Durante la progettazione dell'attrezzatura, l'istituto di progettazione deve determinare lo scopo e le prestazioni della pompa e selezionare il tipo di pompa. Questa selezione deve iniziare innanzitutto dal tipo e dalla forma della pompa. Quindi quali principi dovrebbero essere utilizzati per selezionare la pompa? Qual è la base?
Base di selezione della pompa
La base per la scelta della pompa dovrebbe essere considerata in base a cinque aspetti basati sul flusso del processo e sui requisiti di fornitura e drenaggio dell'acqua, vale a dire il volume di mandata del liquido, la prevalenza del dispositivo, le proprietà del liquido, il layout della tubazione e le condizioni operative.
1. Portata
La portata è uno dei dati prestazionali importanti per la scelta della pompa, che è direttamente correlata alla capacità di produzione e alla capacità di consegna dell'intero dispositivo. Ad esempio, l'istituto di progettazione può calcolare la portata normale, minima e massima della pompa nella progettazione del processo. Quando si sceglie una pompa, viene utilizzata come base la portata massima, tenendo conto della portata normale. Quando non è prevista una portata massima, di solito è possibile prendere come portata massima 1,1 volte la portata normale.
2. Testa
La prevalenza richiesta dal sistema del dispositivo è un altro dato prestazionale importante per la selezione della pompa. Generalmente, per la selezione viene utilizzata la testa dopo aver ingrandito il margine del 5%-10%.
3. Proprietà dei liquidi
Le proprietà liquide includono il nome del mezzo liquido, proprietà fisiche, proprietà chimiche e altre proprietà. Le proprietà fisiche includono la temperatura c, la densità d, la viscosità u, il diametro delle particelle solide e il contenuto di gas nel mezzo, ecc. Ciò coinvolge la prevalenza del sistema, il calcolo del margine di cavitazione effettivo e il tipo di pompa adatta: le proprietà chimiche si riferiscono principalmente alla corrosività chimica e tossicità del mezzo liquido, che costituisce una base importante per la selezione dei materiali della pompa e del tipo di tenuta meccanica scegliere.
4. Condizioni per il tracciato della pipeline
Le condizioni di disposizione della tubazione del sistema del dispositivo si riferiscono all'altezza di mandata del liquido, alla distanza di mandata del liquido, alla direzione di mandata del liquido, al livello più basso del liquido sul lato di aspirazione, al livello più alto del liquido sul lato di scarico e altri dati e specifiche della tubazione e la loro lunghezza, materiali, specifiche dei raccordi, quantità, ecc., al fine di calcolare la prevalenza dell'impianto e verificare il margine di cavitazione.
5. Condizioni operative
Le condizioni operative contengono molti contenuti, come il funzionamento del liquido T, la forza del vapore saturo P, la pressione del lato di aspirazione PS (assoluta), la pressione del contenitore del lato di scarico PZ, l'altitudine, la temperatura ambiente, se il funzionamento è intermittente o continuo e se la posizione della pompa è fissa o mobile.
Le industrie petrolifere e chimiche occupano una posizione molto importante nell'economia nazionale. In quanto attrezzatura di supporto fondamentale, anche le pompe per processi chimici attirano sempre più attenzione. A causa delle complesse caratteristiche dei fluidi chimici e dei crescenti requisiti di protezione ambientale, a quali aspetti si dovrebbe prestare attenzione nella scelta delle pompe chimiche?
01. L'impatto della corrosione
La corrosione è sempre stata uno dei rischi più fastidiosi delle apparecchiature chimiche. Se non si presta attenzione, si danneggerà come minimo l'attrezzatura e, nel peggiore dei casi, causerà incidenti o addirittura disastri. Secondo le statistiche pertinenti, circa il 60% dei danni alle apparecchiature chimiche è causato dalla corrosione. Pertanto, quando si scelgono le pompe chimiche, è necessario prestare innanzitutto attenzione alla natura scientifica della selezione dei materiali.
