Prilikom projektiranja opreme projektni institut mora odrediti namjenu i učinak crpke te odabrati tip crpke. Ovaj odabir najprije mora započeti s vrstom i oblikom pumpe. Dakle, koja načela treba koristiti za odabir crpke? Što je osnova?
Osnova odabira pumpe
Osnovu za odabir crpke treba razmotriti s pet aspekata koji se temelje na protoku procesa i zahtjevima za opskrbu vodom i odvodnju, naime volumen isporuke tekućine, visina uređaja, svojstva tekućine, raspored cjevovoda i radni uvjeti.
1. Brzina protoka
Protok je jedan od važnih podataka o učinku za odabir crpke, koji je izravno povezan s proizvodnim kapacitetom i kapacitetom isporuke cijelog uređaja. Na primjer, institut za dizajn može izračunati normalne, minimalne i maksimalne brzine protoka crpke u projektiranju procesa. Prilikom odabira crpke kao osnova se uzima maksimalni protok, uzimajući u obzir normalni protok. Kada ne postoji maksimalni protok, 1,1 puta normalni protok obično se može uzeti kao maksimalni protok.
2. Glava
Visina koju zahtijeva sustav uređaja još je jedan važan podatak o učinku za odabir crpke. Općenito, za odabir se koristi glava nakon povećanja margine za 5%-10%.
3. Svojstva tekućine
Svojstva tekućine uključuju naziv tekućeg medija, fizikalna svojstva, kemijska svojstva i druga svojstva. Fizička svojstva uključuju temperaturu c, gustoću d, viskoznost u, promjer krutih čestica i sadržaj plina u mediju itd. To uključuje visinu sustava, izračun efektivne margine kavitacije i vrstu odgovarajuće pumpe: kemijska svojstva uglavnom se odnose na kemijsku korozivnost i toksičnost tekućeg medija, što je važna osnova za odabir materijala pumpe i koju vrstu brtve vratila izabrati.
4. Uvjeti rasporeda cjevovoda
Uvjeti rasporeda cjevovoda sustava uređaja odnose se na visinu isporuke tekućine, udaljenost isporuke tekućine, smjer isporuke tekućine, najnižu razinu tekućine na usisnoj strani, najvišu razinu tekućine na ispusnoj strani i druge podatke i specifikacije cjevovoda i njihovu duljinu, materijale, specifikacije cijevnih spojnica, količinu itd., kako bi se izračunala visina sustava i provjerila granica kavitacije.
5. Radni uvjeti
Radni uvjeti sadrže mnogo sadržaja, kao što je tekući rad T, sila zasićene pare P, tlak na usisnoj strani PS (apsolutni), tlak spremnika na ispusnoj strani PZ, nadmorska visina, temperatura okoline, je li rad povremen ili kontinuiran i je li položaj crpke je fiksan ili pomičan.
Naftna i kemijska industrija zauzimaju vrlo važan položaj u nacionalnom gospodarstvu. Kao ključna prateća oprema, pumpe za kemijske procese također privlače sve više pažnje. Zbog složenih karakteristika kemijskih medija i sve većih zahtjeva za zaštitu okoliša, na koje aspekte treba obratiti pozornost pri odabiru kemijskih pumpi?
01. Utjecaj korozije
Korozija je uvijek bila jedna od najproblematičnijih opasnosti kemijske opreme. Ako niste pažljivi, to će u najmanju ruku oštetiti opremu, a u najgorem slučaju izazvati nesreće ili čak katastrofe. Prema relevantnim statistikama, oko 60% oštećenja kemijske opreme uzrokovano je korozijom. Stoga, pri odabiru kemijskih pumpi, prvo biste trebali obratiti pozornost na znanstvenu prirodu odabira materijala.
Obično postoji nesporazum da je nehrđajući čelik "univerzalni materijal". Vrlo je opasno koristiti nehrđajući čelik bez obzira na medij i uvjete okoline. Slijedi rasprava o ključnim točkama odabira materijala za neke uobičajeno korištene kemijske medije:
1. Sumporna kiselina
Kao jedan od jakih korozivnih medija, sumporna kiselina je važna industrijska sirovina sa širokim rasponom upotrebe. Sumporna kiselina različitih koncentracija i temperatura ima veliku razliku u koroziji materijala. Za koncentriranu sumpornu kiselinu s koncentracijom većom od 80% i temperaturom nižom od 80 stupnjeva, ugljični čelik i lijevano željezo imaju dobru otpornost na koroziju, ali nisu prikladni za sumpornu kiselinu koja teče velikom brzinom i nisu prikladni za upotrebu kao materijali za pumpe i ventile.
