Contexte du projet
Une entreprise indienne de nouveaux matériaux exploite une unité de production de chlorure de polyaluminium (PAC). Dans le processus de production, trois étapes essentielles doivent être franchies : le transfert de la boue de bauxite, la circulation du liquide de réaction de dissolution de l'acide chlorhydrique et le transfert du produit PAC fini. Les conditions d'exploitation posent de nombreux défis importants, nécessitant des pompes industrielles fiables et efficaces pour assurer un fonctionnement continu et maintenir la qualité du produit.
Tout d'abord, la boue de bauxite contient une grande quantité de particules solides dures, avec une concentration de solides pouvant atteindre 35%, et est accompagnée d'impuretés acides n'ayant pas réagi. Cela entraîne une abrasion et une corrosion importantes des pièces en contact avec le liquide de la pompe. Les pompes conventionnelles subissent l'usure de la roue et les fuites du corps en peu de temps et ne répondent pas aux exigences d'un fonctionnement continu.
Deuxièmement, le processus de réaction de dissolution de l'acide chlorhydrique fonctionne à une température élevée de 80-90 °C. Le liquide de réaction contient une forte concentration d'ions chlorure. Sous les effets combinés d'une température élevée et d'une forte corrosion, les systèmes d'étanchéité des pompes traditionnelles sont susceptibles de tomber en panne, ce qui entraîne des fuites de liquide et des risques potentiels pour la sécurité.
Troisièmement, le produit PAC fini a une certaine viscosité, et la formation de bulles pendant le transfert doit être évitée pour ne pas nuire à la pureté du produit. Les pompes à usage général utilisées précédemment par le client présentaient une faible efficacité de transfert et des défaillances fréquentes, entraînant des arrêts répétés de la chaîne de production et des pertes mensuelles moyennes supérieures à 15 000 USD.
Solution
Pour répondre aux conditions de fonctionnement différenciées et à plusieurs étapes de l'unité de production de PAC dans cette usine indienne de nouveaux matériaux, Changyu Pump & Valve a fourni une solution combinée personnalisée composée de pompes submersibles et d'un système d'alimentation en eau. Pompes centrifuges CYF, permettant un transfert précis des matériaux tout au long du processus.
Transfert de boues de bauxite : Pompe verticale submersible personnalisée
Une pompe submersible verticale personnalisée a été utilisée pour le transfert des boues de bauxite. Les pièces en contact avec le liquide sont fabriquées dans des matériaux résistants à l'usure et à la corrosion, ce qui permet une résistance à long terme à l'érosion des boues à haute concentration et à la corrosion des milieux acides. La profondeur d'immersion a été optimisée à 1,2 m en fonction de la hauteur de la cuve de réaction, ce qui permet d'éviter efficacement les blocages dus à la sédimentation de la boue.
La pompe est équipée d'un moteur à fréquence variable, ce qui permet d'ajuster le débit en temps réel en fonction des changements de concentration de la boue et d'assurer une bonne coordination avec le processus de réaction de dissolution qui s'ensuit.
Circulation du liquide de réaction de l'acide chlorhydrique : Pompe centrifuge CYF dédiée
Une pompe centrifuge CYF a été sélectionnée pour la circulation du liquide de réaction de l'acide chlorhydrique. Les pièces en contact avec le liquide sont en alliage fluoroplastique (FEP), offrant une excellente résistance à l'acide chlorhydrique à haute température (jusqu'à 90 °C). La conception horizontale à un étage et une aspiration unique, associée à des passages de flux hydrauliques optimisés, réduit les turbulences et la formation de bulles pendant le transfert du liquide.
Le système d'étanchéité a été remplacé par une garniture mécanique à soufflet avec des faces d'étanchéité en carbure de silicium, ce qui a permis de résoudre complètement les problèmes de fuite à haute température et dans des conditions fortement corrosives, et de prolonger la durée de vie de la garniture jusqu'à plus de trois fois celle des pompes conventionnelles.
Transfert des PAC finis : Pompe centrifuge CYF optimisée
Pour le transfert des PAC finis, une pompe centrifuge CYF optimisée a été utilisée en fonction des caractéristiques visqueuses du produit. La largeur de la sortie de la roue a été augmentée de 15% pour réduire la résistance au transfert. Des raccords d'entrée et de sortie de pompe de grand diamètre (DN125) ont été adoptés pour éviter la rétention de matériau dans le pipeline.
Un moteur à haut rendement et à faible consommation d'énergie a été choisi, ce qui a permis de réduire la consommation globale d'énergie de 12% par rapport à la pompe d'origine du client, tout en réduisant le bruit de fonctionnement à moins de 75 dB, ce qui répond aux exigences environnementales de l'atelier.
Résultats
Après la mise en œuvre de la solution de pompe combinée dans l'unité de production PAC de l'entreprise indienne de nouveaux matériaux, les performances globales de production ont été considérablement améliorées.
Amélioration significative de la stabilité de l'équipement
Le cycle de remplacement des pièces d'usure des pompes submersibles et des pompes centrifuges CYF est passé de 20 jours à 24 mois. La fréquence des pannes d'équipement est passée d'une moyenne de 8 fois par mois à moins de 0,5 fois, ce qui a permis d'augmenter le taux de fonctionnement continu à plus de 98% et d'éliminer les arrêts de production fréquents.
Réduction substantielle des coûts d'exploitation et de maintenance
Les coûts d'approvisionnement en pièces détachées ont été réduits d'environ 80%, tandis que les coûts de maintenance de la main-d'œuvre ont diminué de 70%. À elle seule, l'optimisation de la consommation d'énergie a permis au client d'économiser environ 2 000 USD par mois en frais d'électricité. En outre, les risques liés aux fuites de fluides, à la corrosion des équipements et aux dangers pour la sécurité ont été efficacement évités, ce qui a permis de réduire les dépenses indirectes de maintenance et de conformité environnementale.
Amélioration simultanée de l'efficacité de la production et de la qualité des produits
La stabilité du transfert de matière a permis de garantir une réaction de dissolution suffisante, d'augmenter la pureté du produit PAC de 92% à 96% et d'atteindre un taux de qualification de 100%. La production journalière par ligne de production est passée de 80 à 95 tonnes, la capacité mensuelle augmentant d'environ 450 tonnes. Ce projet a généré des avantages économiques directs supérieurs à 90 000 USD et a reçu une forte reconnaissance de la part des départements techniques et de production du client, ce qui a débouché sur un accord de coopération stratégique à long terme.
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