Di solito c'è un malinteso sul fatto che l'acciaio inossidabile sia un "materiale universale". È molto pericoloso utilizzare l'acciaio inossidabile indipendentemente dal mezzo e dalle condizioni ambientali. Quella che segue è una discussione dei punti chiave della selezione dei materiali per alcuni mezzi chimici comunemente usati:
1. Acido solforico
Essendo uno dei mezzi fortemente corrosivi, l'acido solforico è un'importante materia prima industriale con un'ampia gamma di usi. L'acido solforico di diverse concentrazioni e temperature presenta una grande differenza nella corrosione dei materiali. Per l'acido solforico concentrato con una concentrazione superiore all'80% e una temperatura inferiore a 80 gradi, l'acciaio al carbonio e la ghisa hanno una buona resistenza alla corrosione, ma non sono adatti per l'acido solforico che scorre ad alta velocità e non sono adatti all'uso come materiali per pompe e valvole.
Anche l'acciaio inossidabile ordinario come 304 (0Cr18Ni9) e 316 (0Cr18Ni12Mo2Ti) ha usi limitati per i mezzi di acido solforico. Pertanto, le pompe e le valvole per il trasporto dell'acido solforico sono generalmente realizzate in ghisa ad alto contenuto di silicio (difficile da fondere e lavorare) e acciaio inossidabile altolegato (lega 20). I fluoroplastici hanno una buona resistenza all'acido solforico e l'utilizzo di pompe rivestite di fluoro (F46) è una scelta più economica. I prodotti applicabili dell'azienda includono: pompe rivestite di fluoro IHF, pompe centrifughe altamente resistenti alla corrosione PF (FS), pompe magnetiche in plastica al fluoro CQB-F, ecc.
2. Acido cloridrico
La maggior parte dei materiali metallici non sono resistenti alla corrosione dell'acido cloridrico (compresi vari materiali in acciaio inossidabile) e il ferro ad alto contenuto di silicio contenente molibdeno può essere utilizzato solo per acido cloridrico inferiore a 50 gradi e 30%. Contrariamente ai materiali metallici, la maggior parte dei materiali non metallici ha una buona resistenza alla corrosione dell'acido cloridrico, quindi le pompe in gomma rivestita e le pompe in plastica (come polipropilene, fluoroplastica, ecc.) sono la scelta migliore per il trasporto di acido cloridrico. I prodotti applicabili dell'azienda includono: pompe IHF rivestite di fluoro, pompe centrifughe PF (FS) resistenti alla corrosione, pompe magnetiche in polipropilene CQ (o pompe magnetiche fluoroplastiche), ecc.
3. Acido nitrico
In generale, la maggior parte dei metalli viene rapidamente corrosa e distrutta nell'acido nitrico. L’acciaio inossidabile è il materiale resistente all’acido nitrico più utilizzato. Ha una buona resistenza alla corrosione dell'acido nitrico di tutte le concentrazioni a temperatura ambiente. Vale la pena ricordare che l'acciaio inossidabile contenente molibdeno (come 316, 316L) non solo non è migliore dell'acciaio inossidabile ordinario (come 304, 321) in termini di resistenza alla corrosione dell'acido nitrico, ma a volte è anche peggiore.
Per l'acido nitrico ad alta temperatura, vengono solitamente utilizzati materiali in titanio e leghe di titanio. I prodotti applicabili dell'azienda includono: pompe chimiche DFL (W) H, pompe chimiche schermate DFL (W) PH, pompe di processo DFCZ, pompe chimiche autoadescanti DFLZP, pompe chimiche IH, pompe magnetiche CQB, ecc., realizzate in 304.
