Massa eller vatten - ny pumptyp klarar båda lika bra

av Henrik Immonen Forum 1978-11, sida 16-17, 21.06.1978

Massa eller vatten — ny pumptyp klara båda lika bra

Problemet med pumpning av massa är att massan är trögare än vatten, motståndet därmed större — liksom också energiförbrukningen. Genom revideringar och dels helt nya konstruktionsdetaljer är det möjligt att åstadkomma en centrifugalpump som klarar massa lika effektivt och med samm energiåtgång som vatten. Inte bara möjligt — Ahlströms Pumpfabrik har gjort det. Den nya pumptypen är redan i användning vid flera fabriker i Finland och ute i världen.

y»” För tio år sedan påbörjades vid A. Ahlström Osakeyhtiös Pumpfabrik i Karhula ett digert undersökningsprojekt kring pumpning av massa med centrifugalpumpar. Syftet med projektet va 9 att konstruera en massapump vars pumpkurvor (prestationskarakteristik) är samma som vid pumpning av vatte 9 att utreda massans inverkan på sugförmågan och övriga pumpningsegenskape 9 att undersöka vilken inverkan pumpstorleken har på pumpning av mass 9 att undersöka vilken inverkan konstruktionsparametrarna (inloppsdiametern, strömningshastigheten etc) har för resultatet

Vid provstationen använde man axialt sugande centrifugalpumpar med flänsar riktade antingen tangentiellt åt sidan eller radiellt uppåt. Hastigheterna varierade mella 800—2 900 r/min. Proven utfördes med 19 pumptyper och totalt 62 konstruktionella eller funktionella alternativ. Den använda slipmassans koncentration var 0—8 procent, malningsgraden 50—80 SR”, och temperaturen 30—75 ?C.

En massa problem

Massans pumpbarhet påverkas av det använda råmaterialets fiberlängd (lövved 1—1,5 mm, barrved 3—4 mm, lump 25—30 mm), tilläggsämnen och tillverkningssätt — antingen kemiskt eller mekaniskt. Massan är en kombination av tre tillstånd: flytande (vatten), fast (fiber) och gasformigt (luft).

Luften i massan förekommer antingen i form av bubblor, bla i lumenet av fibrer, eller upplöst i vattnet eller absorberad av fibrerna. Flödesegenskaperna skiljer sig i avgörande grad från vattnet och medför många praktiska svårigheter:

Vid Ahlströms provstation arbetade man fram den nya serien pumptyper speciellt för massa.

€ koncentrationen: fibrerna bildar ett nät — ju större koncentration, dess tätare fibernä 9 flödesmotstånd: vid låg hastighet är motståndet större än vattnet 9 att få massan i rörelse i ledningen kan erbjuda svårigheter, speciellt då det gäller höga koncentratione 9 flockning: långa fibrer leder till flockbildning och kan tom täppa till pumpen eller rörledningen total €$ avsmalnande flödeskanaler: pumpens eller rörens avsmalnande delar förorsakar förtjockningstendenser redan för massa med 3—4 procents koncentration.

Nya lösningar, nya termer

En pump kaviterar (=förlorar arbetsförmågan) då trycket är för lågt vid pumpens inlopp. Vid pumpning av massa förekommer inte en klar kavitationspunkt; i stället kan man notera två vändpunkter i kavitationskurvorna, den absoluta gränsinloppshöjden (BSH, — Absolute Boundary Suction Head) och absolut kritiska inloppshöjden (CSHa — Absolute Critical Suction Head). Vid inloppshöjder över den absoluta gränsinloppshöjden förblir uppfordringshöjden (den största höjd vattnet eller massan kan lyftas med pumpen) oförändrad, men om inloppshöjden sjunker under den kritiska inloppshöjden, faller pumpens uppfordringshöjd plötsligt. Om pumpen körs inom dessa gränsvärden varierar uppfordringshöjden liksom också inloppshöjden, vilket medför kraftiga variationer i volymflödet, Med ökad koncentration ökar också inloppshöjdsbehovet.

Inom pumpteknologin opererar man traditionellt med begreppet NPSH (Net Positive Suction Head; det lägsta tryck som måste finnas vid inloppet för att pumpen skall kunna fungera). Då det gäller pumpning av massa vore det mera adekvat att i stället för NPSH använda begreppet absolut inloppshöjd (Hoa), som även inkluderar ångbildningstryckhöjden (Hy). Uttryckt i formel blir detta: absoluta inloppshöjden = lägsta erforderliga inloppstrycket + ångbildningstryckhöjden.

Upptordringshöjden sparnyckel

Verkningsgraden är beroende av huruvida kurvorna för pumpning av massa eller vatten är likadana. Om uppfordringshöjden som erhålls vid pumpning av massa är den samma som vid pumpning av vatten, är verkningsgraderna ungefär analoga.

