Sistemas de bombeo y bombeo para máquinas perforadoras de túneles
En túneles subterráneos de decenas o incluso cientos de metros de profundidad, la capacidad de bombear grava y lodo a la superficie de forma fluida requiere equipos de transporte altamente eficientes, siendo la estabilidad y la ausencia de obstrucciones factores clave.
¿Qué es el sistema de lodos de TBM?
El sistema de transporte de lodos de la tuneladora es un sistema de circuito cerrado. Su función principal es transportar el material excavado por la tuneladora hasta la superficie y mantener el equilibrio de presión en la cámara de excavación.
En este sistema de transporte de lodos de circuito cerrado, el bomba de lodos Es una pieza clave del equipo y desempeña un papel crucial.
El material excavado y cortado por el cabezal de corte en la cámara de excavación se mezcla con agua para formar una lechada (una mezcla sólido-líquido). La bomba de lechada transporta esta lechada a través de tuberías hasta la planta de separación.
Una vez que la planta de separación separa el material excavado del lodo, la bomba de lodo transporta el lodo limpio a la cámara de excavación. El lodo limpio se mezcla con el material excavado y luego se transporta de regreso a la planta de separación, formando así un circuito cerrado.
La tuneladora (TBM) hace girar su cabezal de corte para atravesar la capa de suelo que tiene delante. El material excavado se mezcla con agua para formar una lechada, que luego se bombea a la planta de separación.
Simultáneamente, la tuneladora avanza mediante un sistema hidráulico, ensamblando losas de revestimiento de hormigón para formar la pared del túnel.
La planta de separación separa el material excavado del lodo. A continuación, la bomba de lodo devuelve el lodo limpio a la cámara de excavación, donde se mezcla de nuevo con el material excavado, creando un sistema de circuito cerrado.
Mediante el funcionamiento coordinado de estos sistemas, la tuneladora logra una excavación de túneles eficiente y segura, y se utiliza ampliamente en metros urbanos, autopistas y otros proyectos de ingeniería subterránea.
¿Cómo funciona la circulación de lodos en una tuneladora?
1. Excavación
La tuneladora excava la capa de tierra que tiene delante con un cabezal de corte y mezcla la tierra extraída con lodo limpio suministrado por una bomba de lodo. El lodo sirve como medio de transporte, lo que permite transportar la tierra.
2. Bombeo de lodos
La suspensión que contiene escoria se transporta a la planta de separación mediante tuberías de gran diámetro y resistentes al desgaste. Este proceso suele requerir superar la resistencia de la tubería, los desniveles, etc. Si la distancia es excesiva, se puede añadir una estación de bombeo auxiliar en el tramo intermedio para lograr una presurización segmentada y mejorar la estabilidad del sistema.
3. Planta de separación
El lodo producido en la cámara de excavación se transporta finalmente a la planta de separación de suelo, que separa la escoria y el lodo utilizando equipos como cribas vibratorias, hidrociclones y centrífugas.
4. Recirculación
El lodo procesado por la planta de separación se reajustará para que su densidad, viscosidad y demás parámetros cumplan con los estándares de reutilización, y luego se devolverá a la cámara de excavación a través de la tubería de retorno.
¿Disponen de planos o especificaciones del proyecto para el transporte de lodos con la tuneladora?
Envíelos a info@kingdagroup.com Para obtener una solución de ingeniería a medida y un presupuesto rápido.
Bomba de grava
- Diámetro de descarga (mm): 100 ~ 400
- Capacidad (m³/h): 36 ~ 5994
- Altura (m): 3,5 ~ 90
Bomba de lodos de alta presión
- Diámetro de descarga (mm): 100 ~ 400
- Capacidad (m³/h): 60 ~ 6000
- Cabeza(m): 10 ~ 85
Bomba sumergible para lodos
- Diámetro de descarga (mm): 50 ~ 350
- Capacidad (m³/h): 30 ~ 3500
- Cabeza(m): 10 ~ 85
Estación de bombeo de refuerzo
Las estaciones de bombeo de refuerzo se utilizan ampliamente en la excavación de túneles, especialmente para el transporte de lodos a través de tuberías ultralargas, proporcionando una presión estable al sistema de lodos de la tuneladora.
La estación de bombeo Kingda incluye una bomba de alimentación, una bomba de descarga, un motor de frecuencia variable, un transformador, un convertidor de frecuencia, un armario de control y una unidad de bombeo de refuerzo para el lavado de sellos. El sistema de control de la estación de bombeo está conectado al sistema de control de la tuneladora para su control remoto.
