Pompy dla przemysłu chemicznego: praktyczny przewodnik po wyborze, materiałach i ograniczeniach operacyjnych

W każdym zakładzie chemicznym pompa jest gorąca, przecieka w uszczelce lub traci wydajność kilka miesięcy po instalacji. Podstawową przyczyną rzadko jest sama pompa; jest to specyfikacja zbudowana na niekompletnych danych procesowych. Stężenie kwasu jest o kilka punktów wyższe od zakładanego, drobne cząstki katalizatora przedostają się do surowca lub cykl usuwania pary powoduje wypychanie uszczelnienia poza jego temperaturę znamionową.

Zasada działania pomp dla przemysłu chemicznego jest prosta. Dopasuj typ pompy do cieczy, dopasuj zwilżane materiały do ​​mechanizmu korozji i dopasuj konstrukcję do pełnej koperty roboczej. Kiedy te trzy elementy są zbieżne, pompa działa przez lata pomiędzy remontami. Jeśli ktoś zostanie zaniedbany, nie uratuje go żaden budżet na części zamienne.

Co sprawia, że pompa nadaje się do zastosowań chemicznych

Większość pompy chemiczne są jednostopniowymi maszynami odśrodkowymi. Zwykle nie są one samozasysające, dlatego działają z zalanym ssaniem lub małym systemem zasysania i zapewniają stały przepływ przy stabilnym ciśnieniu tłoczenia. Dzięki tej prostocie dominują w zakładach chemicznych i petrochemicznych w zakresie przesyłu, obiegu i zasilania procesowego.

Tym, co odróżnia pompę chemiczną od pompy wodnej ogólnego przeznaczenia, nie jest hydraulika. W ten sposób maszyna radzi sobie z trzema zagrożeniami jednocześnie: korozją zwilżonych części, wyciekiem pompowanej cieczy i pracą poza zamierzonym zakresem ciśnienia i temperatury. Tożsamość pompy chemicznej jest zatem określona przez specyfikację materiału, układ uszczelnień i margines między znamionowym punktem pracy a granicami procesu.

Znaczenie mają także standardy wymiarowe i hydrauliczne. Wiele pomp do procesów chemicznych jest zgodnych z normą ISO 2858 lub wcześniejszą normą DIN 24256, co upraszcza konserwację i magazynowanie części zamiennych. W przypadku ciężkich zastosowań w rafineriach i petrochemii pompy API 610 zapewniają grubsze obudowy, solidniejsze ramy łożysk i bardziej rygorystyczną dynamikę wirnika.

Główne typy pomp stosowane w zakładach chemicznych

Cztery rodziny pomp pokrywają większość zadań w zakładach chemicznych: odśrodkowe pompy procesowe, pompy z napędem magnetycznym zapewniające szczelność pracy, pompy o przepływie osiowym do cyrkulacji o wysokim przepływie i niskim ciśnieniu oraz pompy śrubowe do cieczy lepkich lub wrażliwych na ścinanie. Pompy membranowe pojawiają się w zastosowaniach dozujących i transferujących małe objętości.

Pompy odśrodkowe pozostają końmi pociągowymi. W przypadku czystego lub lekko agresywnego płynu procesowego można zastosować model standardowy, np Standardowa pompa do procesów chemicznych CZ oferuje praktyczną równowagę wydajności hydraulicznej, dostępności części i kosztów konserwacji. Obejmuje zakresy przepływu i wysokości podnoszenia wymagane w przypadku większości zadań związanych z transportem, cyrkulacją i zasilaniem i może być zbudowany z materiałów zwilżanych i układów uszczelniających niezbędnych do pracy w warunkach umiarkowanie korozyjnych.

Producenci standardowych pomp do procesów chemicznych CZ, fabryka - pompa Jiangsu Feixiang Pompa Jiangsu Feixiang to Chiny Producenci standardowych pomp chemicznych do procesów chemicznych i hurtownia Fabryka standardowych pomp do procesów chemicznych CZ, 1... Zobacz produkt →

Pompy o przepływie osiowym sprawdzają się wszędzie tam, gdzie krążą bardzo duże objętości przy niskim spadku ciśnienia. Klasycznym przykładem są pętle parownika i krystalizatora: pompa tłoczy ciecz w sposób ciągły przez powierzchnię grzewczą, a różnica ciśnień jest niewielka nawet przy bardzo dużym przepływie. Przy tym zadaniu są znacznie bardziej wydajne niż pompa odśrodkowa zmuszona do pracy w pobliżu niskiego końca krzywej podnoszenia.

