Sistemas de lama e soluções de bombeamento para máquinas de perfuração de túneis
Em túneis subterrâneos com dezenas ou mesmo centenas de metros de profundidade, a capacidade de bombear cascalho e lama para a superfície de forma suave exige equipamentos de transporte altamente eficientes, sendo a estabilidade e a ausência de bloqueios fatores essenciais.
O que é o sistema de lama TBM?
O sistema de lama da tuneladora é um sistema de transporte de lama em circuito fechado. Sua principal função é transportar o material escavado pela tuneladora até a superfície e manter o equilíbrio de pressão na câmara de escavação.
Neste sistema de transporte de lama em circuito fechado, o bomba de polpa É um equipamento fundamental e desempenha um papel crucial.
O material escavado, cortado pela cabeça de corte na câmara de escavação, mistura-se com água para formar uma lama (uma mistura sólido-líquido). A bomba de lama transporta essa lama através de tubulações até a planta de separação.
Após a planta de separação separar o material escavado da lama, a bomba de lama transporta a lama limpa para a câmara de escavação. A lama limpa se mistura com o material escavado e é então transportada de volta para a planta de separação, formando assim um circuito fechado.
A tuneladora (TBM) gira sua cabeça de corte para perfurar a camada de solo à sua frente. O material escavado se mistura com água para formar uma lama, que é então bombeada para a planta de separação.
Simultaneamente, a tuneladora avança por meio de um sistema hidráulico, montando placas de concreto para formar a parede do túnel.
A planta de separação separa o material escavado da lama. A bomba de lama retorna então a lama limpa para a câmara de escavação, onde se mistura novamente com o material escavado, criando um sistema de circuito fechado.
Por meio da operação coordenada desses sistemas, a tuneladora (TBM) realiza a escavação de túneis de forma eficiente e segura, sendo amplamente utilizada em metrôs urbanos, rodovias e outros projetos de engenharia subterrânea.
Como funciona a circulação da lama em uma tuneladora?
1. Escavação
A tuneladora (TBM) escava a camada de solo à sua frente com uma cabeça de corte e mistura o solo escavado com lama limpa fornecida por uma bomba de lama. A lama serve como meio de transporte, tornando o solo transportável.
2. Bombeamento de lama
A lama contendo escória é transportada para a planta de separação através de tubulações de grande diâmetro e resistentes ao desgaste. Esse processo geralmente exige a superação da resistência da tubulação, desníveis, etc. Se a distância for muito longa, uma estação elevatória pode ser adicionada no meio do percurso para realizar a pressurização segmentada e melhorar a estabilidade do sistema.
3. Unidade de Separação
A lama produzida na câmara de escavação é eventualmente transportada para a planta de separação de solo, que separa a escória da lama utilizando equipamentos como peneiras vibratórias, hidrociclones e centrífugas.
4. Recirculação
A lama processada pela planta de separação será reajustada para que sua densidade, viscosidade e outros parâmetros atendam aos padrões de reutilização, sendo então devolvida à câmara de escavação através da tubulação de retorno.
Você tem desenhos ou especificações do projeto para o transporte de lama por tuneladora?
Envie-os para info@kingdagroup.com Para uma solução de engenharia personalizada e orçamento rápido.
Bomba de cascalho
- Diâmetro de descarga (mm): 100 ~ 400
- Capacidade (m³/h): 36 ~ 5994
- Altura(m): 3,5 ~ 90
Bomba de polpa de alta pressão
- Diâmetro de descarga (mm): 100 ~ 400
- Capacidade (m³/h): 60 ~ 6000
- Cabeça(m): 10 ~ 85
Bomba de polpa submersível
- Diâmetro de descarga (mm): 50 ~ 350
- Capacidade (m³/h): 30 ~ 3500
- Cabeça(m): 10 ~ 85
Estação de bombeamento auxiliar
As estações elevatórias são amplamente utilizadas na escavação de túneis, especialmente para o transporte de lama através de tubulações ultralongas, fornecendo pressão estável ao sistema de lama da tuneladora.
A estação elevatória Kingda inclui uma bomba de alimentação, uma bomba de descarga, um motor de frequência variável, um transformador, um conversor de frequência, um painel de controle e uma unidade de bomba elevatória para lavagem do selo. O sistema de controle da estação elevatória está conectado ao sistema de controle da tuneladora (TBM) para controle remoto.