Transporte de lodos mediante tuneladora en condiciones reales desde un pozo de 90 m de profundidad.
En un ejemplo real, bombeamos lodo de tuneladora con alto contenido de sólidos desde un pozo de 90 metros de profundidad, haciendo historia para el proyecto del metro de la ciudad.
Fuimos responsables del diseño y desarrollo de todo el sistema de transporte de lodos para este proyecto de túnel de metro. Este proyecto presentó dos desafíos principales:
- Transporte de ultralarga distancia
- Diferencias de altura significativas
Para hacer frente a estos desafíos, añadimos la estación de bombeo Kingda Booster, que permite el transporte de lodos a distancias ultralargas y con importantes diferencias de altura. bomba de lodos de alta presión Brindó un apoyo crucial a todo el sistema de transporte.
Manejo de lo que las bombas de lodos estándar no pueden manejar
Bombas de grava Poseen una resistencia a la abrasión y la corrosión sin parangón, lo que permite un funcionamiento prolongado en condiciones adversas sin obstrucciones. Pueden transportar sólidos de gran diámetro que las bombas de lodos convencionales no pueden.
Las bombas de grava Kingda cuentan con un diseño de canal grande y un impulsor antiobstrucción, lo que garantiza un transporte eficiente y fluido de lodos con alto contenido de sólidos que contienen grava y fibras, y que se comportan excepcionalmente bien en los sistemas de lodos de las tuneladoras.
Nuestro piezas del extremo húmedo de la bomba Utilizamos materiales de aleación de alto contenido en cromo resistentes a la abrasión. Su excelente resistencia a la abrasión y la corrosión garantiza una larga vida útil frente a impactos de sólidos duros y afilados, maximizando así su durabilidad y reduciendo los costes operativos.
Principales desafíos en el transporte de lodos mediante tuneladoras
Los ingenieros con experiencia en el diseño de sistemas de transporte de lodos para tuneladoras saben que la extracción de lodos de un túnel presenta numerosos desafíos. Los sólidos extraídos del suelo no solo tienen un gran diámetro, sino que también son duros y de forma irregular, lo que genera una fricción considerable. Esto exige bombas para tuneladoras con excelente resistencia al desgaste y sistemas antiobstrucción.
Por lo general, los túneles subterráneos son largos y presentan importantes desniveles con respecto al suelo, lo que conlleva grandes distancias de transporte de lodo. Esto exige que las bombas de las tuneladoras proporcionen una presión estable, garantizando que la máquina pueda avanzar de forma continua sin interrupciones.
A continuación, se presentan cuatro desafíos comunes en el transporte de lodos mediante tuneladoras:
- Alta concentración de sólidos: Los lodos con alto contenido de sólidos no solo se sedimentan fácilmente, sino que también obstruyen las tuberías y las bombas.
- Desgaste abrasivo: La grava y la arena cortadas por la tuneladora provocan una abrasión severa en las bombas.
- Transporte de larga distancia: El transporte a larga distancia impone exigencias particulares a la presión y la estabilidad del sistema de transporte de purines.
- Funcionamiento continuo: Las paradas de las tuneladoras durante el trayecto provocan pérdidas económicas sustanciales; la estabilidad y la fiabilidad son los mayores retos para los sistemas de transporte de lodos mediante tuneladoras.
Requisitos de la bomba de lodos Kingda para TBM
Alta resistencia al desgaste
Los ingenieros de Kingda han desarrollado un material de aleación con alto contenido de cromo, resistente al desgaste y a la corrosión, específicamente para la naturaleza altamente abrasiva de la lechada de las tuneladoras, lo que maximiza el tiempo de desgaste de la tuneladora y prolonga la vida útil del equipo.
Capacidad de gran altura
Una alta presión de bombeo implica la capacidad de proporcionar la presión suficiente para bombear el lodo a mayor distancia, lo cual es un indicador importante para el transporte a larga distancia. Proporcionar una presión de bombeo estable es aún más crucial.
No obstruye
Los ingenieros de Kingda han optimizado especialmente el diseño del impulsor y del canal de flujo de la bomba de lodos TBM. Su excelente rendimiento hidráulico y su amplio canal de flujo permiten que sólidos de gran diámetro y fibras largas pasen sin problemas y sin obstrucciones.
Funcionamiento estable
Un funcionamiento estable es fundamental para garantizar el progreso del proyecto y el control de costes. Para minimizar los costes operativos del usuario, Kingda ha incorporado una estación de bombeo de refuerzo, lo que garantiza que el sistema de transporte de lodos mantenga una alta eficiencia y un funcionamiento estable a largo plazo.