4. Acido acetico
È una delle sostanze più corrosive tra gli acidi organici. L'acciaio ordinario sarà gravemente corroso nell'acido acetico di tutte le concentrazioni e temperature. L'acciaio inossidabile è un eccellente materiale resistente all'acido acetico. L'acciaio inossidabile 316 contenente molibdeno può essere utilizzato anche per alte temperature e vapori di acido acetico diluito. Per requisiti impegnativi come acido acetico ad alta temperatura e concentrazione elevata o altri mezzi corrosivi, è possibile selezionare pompe in acciaio inossidabile ad alta lega o fluoroplastica.
5. Alcali (idrossido di sodio)
L'acciaio è ampiamente utilizzato nelle soluzioni di idrossido di sodio al di sotto degli 80 gradi e con una concentrazione entro il 30%. Ci sono anche molte fabbriche che utilizzano ancora l'acciaio ordinario a 100 gradi e al di sotto del 75%. Sebbene la corrosione aumenti, è economica.
L'acciaio inossidabile ordinario non presenta alcun vantaggio evidente rispetto alla ghisa in termini di resistenza alla corrosione delle soluzioni alcaline. Finché è consentita l'aggiunta di una piccola quantità di ferro al terreno, l'acciaio inossidabile non è raccomandato. Per le soluzioni alcaline ad alta temperatura vengono utilizzati principalmente titanio e leghe di titanio o acciaio inossidabile altamente legato. Le pompe generali in ghisa dell'azienda possono essere utilizzate per soluzioni alcaline a bassa concentrazione a temperatura ambiente. Quando ci sono requisiti speciali, possono essere utilizzati vari tipi di pompe in acciaio inossidabile o pompe in fluoroplastica.
6. Ammoniaca (idrossido di ammoniaca)
La maggior parte dei metalli e dei non metalli sono leggermente corrosi nell'ammoniaca liquida e nell'acqua di ammoniaca (idrossido di ammoniaca), solo il rame e le leghe di rame non sono adatti all'uso. La maggior parte dei prodotti dell'azienda sono adatti al trasporto di ammoniaca e acqua ammoniacale.
7. Salamoia (acqua di mare)
Il tasso di corrosione dell'acciaio comune in soluzione di cloruro di sodio, acqua di mare e acqua salata non è molto elevato e generalmente richiede una protezione del rivestimento; anche vari tipi di acciaio inossidabile hanno un tasso di corrosione uniforme molto basso, ma possono causare corrosione locale a causa degli ioni cloruro e l'acciaio inossidabile 316 è generalmente migliore. Tutti i tipi di pompe chimiche dell'azienda sono configurati con 316 materiali.
8. Alcoli, chetoni, esteri, eteri
I mezzi alcolici comuni includono metanolo, etanolo, glicole etilenico, propanolo, ecc., i mezzi chetonici includono acetone, butanone, ecc., i mezzi esteri includono vari esteri metilici, esteri etilici, ecc., i mezzi eterei includono etere metilico, etere etilico, etere butilico , ecc., sono fondamentalmente non corrosivi e possono essere utilizzati materiali comunemente usati. Quando si seleziona, dovrebbe essere fatta una scelta ragionevole in base alle proprietà del mezzo e ai relativi requisiti.
Vale anche la pena notare che chetoni, esteri ed eteri sono solubili in molti tipi di gomme, quindi evitare errori nella scelta dei materiali sigillanti.
02. Influenza di altri fattori
Generalmente, le perdite nel sistema di tubazioni possono essere ignorate nel flusso di processo delle pompe industriali, ma è necessario considerare l'impatto delle modifiche del processo sul flusso. Se le pompe agricole utilizzano canali aperti per trasportare l'acqua, è necessario considerare anche le perdite e l'evaporazione.
Pressione: pressione del serbatoio di aspirazione, pressione del serbatoio di drenaggio, differenza di pressione nel sistema di tubazioni (perdita di carico).
Dati del sistema di tubazioni (diametro del tubo, lunghezza, tipo e numero di accessori della tubazione, elevazione geometrica dal serbatoio di aspirazione al serbatoio a pressione, ecc.).