Transporte de lama por tuneladora (TBM) em condições reais a partir de um poço de 90 metros de profundidade.
Em um exemplo concreto, bombeamos lama de tuneladora com alto teor de sólidos de um poço de 90 metros de profundidade, fazendo história para o projeto do metrô da cidade.
Fomos responsáveis pelo projeto e desenvolvimento de todo o sistema de transporte de lama para este projeto de construção de túnel de metrô. Este projeto apresentou dois grandes desafios:
- Transporte de ultra longa distância
- Diferenças de altura significativas
Para enfrentar esses desafios, adicionamos a Estação Elevatória Kingda, que permite o transporte de chorume por distâncias extremamente longas e com diferenças de altura significativas. bomba de polpa de alta pressão Forneceu suporte crucial para todo o sistema de transporte.
Lidando com o que as bombas de lama padrão não conseguem.
Bombas de cascalho Possuem resistência incomparável à abrasão e à corrosão, permitindo operação prolongada em condições severas sem entupimento. Podem transportar sólidos de grande diâmetro que as bombas de polpa comuns não conseguem.
As bombas de cascalho Kingda apresentam um design de canal largo e um impulsor anti-entupimento, garantindo o transporte eficiente e suave de lamas com alto teor de sólidos contendo cascalho e fibras, apresentando desempenho excepcional em sistemas de lama de tuneladoras.
Nosso peças da extremidade úmida da bomba Utilizam materiais resistentes à abrasão com liga de alto teor de cromo. Sua resistência superior à abrasão e à corrosão garante proteção a longo prazo contra impactos de objetos sólidos, duros e pontiagudos, maximizando a vida útil e reduzindo os custos operacionais.
Principais desafios no transporte de lama em tuneladoras
Engenheiros com experiência em projetos de transporte de lama por tuneladoras sabem que a remoção desse material de um túnel apresenta inúmeros desafios. Os sólidos extraídos do solo não são apenas de grande diâmetro, mas também duros e de formato irregular, o que gera um atrito significativo. Isso exige bombas para tuneladoras com excelente resistência ao desgaste e capacidade anti-entupimento.
Normalmente, os túneis subterrâneos são longos e apresentam desníveis significativos em relação ao solo, resultando em longas distâncias de transporte de lama. Isso exige que as bombas da tuneladora forneçam pressão estável, garantindo que a máquina possa avançar de forma constante, sem interrupções.
Aqui estão quatro desafios comuns no transporte de lama em tuneladoras:
- Alta concentração de sólidos: A lama com alto teor de sólidos não só se deposita facilmente, como também entope tubulações e bombas.
- Desgaste abrasivo: O cascalho e a areia cortados pela tuneladora causam abrasão severa nas bombas.
- Transporte de longa distância: O transporte a longa distância impõe exigências particulares à pressão e à estabilidade do sistema de transporte de lamas.
- Operação contínua: A paralisação de uma tuneladora (TBM) durante o percurso resulta em perdas econômicas substanciais; estabilidade e confiabilidade são os maiores desafios para os sistemas de transporte de lama por TBM.
Requisitos da bomba de lama Kingda para tuneladora (TBM)
Alta resistência ao desgaste
Os engenheiros da Kingda desenvolveram uma liga de alto teor de cromo, resistente ao desgaste e à corrosão, especificamente para a natureza altamente abrasiva da lama de perfuração de tuneladoras (TBM), que maximiza o tempo de desgaste da TBM e prolonga a vida útil do equipamento.
Capacidade de carga elevada
Uma alta altura manométrica da bomba significa a capacidade de fornecer pressão suficiente para bombear a lama a distâncias maiores, o que é um indicador importante para o transporte em longas distâncias. Garantir uma altura manométrica estável é ainda mais crucial.
Não entope
Os engenheiros da Kingda otimizaram especialmente o projeto do impulsor e do canal de fluxo da bomba de lama TBM. Seu excelente desempenho hidráulico e amplo canal de fluxo permitem que sólidos de grande diâmetro e fibras longas passem suavemente, sem obstrução.
Operação estável
A operação estável é um aspecto crucial para garantir o progresso do projeto e o controle de custos. Para minimizar os custos operacionais do usuário, a Kingda adicionou uma estação de bombeamento auxiliar, assegurando que o sistema de transporte de lama mantenha alta eficiência e operação estável a longo prazo.
