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如何合理的选择合适的泵——离心泵替换转子泵为例

时间:2015-08-11 10:10:24

   我们都知道在选择水泵的时候,需要考虑多方面因素:

  1、泵流量、扬程、压力、温度、汽蚀余量、吸程等参数值得匹配。

  2、必须满足介质特性要求。

  选择一台好的泵,能无后顾之忧,选择一台好的合适的泵更是能事半功倍。

  近日,在某化肥厂以摆动转子泵替换离心泵成功,大大提升900栈台卸原料苯能力,为苯乙烯装置满负荷运行提供了保证。

  此前,该厂主要承担着苯乙烯装置原料苯火车槽车的卸车工作。改造前,该栈台利用离心输送泵卸苯,但由于原料苯挥发性强、80摄氏度气化的特殊物理性质,管线内的苯在静止一段时间后会产生苯蒸汽。离心泵在输送过程中,泵频繁起跳,造成机泵的机封、轴承损坏严重,同时延长了卸苯的时间,增加了工人劳动强度。

  该厂工程技术人员在参考了国内其他同类设备厂家经验做法后,决定将液相输送泵改为气液混输的摆动转子泵,以减少管线内的气阻情况,减轻工人的劳动负担,提升卸苯能力。

  摆动转子泵由泵体、底座、电机、变频调速器组成,泵组由摆动转子泵和调节控制系统2部分组成。这种泵的特点是泵工作容腔空间大,有少量杂质颗粒也不妨碍工作,泵不易磨损,寿命长。绝大部分杂质颗粒在月牙形空腔中随介质带走,万一有硬质颗粒物正好挤入密封线中,造成对转子或缸体产生刮伤,由于转子与缸体形成的密封线是线对线的关系,某一处的损伤仅会对该角度的密封性能造成影响,而不会影响下一角度的密封,除非转子或缸体整个内外径磨损。故不会对泵整体性能产生大的影响。

  这种泵有着广泛的介质适应性,适合输送水、甲醇、轻油、原油、渣油等粘度范围极广的介质,对不同的粘度(0~1520cst)的介质可以混合输送。

  该厂结合生产实际边生产边改造,分三期进行改造,每期更换3台,9月底将900栈台9台液相输送泵全部改为气液混输的摆动转子泵。

  另外,为了减少卸苯损失,该厂900栈台增设了真空扫仓系统,通过增上两台负压真空泵将火车槽车内剩余物料抽净,使槽车卸净率控制在了1%。以内。

  中化工行业对水泵的选择尤为关键,化工泵作为化工行业的关键基础设备,其所输送的介质特性复杂多样,易燃易爆易腐蚀更甚者是强毒型气体介质,其对泵要求也是更为严苛,技术的不断更新,新材料的不断运用,泵的不断更新换代,作为化工生产厂家,应如何对化工泵进行合理地选型?应重点注意哪些方面?…等等显得尤为重要。现结合众多化工企业的特点以对常用化工泵的选型做一点简要评述,希望能有益于广大客户。

  耐腐蚀问题

  一直以来,腐蚀就是化工设备的危害之一,据有关统计,化工设备的破坏约有60%是由于腐蚀引起的,因此在化工泵选型时首先要注意选材的科学性。过去有一种误区,认为不锈钢是“万能耐腐材料”,其实不然,不锈钢耐腐的局限性是很大的,现针对一些常用化工介质谈谈选材的要点:

  1.硫酸作为强腐蚀介质之一,硫酸是用途非常广泛的重要工业原料。不同浓度和温度的硫酸对材料的腐蚀差别较大,对于浓度在80%以上、温度小于80℃的浓硫酸,碳钢和铸铁有较好的耐蚀性,但它不适合高速流动的硫酸,不适用作泵阀的材料;普通不锈钢如304(0Cr18Ni9)、321(1Cr18Ni9Ti)、316(0Cr18Ni12Mo2Ti)对硫酸介质也用途有限。因此输送硫酸的泵阀通常采用高硅铸铁(铸造及加工难度大)、高合金不锈钢(20号合金)制造,但其加工难度大和价格昂贵。氟塑料合金具有很好好的耐硫酸性,经中科院实验证明,目前尚未有哪种化学介质与其能产生反应,因此采用氟合金、衬氟泵(F46)是一种更为经济的选择。