Obični nehrđajući čelik kao što je 304 (0Cr18Ni9) i 316 (0Cr18Ni12Mo2Ti) također imaju ograničenu upotrebu za medije sumporne kiseline. Stoga su pumpe i ventili za prijenos sumporne kiseline obično izrađeni od lijevanog željeza s visokim sadržajem silicija (teško za lijevanje i obradu) i visokolegiranog nehrđajućeg čelika (legura 20). Fluoroplastika ima dobru otpornost na sumpornu kiselinu, a korištenje pumpi obloženih fluorom (F46) je ekonomičniji izbor. Primjenjivi proizvodi tvrtke uključuju: IHF pumpe obložene fluorom, PF (FS) centrifugalne pumpe visoke otpornosti na koroziju, CQB-F magnetske pumpe fluor plastike, itd.
2. Solna kiselina
Većina metalnih materijala nije otporna na koroziju klorovodične kiseline (uključujući razne materijale od nehrđajućeg čelika), a željezo s visokim udjelom silicija koje sadrži molibden može se koristiti samo za klorovodičnu kiselinu ispod 50 stupnjeva i 30%. Za razliku od metalnih materijala, većina nemetalnih materijala ima dobru otpornost na koroziju na klorovodičnu kiselinu, tako da su obložene gumene pumpe i plastične pumpe (kao što su polipropilen, fluoroplastika itd.) najbolji izbor za transport klorovodične kiseline. Primjenjivi proizvodi tvrtke uključuju: IHF pumpe obložene fluorom, PF (FS) jake centrifugalne pumpe otporne na koroziju, CQ polipropilenske magnetske pumpe (ili fluoroplastične magnetske pumpe), itd.
3. Dušična kiselina
Općenito, većina metala brzo korodira i uništava se u dušičnoj kiselini. Nehrđajući čelik najrašireniji je materijal otporan na dušičnu kiselinu. Ima dobru korozijsku otpornost na dušičnu kiselinu svih koncentracija na sobnoj temperaturi. Vrijedno je spomenuti da nehrđajući čelik koji sadrži molibden (kao što je 316, 316L) ne samo da nije bolji od običnog nehrđajućeg čelika (kao što je 304, 321) u otpornosti na koroziju na dušičnu kiselinu, nego je ponekad čak i gori.
Za visokotemperaturnu dušičnu kiselinu obično se koriste titan i materijali od legure titana. Primjenjivi proizvodi tvrtke uključuju: DFL (W) H kemijske pumpe, DFL (W) PH zaštićene kemijske pumpe, DFCZ procesne pumpe, DFLZP samousisne kemijske pumpe, IH kemijske pumpe, CQB magnetske pumpe itd., izrađene od 304.
4. Octena kiselina
Jedna je od najkorozivnijih tvari među organskim kiselinama. Obični čelik će biti ozbiljno korodiran u octenoj kiselini svih koncentracija i temperatura. Nehrđajući čelik izvrstan je materijal otporan na octenu kiselinu. Nehrđajući čelik 316 koji sadrži molibden također se može koristiti za visoke temperature i pare razrijeđene octene kiseline. Za zahtjevne zahtjeve kao što su visoka temperatura i visoka koncentracija octene kiseline ili drugi korozivni mediji, mogu se odabrati pumpe od visokolegiranog nehrđajućeg čelika ili fluoroplastike.
5. Alkalije (natrijev hidroksid)
Čelik se široko koristi u otopinama natrijevog hidroksida ispod 80 stupnjeva i unutar 30% koncentracije. Također postoje mnoge tvornice koje još uvijek koriste obični čelik na 100 stupnjeva i ispod 75%. Iako se korozija povećava, to je ekonomično.
Obični nehrđajući čelik nema očitu prednost u odnosu na lijevano željezo u otpornosti na koroziju na otopinu lužine. Sve dok je dopušteno dodavanje male količine željeza u medij, ne preporuča se nehrđajući čelik. Za visokotemperaturnu otopinu alkalija uglavnom se koriste titan i legure titana ili visokolegirani nehrđajući čelik. Tvrtkine opće pumpe od lijevanog željeza mogu se koristiti za otopinu lužine niske koncentracije na sobnoj temperaturi. Kada postoje posebni zahtjevi, mogu se koristiti razne vrste pumpi od nehrđajućeg čelika ili fluoroplastičnih pumpi.
6. Amonijak (amonijak hidroksid)
Većina metala i nemetala lagano korodira u tekućem amonijaku i amonijačnoj vodi (amonijak hidroksid), samo bakar i bakrene legure nisu prikladni za upotrebu. Većina proizvoda tvrtke prikladna je za prijevoz amonijaka i amonijačne vode.