Aplicaciones en la construcción subterránea
Túneles de metro
En la construcción de túneles de metro, donde la distancia de transporte es extremadamente larga y los pozos son profundos, un sistema de transporte de lodos para tuneladoras estable y fiable es una opción esencial.
túneles de servicios públicos
Durante la construcción urbana, es necesario excavar simultáneamente numerosos túneles de servicios públicos. Esto no solo pone a prueba la estabilidad del sistema de transporte de lodos de la tuneladora, sino que también exige un transporte de alta eficiencia y acelera el avance del proyecto.
túneles ferroviarios
Los túneles ferroviarios suelen excavarse en las montañas, donde la grava compacta y los escombros de gran tamaño representan un desafío considerable. La bomba Kingda TBM permite que estos sólidos de gran diámetro pasen sin problemas.
Túneles mineros
La excavación de túneles es esencial durante las operaciones mineras, y la excavación de pozos mineros de cientos de metros de profundidad supone una gran exigencia para la resistencia al desgaste y a la corrosión de los sistemas de transporte de lodos.
Consideraciones de diseño del sistema de transporte de lodos de la tuneladora
Densidad de la suspensión
La densidad del lodo de la tuneladora es un parámetro crucial que influye directamente en la carga, la presión y la eficiencia de transporte de la bomba y la tubería de la tuneladora.
La densidad de la lechada de la tuneladora varía en tiempo real según las fluctuaciones de la formación geológica y el contenido de agua. Por lo tanto, el diseño del sistema de transporte debe incluir la monitorización en línea de la densidad y la capacidad de ajustarla automáticamente.
Tamaño de partícula
El tamaño de las partículas es un parámetro crucial que determina si una bomba TBM se obstruirá y la tasa de desgaste del sistema de transporte.
La pulpa de la tuneladora contiene una gran cantidad de grava, guijarros e impurezas fibrosas. Por lo tanto, al diseñar un sistema de transporte, se debe considerar el diámetro máximo de transporte de sólidos y el rendimiento estable de la bomba de grava de la tuneladora.
Cálculo de cabeza
Cabezal de bomba El cálculo es fundamental para todo el sistema de transporte de lodos. La carga hidráulica incluye no solo la carga estática, sino también la carga por fricción.
Un cálculo preciso de la altura de elevación de la bomba no solo puede reducir el consumo de energía, sino también prolongar la vida útil del equipo.
Longitud de la tubería
En los proyectos de tuneladoras, las distancias de transporte de lodos suelen abarcar varios kilómetros. Estas largas distancias y las numerosas curvas provocan importantes pérdidas por fricción.
Al diseñar el sistema de transporte, se debe optimizar el trazado del oleoducto para minimizar el número de curvas. Se debe seleccionar una bomba TBM adecuada, que garantice la redundancia suficiente para compensar las pérdidas por fricción en largas distancias y mantener una presión estable.
Como alternativa, se puede añadir una estación de bombeo de refuerzo para la presurización por etapas, lo que reduce la carga sobre las bombas individuales y, al mismo tiempo, mantiene un caudal estable en el sistema.
¿Por qué es importante la fiabilidad de las bombas?
La fiabilidad de la bomba es fundamental. Como componente principal del sistema de transporte, la bomba de la tuneladora es responsable de la circulación del lodo extraído de la máquina. Un fallo en la bomba de la tuneladora puede paralizar todo el proyecto, impidiendo la extracción de la roca excavada del túnel y obligando a detener la excavación.
El tiempo de inactividad de la tuneladora no solo genera pérdidas económicas significativas, sino que también afecta el cronograma general del proyecto del túnel. Por lo tanto, al seleccionar una bomba para la tuneladora, es fundamental considerar cuidadosamente su fiabilidad y estabilidad.
Aplicaciones prácticas de la bomba de lodos Kingda
Los casos de cooperación de Kingda incluyen bombas personalizadas para buques de dragado, minería, perforación de túneles y desulfuración, impulsando el rendimiento y la eficiencia en todas las industrias.
Un proyecto de pozo de ventilación ultraprofundo que requiere transporte estable de lodos en condiciones de gran altura y alto contenido de sólidos.
Un proyecto de pozo subterráneo profundo que requiere bombeo de lodos a gran altura y a larga distancia, en condiciones abrasivas y de alta presión para sustentar la excavación del túnel.
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Kingda se compromete a proporcionar las mejores soluciones de transferencia de fluidos.
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