Materiały decydują o tym, czy pompa przetrwa pierwszy rok

Korozja jest najczęstszą przyczyną wcześniejszego wycofania pompy chemicznej z eksploatacji. Zwilżane materiały muszą być dopasowane do rzeczywistego płynu, stężenia i temperatury, a nie do domyślnej opcji dostawcy. Żeliwo nadaje się tylko do łagodnych płynów, takich jak woda chłodząca. Gatunki stali nierdzewnej, takie jak 316L, radzą sobie z neutralnymi i lekko żrącymi chemikaliami; Stopy duplex i superduplex zwiększają odporność na chlorki i pękanie korozyjne naprężeniowe. W przypadku mocnych kwasów mineralnych, gorących zasad i halogenów zwykle stosuje się stopy o wysokiej zawartości niklu, stop 20 lub tytan, za cenę od dwóch do pięciu razy wyższą niż stal nierdzewna.

Pompy z wyściółką z fluoropolimeru oferują inną drogę do tego samego celu. Wykładzina z PTFE, PFA lub ETFE pokrywa metalową obudowę i wirnik, dzięki czemu granica ciśnienia zachowuje swoją wytrzymałość mechaniczną, podczas gdy wykładzina przyjmuje atak chemiczny. Dlatego Pompa odśrodkowa z wyłożeniem fluoru IHF jest standardowym wyborem do kwasu solnego, utleniaczy na bazie chloru, roztworów do galwanizacji i innych mediów, które szybko powodują korozję stali nierdzewnej. Kompromisem jest temperatura: większość wkładek fluoropolimerowych ma temperaturę znamionową około 120-150°C i gorzej toleruje szybkie cykle termiczne niż konstrukcje wykonane w całości z metalu.

Producenci pomp odśrodkowych z fluorem z wykładziną IHF, fabryka - Jiangsu Feixiang Pu Pompa Jiangsu Feixiang to chińscy producenci fluorowych pomp odśrodkowych z wyłożeniem IHF i hurtownia fluorowych pomp odśrodkowych z wyłożeniem IHF... Zobacz produkt →

Bryły dodają kolejny wymiar. Drobne cząstki katalizatora, wytrącone kryształy i cząstki kamienia działają jak pasta docierająca na wirnik i obudowę. Utwardzane, grubsze sekcje obudowy i niższe prędkości obrotowe końcówek wirnika wydłużają żywotność, ale solidniejszym rozwiązaniem jest często inny typ pompy, taki jak pompa szlamowa lub pompa śrubowa ze stojanem odpornym na zużycie.

Limity temperatury, ciśnienia i prężności pary

Temperatura wpływa na wybór pompy na trzy sposoby jednocześnie. Zmniejsza wytrzymałość zwilżanych materiałów i przyspiesza korozję; podnosi prężność pary płynu, zmniejszając margines NPSH i zwiększając ryzyko kawitacji; i napręża uszczelki, uszczelki i elastomery. Uszczelka, która działa dobrze w temperaturze 20°C, może ulec uszkodzeniu w ciągu kilku tygodni w temperaturze 150°C.

Typowym przypadkiem są płyny przenoszące ciepło. Układy oleju termicznego zwykle pracują w temperaturze 200–350°C, dlatego pompa musi pochłaniać rozszerzalność cieplną, utrzymywać chłód obudowy uszczelnienia i zapewniać smarowanie łożysk. Dedykowany Wysokotemperaturowa pompa odśrodkowa AY na gorący olej jest zbudowany do takich warunków, z wentylowaną lub chłodzoną komorą uszczelnienia i ramą nośną zaprojektowaną pod kątem wzrostu termicznego. W przypadku cyrkulacji ciepłej wody prostszą alternatywą jest pompa obiegowa ciepłej wody HPK.