Se necessario, dovrebbe essere tracciata anche una curva caratteristica dell'apparecchio.
03. Influenza delle condutture
Quando si progettano e si organizzano le condutture, è necessario tenere presente quanto segue:
(1) Scelta ragionevole del diametro della tubazione. Un grande diametro della tubazione significa una piccola velocità del flusso del liquido e una piccola perdita di resistenza alla stessa portata, ma il prezzo è elevato. Un diametro ridotto della tubazione porterà ad un forte aumento della perdita di resistenza, aumenterà la prevalenza della pompa selezionata, aumenterà la potenza e aumenterà i costi e le spese operative. Pertanto, dovrebbe essere considerato in modo completo dal punto di vista tecnico ed economico.
(2) Il tubo di scarico e i relativi giunti devono tenere conto della pressione massima che possono sopportare.
(3) La tubazione deve essere disposta il più diritta possibile e il numero di accessori nella tubazione e la lunghezza della tubazione devono essere ridotti al minimo. Quando è necessaria una svolta, il raggio di curvatura del gomito dovrebbe essere da 3 a 5 volte il diametro della tubazione e l'angolo dovrebbe essere il più ampio possibile.
(4) Le valvole (valvole a sfera o valvole di arresto, ecc.) e le valvole di ritegno devono essere installate sul lato di scarico della pompa. La valvola viene utilizzata per regolare il punto di funzionamento della pompa. La valvola di ritegno può impedire l'inversione della pompa quando il liquido rifluisce e impedire che la pompa venga colpita dal colpo d'ariete. (Quando il liquido rifluisce, verrà generata un'enorme pressione inversa, causando danni alla pompa)
04. Influenza della prevalenza del flusso
Determinazione del flusso
(1) Se nel processo di produzione vengono fornite le portate minima, normale e massima, è necessario considerare la portata massima.
(2) Se nel processo di produzione viene fornita solo la portata normale, è necessario considerare un certo margine.
Per le pompe ns100 a portata piccola e alta prevalenza, il margine di flusso è del 5%, per le pompe ns50 a portata piccola e alta prevalenza, il margine di flusso è del 10%, per 50 Inferiore o uguale a ns Inferiore o uguale a 100 pompe, il flusso Anche il margine è del 5%, per pompe di scarsa qualità e cattive condizioni operative, il margine di flusso dovrebbe essere del 10%.
(3) Se i dati di base forniscono solo il flusso in peso, è necessario convertirlo in flusso in volume.
05, l'influenza della temperatura
Il trasporto di fluidi ad alta temperatura impone requisiti più elevati alla struttura, ai materiali e ai sistemi ausiliari della pompa. Parliamo dei requisiti per il raffreddamento in diverse variazioni di temperatura e dei tipi di pompe applicabili dell'azienda:
(1) Per i fluidi con una temperatura inferiore a 120 gradi, di solito non viene installato uno speciale sistema di raffreddamento e il fluido stesso viene utilizzato principalmente per la lubrificazione e il raffreddamento. Come le pompe chimiche DFL(W)H, le pompe chimiche schermate DFL(W)PH (il livello di protezione del motore schermato deve essere di livello H quando supera i 90 gradi).
Le pompe chimiche di tipo ordinario DFCZ e IH possono raggiungere il limite di temperatura superiore di 140 gradi ~ 160 gradi a causa della struttura di sospensione; la temperatura operativa massima della pompa rivestita di fluoro IHF può raggiungere i 200 gradi; solo la pompa magnetica ordinaria CQB ha una temperatura operativa non superiore a 100 gradi. Vale la pena ricordare che per i fluidi che sono facili da cristallizzare o che contengono particelle, dovrebbe essere prevista una tubazione di lavaggio della superficie di tenuta (le interfacce sono riservate durante la progettazione).