FORUM 11/1978

Kännbara energibesparingar kan erhållas om uppfordringshöjden är lika för både massa och vatten. I praktiken betyder detta att man i många fall även kan använda mindre pumpar för massa än hittills. Vid Ahlström har man på basen av undersökningsresultaten utvecklat en centrifugalpumpserie speciellt konstruerad för pumpning av massa, Med denna pumptyp lyckades man för upp till 8 procentig massa uppnå samma uppfordringshöjd som med vatten.

Om massakurvorna och vattenkurvorna är analoga, är verkningsgraden ungefär samma, Detta betyder i de flesta fall en kännbar förbättring av verkningsgraden — och kännbara energibesparingar. Resultaten med den nya pumptypen är betydligt bättre än de konventionella dimensioneringsmetoderna skulle förutsätta. Effektinbesparingen är 15—30 procent beroende på jämförelsematerialet. (Se tabellen.) OR

Artikeln har författats av tekn lic Henrik Immonen, chef för produktutvecklingen och marknadsföringen vid A. Ahlström Osakeyhtiös Pumpfabrik.

TABELL

Jämförelse av uppmätta effektförbrukningar mellan en europeisk pappers fabriks nuvarande pumpar och massapumpar av ny typ.

Nuvarande Massapump Installation pump av ny typ P (kW) P (kW) Pappersmaskin A VH-Pulper tömningskyp 16 7 Pulper tömningskyp 38 18 VS-pulper 22,6 16,5 Omrörningskyp 223 12,5 ” 23,7 12,5 I virvelrenarsteg 35,5 äl “n ” 41,3 25 inl . 22,5 14 iv “” 19,8 14 241,7 kW 150,5 KW Pappersmaskin B Cellulosapulper VS 16 30,6 13 Cellulgsa-mellankyp 26,9 16 Lagringskyp 28,9 10 Omrörarkyp 28,9 15 115,3 kW 54 kW Pappersmaskin C Ulskottskyp 2.3 40 41,3 kW 10 kW Besparingen i eftektförbrukningen jämfört med de vanliga pumparna blir således: PM A 9 pumpar 91,2 kW PM B 4 61.3 PM C 1 pump 3IL,3 . 14 pumpar 183,8 k (Eventuella effektförluster p g a feldimensionering kan förekomma i dessa siffror.)

OSUUSPANKKIEN KESKUSPANKK! Oy ANDELSBANKERNAS CENTRALBANK Ab

Aktiva

Finansieringstillgångar Inhemska fordringar

Kassa och fordringar hos Finlands Bank

Fordringar hos andra banker

Checkräkningskrediter .

Växlar 2

Lån -.

Krediter i utländsk valuta

Betalningsförmedlin Övriga finansieringstillgångar Utländska fordringar

I utländsk valuta Omsättningstillgångar

Utländskt mynt

Masskuldebre Övriga omsättningstillgångar Investeringstillgångar

Masskuldebrev rer

Aktier ach andelar ..

Fastigheter och fastighets.

er .

Anläggningstillgangar och övriga utgifter me läng verkningstid Aktier och andelar .. Fastigheter och fastighetsaktier Maskiner och investarier = .. Övriga anläggningstillgångar och utg läng verkningstid …

Värderingsposter

Skatter

Löner och sociala utgifte Övriga utgifter

För direktionen

Seppo Konttinen

FORUM 11/1978

Helge Laakso

Mäånadsbalans den 31 maj 1978

Passiva

Främmande kapital

Inhemska skulder 205 045 135,53 Checkräkningar 1 827 797 010,17 37 379 278,11 320 788 196,33 612 406 198,11 282 952 251,48 95 305 615,27 8 125 295,63

Depositioner Depositioner i utländsk valuta Skulder till Finlands Bank .. Skulder till andra banker Skulder till staten Debenturlän Betalningsförmedling Övriga sku!der Utländska skulder I utländsk valuta ..c.cc.s I mark H Räntor och övriga inkomster Kreditförlustreserveringar Eget kapital Aktiekapital co cc..v0s Reservfond . 2 Övriga fonder ……. Vinst frän tidigare å 66 211 440,5 2747 106,04 20 765 410,80 11 185 206,2 362 420 570,88 3 739 357,44 25 278 749,0 34 913 892,15 42 029 495,86 4G 805 958,6 4412 821,92 3 636 050,70 2 214 219,79 19 992 977,23 15 767 596,6 4151 919 835,52

Ansvarsförbindelser ce.

För förvaltningsrädet

Esa Fimone 112 707 409,83 79 948 328,29 23 952 225,75 307 351 749,53 1656 280 883,81 1 025 434 119,02 10 900 000,00 169 598 518,0 196 910 321,2 323 105 309,46 3 249 450,34 66 943 825,49 58 000 000,0 100 000 000.00 17 200 000,0 260 00000 277 694,7 4 151 919 835,5 1589 790 592,17

T. Hakamäk 17