Producenci pomp odśrodkowych do gorącego oleju AY, fabryka - Jiangsu Fe Pompa Jiangsu Feixiang to chińscy producenci wysokotemperaturowych pomp odśrodkowych do gorącego oleju AY i hurtownia wysokotemperaturowych pomp odśrodkowych do gorącego oleju AY... Zobacz produkt →

Z drugiej strony procesy rafineryjne i petrochemiczne wymagają pomp utrzymujących jednocześnie wysokie ciśnienie i wysoką temperaturę. Wytrzymałe pompy procesowe tej klasy wykorzystują wzmocnione obudowy, większe kołnierze i solidniejsze wsporniki łożysk, zwykle zbudowane zgodnie ze standardami API. Najczęstszym problemem operacyjnym w pracy na gorąco pozostaje kawitacja: jeśli dostępne NPSH jest marginalne w temperaturze roboczej, pompa traci wysokość podnoszenia, a wirnik szybko ulega erozji. Rurociągi po stronie ssawnej zasługują na tyle samo uwagi projektowej, co sama pompa.

Uszczelnienie, zabezpieczenie i działanie bez wycieków

Wyciek jest kwestią bezpieczeństwa i zgodności, a nie tylko uciążliwością związaną z konserwacją. Uszczelnienie wału jest najsłabszym punktem każdej pompy wirującej. Dostępne opcje obejmują uszczelnienia dławnicowe, które są proste, ale przeciekają celowo, po pojedyncze uszczelnienia mechaniczne, podwójne uszczelnienia z płynem barierowym i konstrukcje bez uszczelek.

W przypadku toksycznych, lotnych lub kosztownych płynów, takich jak chlor, fluorowodór lub rozpuszczalniki organiczne, pompa z napędem magnetycznym całkowicie usuwa uszczelnienie wału. Wirnik napędzany jest przez sprzęgło magnetyczne i osłonę ograniczającą, dzięki czemu wzdłuż wału nie występuje żadna droga wycieku. Pompy magnetyczne nie mogą pracować na sucho, a płyn powinien być stosunkowo czysty, ponieważ wewnętrzne luzy są małe. Osłona zabezpieczająca, magnesy i łożyska wewnętrzne są tak samo ważne jak hydraulika; dobór odpowiednich materiałów na pompy magnetyczne pracujące w środowiskach korozyjnych i ściernych omawia główne pułapki i sposoby ich uniknięcia.

Praktyczna lista kontrolna wyboru

Przed sfinalizowaniem specyfikacji pompy należy zebrać następujące dane procesowe, ponieważ każdy element zmienia projekt:

1. Skład i stężenie płynu, w tym zanieczyszczenia i ciała stałe (rodzaj, wielkość cząstek, twardość).
2. Zakres temperatur obejmujący normalną pracę, rozruch, odparowanie i zakłócenia.
3. Natężenie przepływu i wysokość podnoszenia w punkcie znamionowym plus najgorszy możliwy punkt pracy.
4. Dostępne NPSH na króćcu ssawnym; gorące płyny i duża wysokość zmniejszają marżę.
5. Lepkość; pompy odśrodkowe tracą wydajność powyżej około 150-200 cSt, podczas gdy pompy śrubowe radzą sobie ze znacznie wyższymi wartościami.
6. Wymagania dotyczące uszczelnień i emisji niezorganizowanej.
7. Cykl pracy i warunki specjalne: samozasysanie, praca na sucho, częste rozruchy lub obciążenia cykliczne.

Następnie porównaj koszt w całym okresie eksploatacji, a nie cenę zakupu. Żywotność wirnika i okładziny, okresy wymiany uszczelek, zużycie energii i dostępność części zwykle przewyższają początkową wycenę. Przewymiarowanie w celu uwzględnienia nieokreślonego najgorszego przypadku kosztuje energię przez cały okres użytkowania.

Na koniec należy omówić dane dotyczące cła z producentem. Producent pomp, który produkuje zarówno pompy pokryte fluoropolimerem, jak i pompy metalowe o dużej wytrzymałości, może szybko zawęzić wybór, gdy otrzyma kompletne warunki procesu, a to jest znacznie tańsze niż wymiana pompy wybranej na podstawie niekompletnego obrazu.

Pompy przemysłu chemicznego nie są sprzętem egzotycznym; są one odpowiedzią na korozję, temperaturę, ciśnienie i wycieki. Gdy warunki procesu zostaną rzetelnie udokumentowane, a pompa zostanie dobrana zgodnie z rzeczywistymi wymaganiami, okresy między konserwacjami staną się przewidywalne, a produkcja będzie przebiegać zgodnie z harmonogramem.