Aplicações em construções subterrâneas
Túneis do metrô
Em obras de túneis de metrô, onde a distância de transporte é extremamente longa e os poços são profundos, um sistema de transporte de lama para tuneladora (TBM) estável e confiável é essencial.
túneis de serviços públicos
Durante a construção urbana, muitos túneis de serviços públicos precisam ser escavados simultaneamente. Isso não apenas testa a estabilidade do sistema de transporte de lama da tuneladora, mas também exige que ela proporcione um transporte de alta eficiência e acelere o andamento do projeto.
túneis ferroviários
Os túneis ferroviários são normalmente escavados em montanhas, onde cascalho duro e detritos de grande porte representam um desafio significativo. A bomba Kingda TBM permite que esses sólidos de grande diâmetro passem sem problemas.
túneis de mineração
A escavação de túneis é essencial durante as operações de mineração, e a perfuração de poços de mina com centenas de metros de profundidade exerce uma grande pressão sobre a resistência ao desgaste e à corrosão dos sistemas de transporte de lama.
Considerações de projeto do sistema de transporte de lama da tuneladora
Densidade da pasta
A densidade da lama da tuneladora é um parâmetro crucial que impacta diretamente a carga, a pressão e a eficiência de transporte da bomba e da tubulação da tuneladora.
A densidade da lama de perfuração em tuneladoras (TBM) varia em tempo real com base nas alterações da formação e no teor de água. Portanto, o projeto do sistema de transporte deve incluir monitoramento online da densidade e a capacidade de ajustar automaticamente a densidade da lama.
Tamanho da partícula
O tamanho das partículas é um parâmetro crucial que determina se uma bomba de tuneladora ficará obstruída e a taxa de desgaste do sistema de transporte.
A lama proveniente da tuneladora contém uma grande quantidade de cascalho, seixos e impurezas fibrosas. Portanto, ao projetar um sistema de transporte, é necessário considerar o diâmetro máximo de vazão de sólidos e o desempenho estável de transporte da bomba de cascalho da tuneladora.
Cálculo da cabeça
Cabeçote da bomba O cálculo é o elemento central de todo o sistema de transporte de polpa. A altura manométrica inclui não apenas a altura manométrica estática, mas também a altura manométrica de atrito.
O cálculo preciso da altura manométrica da bomba não só reduz o consumo de energia, como também prolonga a vida útil do equipamento.
Comprimento do oleoduto
Em projetos com tuneladoras (TBM), as distâncias de transporte da lama geralmente abrangem vários quilômetros. Essas longas distâncias e as inúmeras curvas resultam em perdas significativas por atrito.
Ao projetar o sistema de transporte, o traçado da tubulação deve ser otimizado para minimizar o número de curvas. Uma bomba de tuneladora (TBM) adequada deve ser selecionada, garantindo redundância suficiente para lidar com as perdas por atrito em longas distâncias e manter a pressão estável.
Alternativamente, pode-se adicionar uma estação de bombeamento auxiliar para pressurização em estágios, reduzindo a carga nas bombas individuais e mantendo uma vazão estável do sistema.
Por que a confiabilidade da bomba é importante?
A confiabilidade da bomba é fundamental. Como equipamento principal do sistema de transporte, a bomba da tuneladora é responsável pela circulação da lama proveniente da máquina de perfuração de túneis. Uma falha na bomba da tuneladora pode paralisar todo o projeto, impedindo a remoção da rocha escavada do túnel e forçando a interrupção da escavação.
A inatividade da tuneladora não só resulta em perdas econômicas significativas, como também impacta o cronograma geral do projeto do túnel. Portanto, a confiabilidade e a estabilidade da bomba da tuneladora devem ser cuidadosamente consideradas na hora da seleção.
Aplicações práticas da bomba de lama Kingda
Os casos de cooperação da Kingda incluem bombas personalizadas para embarcações de dragagem, mineração, perfuração de túneis e dessulfuração, impulsionando desempenho e eficiência em todos os setores.
Um projeto de poço de ventilação ultraprofundo que exige transporte estável de lama sob condições de alta pressão e alta concentração de sólidos.
Um projeto de túnel profundo para metrô que exige bombeamento de lama a longa distância e em alta pressão, em condições abrasivas, para suportar a escavação do túnel.
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A Kingda está comprometida em fornecer as melhores soluções de transferência de fluidos.
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