(2) Per fluidi superiori a 120 gradi ed entro 300 gradi, generalmente deve essere prevista una camera di raffreddamento sul coperchio della pompa e anche la camera di tenuta deve essere collegata al refrigerante (deve essere fornita una tenuta meccanica a doppia estremità). Quando al liquido refrigerante non è consentito penetrare nel mezzo, il mezzo stesso deve essere raffreddato e quindi collegato (questo può essere ottenuto tramite un semplice scambiatore di calore).
Attualmente, l'azienda dispone di pompe per processi chimici DFCZ, pompe per tubazioni ad alta temperatura GRG e pompe di circolazione per acqua calda HPK (in fase di sviluppo) per la selezione. Inoltre, la pompa magnetica ad alta temperatura CQB-G può essere utilizzata per fluidi ad alta temperatura entro 280 gradi.
(3) Per fluidi ad alta temperatura superiore a 300 gradi, non solo la testa della pompa deve essere raffreddata, ma anche la camera del cuscinetto di sospensione deve essere dotata di un sistema di raffreddamento. La struttura della pompa è generalmente del tipo a supporto centrale. La tenuta meccanica è preferibilmente del tipo a soffietto metallico, ma il prezzo è elevato (è più di 10 volte quello delle normali tenute meccaniche). Al momento, l'azienda dispone solo di pompe per olio centrifughe DFAY che possono raggiungere una temperatura di 420 gradi (in fase di sviluppo).
06. Impatto delle prestazioni di tenuta
Nessuna perdita è l'eterna ricerca delle apparecchiature chimiche. È questo requisito che ha portato alla crescente applicazione di pompe magnetiche e pompe schermate. Tuttavia, c'è ancora molta strada da fare per ottenere davvero l'assenza di perdite, ad esempio la durata del manicotto isolante della pompa magnetica e del manicotto schermante della pompa, il problema della vaiolatura del materiale, l'affidabilità della tenuta statica, ecc. Ora introduciamo brevemente alcune informazioni fondamentali sulla sigillatura.
Modulo di sigillatura
Per le tenute statiche, di solito esistono solo due forme: guarnizioni di tenuta e anelli di tenuta, e l'O-ring è l'anello di tenuta più utilizzato.
Per le tenute dinamiche, le pompe chimiche utilizzano raramente tenute a baderna e utilizzano principalmente tenute meccaniche. Le tenute meccaniche si dividono in tipologie single-end e double-end, bilanciate e sbilanciate. Il tipo bilanciato è adatto per sigillare mezzi ad alta pressione (solitamente si riferisce a una pressione superiore a 1,0MPa). Le tenute meccaniche a doppia estremità vengono utilizzate principalmente per mezzi volatili ad alta temperatura, facili da cristallizzare, viscosi, contenenti particelle e tossici. Le tenute meccaniche a doppia estremità dovrebbero iniettare il liquido isolante nella cavità di tenuta e la sua pressione è generalmente 0.07~0,1 MPa superiore alla pressione media.
Materiali di tenuta
Il materiale delle guarnizioni statiche delle pompe chimiche è generalmente gomma fluorurata e in casi speciali vengono utilizzati materiali di politetrafluoroetilene; la configurazione del materiale degli anelli dinamici e statici della tenuta meccanica è più critica e non è la migliore per il carburo cementato rispetto al carburo cementato. Il prezzo elevato è un aspetto, e non è ragionevole che non ci sia differenza di durezza tra i due, quindi è meglio trattarli diversamente a seconda delle caratteristiche del mezzo.
(Nota: l'ottava edizione dell'API 610 dell'American Petroleum Institute contiene norme dettagliate sulla configurazione tipica delle tenute meccaniche e dei sistemi di tubazioni nell'Appendice D)
05. Effetto della viscosità
La viscosità del mezzo ha una grande influenza sulle prestazioni della pompa. Quando la viscosità aumenta, la curva di prevalenza della pompa diminuisce, e di conseguenza diminuiscono la prevalenza e la portata della migliore condizione di lavoro, mentre la potenza aumenta, quindi l'efficienza diminuisce.