7. Salamura (morska voda)
Brzina korozije običnog čelika u otopini natrijevog klorida, morskoj i slanoj vodi nije jako visoka i općenito zahtijeva zaštitu premaza; razne vrste nehrđajućeg čelika također imaju vrlo nisku ujednačenu stopu korozije, ali mogu uzrokovati lokalnu koroziju zbog kloridnih iona, a nehrđajući čelik 316 obično je bolji. Sve vrste kemijskih pumpi tvrtke konfigurirane su s 316 materijala.
8. Alkoholi, ketoni, esteri, eteri
Uobičajeni alkoholni mediji uključuju metanol, etanol, etilen glikol, propanol itd., ketonski mediji uključuju aceton, butanon itd., esterski mediji uključuju različite metil estere, etil estere itd., eterski mediji uključuju metil eter, etilni eter, butil eter , itd., u osnovi nisu korozivni i mogu se koristiti uobičajeni materijali. Pri odabiru treba napraviti razuman izbor na temelju svojstava medija i povezanih zahtjeva.
Također je vrijedno napomenuti da su ketoni, esteri i eteri topljivi u mnogim vrstama gume, stoga izbjegavajte pogreške pri odabiru materijala za brtvljenje.
02. Utjecaj drugih faktora
Općenito, curenje u sustavu cjevovoda može se zanemariti u procesu procesa industrijskih pumpi, ali se mora uzeti u obzir utjecaj promjena procesa na protok. Ako poljoprivredne pumpe koriste otvorene kanale za transport vode, potrebno je uzeti u obzir i curenje i isparavanje.
Tlak: tlak usisnog spremnika, tlak odvodnog spremnika, razlika tlaka u cjevovodnom sustavu (gubitak visine).
Podaci o sustavu cjevovoda (promjer cijevi, duljina, vrsta i broj cjevovodnog pribora, geometrijska visina od usisnog spremnika do tlačnog spremnika itd.).
Ako je potrebno, potrebno je nacrtati i krivulju karakteristike uređaja.
03. Utjecaj cjevovoda
Prilikom projektiranja i postavljanja cjevovoda potrebno je obratiti pozornost na sljedeće:
(1) Razuman odabir promjera cjevovoda. Veliki promjer cjevovoda znači malu brzinu protoka tekućine i mali gubitak otpora pri istom protoku, ali cijena je visoka. Mali promjer cjevovoda dovest će do naglog povećanja gubitka otpora, povećanja visine odabrane pumpe, povećanja snage i povećanja troškova i operativnih troškova. Stoga ga treba sagledati sveobuhvatno s tehničke i ekonomske perspektive.
(2) Ispusna cijev i njezini spojevi cijevi trebaju uzeti u obzir maksimalni tlak koji mogu izdržati.
(3) Cjevovod treba postaviti što ravnije, a broj dodataka u cjevovodu i duljinu cjevovoda treba minimalizirati. Kada je potrebno skretanje, radijus savijanja koljena treba biti 3 do 5 puta veći od promjera cjevovoda, a kut treba biti što veći.
(4) Ventili (kuglasti ventili ili zaporni ventili, itd.) i nepovratni ventili moraju biti instalirani na ispusnoj strani crpke. Ventil se koristi za podešavanje radne točke crpke. Nepovratni ventil može spriječiti da crpka krene unatrag kada tekućina teče natrag i spriječiti da crpku udari vodeni čekić. (Kada tekućina teče natrag, stvorit će se veliki povratni tlak, uzrokujući oštećenje pumpe)
04. Utjecaj visine protoka
Određivanje protoka
(1) Ako su minimalni, normalni i maksimalni protok dani u procesu proizvodnje, treba uzeti u obzir maksimalni protok.
(2) Ako je u proizvodnom procesu dana samo normalna brzina protoka, treba uzeti u obzir određenu maržu.
Za ns100 crpke velikog protoka i niske visine, margina protoka je 5%, za ns50 crpke malog protoka i velike visine, margina protoka je 10%, za 50 Manje od ili jednako ns Manje od ili jednako 100 crpki, protok marža je također 5%, za crpke loše kvalitete i loših radnih uvjeta marža protoka bi trebala biti 10%.
(3) Ako osnovni podaci daju samo težinski protok, treba ga pretvoriti u volumni protok.
05, utjecaj temperature
Prijevoz medija visoke temperature postavlja veće zahtjeve na strukturu, materijale i pomoćne sustave pumpe. Razgovarajmo o zahtjevima za hlađenje pri različitim temperaturnim promjenama i primjenjivim tipovima pumpi tvrtke:
(1) Za medije s temperaturom ispod 120 stupnjeva obično se ne postavlja poseban sustav hlađenja, a sam medij se uglavnom koristi za podmazivanje i hlađenje. Poput DFL(W)H kemijskih pumpi, DFL(W)PH zaštićene kemijske pumpe (razina zaštite zaštićenog motora trebala bi biti razina H kada prelazi 90 stupnjeva).
