související potrubí, to vše dohromady v plně integrovaném a spolehlivém celku. 

Perfektní náhrada

Výhody, které jsme dosud zmínili, již přesvědčili celou řadu našich zákazníků, kteří dnes využívají peristaltická čerpadla při dávkování vápna. Pokud je však zapotřebí více důkazů, měli bychom vzít v úvahu, že ačkoliv může být počáteční kupní cena peristaltiky vyšší než u čerpadla vřetenového, lze často použít jednu peristaltiku k nahrazení dvoustupňového řešení vřetenového čerpadla bez ztráty výkonu. Z tohoto pohledu se počáteční pořizovací cena stává velmi atraktivní a finanční výhody plynou z tohoto po celou dobu životnosti peristaltického čerpadla, protože nabízí výrazně nižší nároky na údržbu, náhradní díly a kratší prostoje. 

Obecněji řečeno, stojí za to si uvědomit, že kromě vápenných chemikálií mohou být univerzální peristaltického čerpadla použita k manipulaci s celou řadou dalších kapalin, od obtížných abrazivních látek, jako jsou jíly a kaly, až po čisté a sterilní kapaliny. Jejich šetrné čerpání znamená, že jsou také perfektní pro použití s takovými typy smykově citlivých polymerů, které se používají při úpravě vody a při čištění odpadních vod. Mohou pracovat s médii s obsahem až 80% pevných látek a se specifickou hmotností 1,8 a vyšší, takže husté a viskózní kapaliny nepředstavují žádný problém. Na rozdíl od některých typů čerpadel mohou být také bez problémů provozovány nepřetržitě, což znamená, že procesní operace nemusí být přerušovány. Pružná hadice, umístěna v tělese čerpadla, které obsahuje lubrikant, sloužící k zajištění hladkého posunu válečků nebo vaček po hadici. V případě nepravděpodobného úniku vápna z hadice se toto promísí s lázní maziva a tato směs je stále zadržována v tělese čerpadla. Na rozdíl od vřetenového čerpadla to zabrání jakékoli možnosti úniku vápna do okolního prostředí. Peristaltické čerpadlo může být dokonce vybaveno senzorem poškození hadice, který detekuje jakékoli zvýšení objemu maziva, zavčas varuje před únikem a může zastavit chod pumpy. 

Pokud jde o tak přesný proces, jako je dávkování vápna, má smysl zvolit jediný typ pump, který může přinést výhody v každé fázi procesu, a spolupracovat s výrobcem, jako je Verder, který má prokázané zkušenosti v této oblasti. Dávkování vápna je kritickým prvkem v procesu čištění odpadních vod, takže se nemůžete dopustit nesprávného rozhodnutí!