DFCZ obični tip i IH kemijske pumpe mogu doseći gornju granicu temperature od 140 stupnjeva ~160 stupnjeva zbog strukture ovjesa; maksimalna radna temperatura IHF pumpe obložene fluorom može doseći 200 stupnjeva; samo CQB obična magnetska pumpa ima radnu temperaturu koja ne prelazi 100 stupnjeva. Vrijedno je spomenuti da za medije koji se lako kristaliziraju ili sadrže čestice treba osigurati cjevovod za ispiranje brtvene površine (sučelja su rezervirana tijekom projektiranja).
(2) Za medije iznad 120 stupnjeva i unutar 300 stupnjeva, rashladna komora općenito mora biti predviđena na poklopcu pumpe, a brtvena komora također treba biti povezana s rashladnom tekućinom (mora se osigurati dvostruka mehanička brtva). Kada rashladnoj tekućini nije dopušteno prodrijeti u medij, sam medij treba ohladiti i zatim spojiti (to se može postići jednostavnim izmjenjivačem topline).
Trenutno tvrtka ima DFCZ kemijske procesne pumpe, GRG visokotemperaturne cjevovodne pumpe i HPK cirkulacijske pumpe tople vode (u razvoju) za odabir. Osim toga, visokotemperaturna magnetska pumpa CQB-G može se koristiti za visokotemperaturne medije unutar 280 stupnjeva.
(3) Za visokotemperaturne medije iznad 300 stupnjeva, ne samo da se glava pumpe treba hladiti, već i komora ovjesnog ležaja također treba biti opremljena sustavom hlađenja. Struktura crpke općenito je tipa središnje potpore. Poželjno je da je mehanička brtva tipa metalnog mijeha, ali cijena je visoka (cijena je više od 10 puta veća od običnih mehaničkih brtvi). Trenutno tvrtka ima samo DFAY centrifugalne pumpe za ulje koje mogu doseći temperaturu od 420 stupnjeva (u razvoju).
06. Utjecaj izvedbe brtvljenja
Bez curenja je vječna potraga za kemijskom opremom. Upravo je ovaj zahtjev doveo do sve veće primjene magnetskih pumpi i oklopljenih pumpi. Međutim, još je dalek put da se doista ne postigne curenje, kao što je vijek trajanja magnetske izolacijske čahure pumpe i zaštitne čahure zaštitne pumpe, problem rupičaste rupe u materijalu, pouzdanost statičke brtve itd. Sada ćemo ukratko predstaviti neke osnovne informacije o pečaćenju.
Oblik za brtvljenje
Za statičke brtve obično postoje samo dva oblika: brtvene brtve i brtveni prstenovi, a O-prsten je brtveni prsten koji se najčešće koristi.
Za dinamičke brtve, kemijske pumpe rijetko koriste brtvene brtve, a uglavnom koriste mehaničke brtve. Mehaničke brtve dijele se na jednostrane i dvostrane, uravnotežene i nebalansirane. Uravnoteženi tip prikladan je za brtvljenje visokotlačnih medija (obično se odnosi na tlak veći od 1.0MPa). Dvostruke mehaničke brtve uglavnom se koriste za visokotemperaturne, lako kristalizirajuće, viskozne medije koji sadrže čestice i toksične hlapljive medije. Dvostruke mehaničke brtve trebale bi ubrizgati izolacijsku tekućinu u brtvenu šupljinu, a njezin je tlak općenito 0.07~0,1 MPa viši od srednjeg tlaka.
Materijali za brtvljenje
Materijal statičkih brtvi kemijskih pumpi općenito je fluorkaučuk, a politetrafluoretilenski materijali koriste se u posebnim slučajevima; konfiguracija materijala dinamičkih i statičkih prstenova mehaničke brtve kritičnija je i nije najbolja za cementni karbid na cementni karbid. Visoka cijena je jedan aspekt, i nije razumno da između njih nema razlike u tvrdoći, pa ih je najbolje tretirati različito prema karakteristikama medija.
(Napomena: Osmo izdanje API 610 Američkog instituta za naftu sadrži detaljne propise o tipičnoj konfiguraciji mehaničkih brtvi i sustava cjevovoda u Dodatku D)
05. Učinak viskoznosti
Viskoznost medija ima veliki utjecaj na rad crpke. Kada se viskoznost povećava, krivulja visine crpke se smanjuje, a glava i brzina protoka najboljeg radnog stanja smanjuju se u skladu s tim, dok se snaga povećava, pa se učinkovitost smanjuje.