  2.盐酸决大多数金属材料都不耐盐酸腐蚀(包括各种不锈钢材料),含钼高硅铁也仅可用于50℃、30%以下盐酸。和金属材料相反,绝大多数非金属材料对盐酸都有良好的耐腐蚀性,所以内衬橡胶泵和塑料泵(如工程塑料、氟塑料等)是输送盐酸的最好选择。

  3.硝酸一般金属大多在硝酸中被迅速腐蚀破坏,不锈钢是应用最广的耐硝酸材料,对常温下一切浓度的硝酸都有良好的耐蚀性,值得一提的是含钼的不锈钢(如316、316L)对硝酸的耐蚀性不仅不优于普通不锈钢(如304、321),有时甚至不如。而对于高温硝酸,通常采用氟塑料合金材料。

  4.醋酸它是有机酸中腐蚀性最强的物质之一,普通钢铁在一切浓度和温度的醋酸中都会严重腐蚀,不锈钢是优良的耐醋酸材料,含钼的316不锈钢还能适用于高温和稀醋酸蒸汽。对于高温高浓醋酸或含有其它腐蚀介质等苛刻要求时,可选用高合金不锈钢或氟塑料泵。

  5.碱(氢氧化钠)一般腐蚀性不是很强,但一般碱溶液都会产生结晶,因此可选用配置硅化石墨材质机械密封离心泵

  6.氨(氢氧化氨) 大多数金属和非金属在液氨及氨水(氢氧化氨)中的腐蚀都很轻微,只有铜和铜合金不宜使用。公司产品大多适用于氨及氨水的输送。

  7.盐水(海水) 普通钢铁在氯化钠溶液和海水、咸水中腐蚀率不太高,一般须采用涂料保护;各类不锈钢也有很低的均匀腐蚀率,但可能因氯离子而引起局部性腐蚀,通常采用316不锈钢、氟合金泵为好。

  8.醇类、酮类、酯类、醚类常见的醇类介质有甲醇、乙醇、乙二醇、丙醇等,酮类介质有丙酮、丁酮等,酯类介质有各种甲酯、乙酯等,醚类介质有甲醚、乙醚、丁醚等,它们腐蚀性基本不强,因此均可选用普通不锈钢,具体选用时还应根据介质的属性和相关要求做出合理选择。另外值得注意的是酮、酯、醚对多种橡胶有溶解性,在选择密封材料时避免出错。

  还有许多其它介质不能在此一一介绍,总之在选材时切不可随意和盲目,应多查阅相关资料或借鉴成熟经验。 欢迎来电咨讯!

  密封问题

  无泄漏是化工设备的永远追求,正是这种要求促成了磁力泵的应用日益扩展。然而真正做到无泄漏还有很长的路要走,比如磁力泵隔离套的寿命问题、材料的孔蚀问题、静密封的可靠性问题等等。现就密封方面的一些基本情况简单介绍如下:

  1.密封形式对于静密封来说,通常只有密封垫和密封圈两种形式,而密封圈又以O型圈应用最广;对于动密封,化工泵很少采用填料密封,以机械密封为主,机械密封又有单端面和双端面、平衡型和非平衡型之分,平衡型适用于高压介质的密封(通常指压力大于1.0MPa),双端面机封主要用于高温、易结晶、有粘度、含颗粒以及有毒挥发的介质,双端面机封应向密封腔中注入隔离液,其压力一般高于介质压力0.07~0.1MPa。

  2.密封材料化工磁力泵静密封的材料一般采用氟橡胶,特殊情况才采用聚四氟材料;机械密封动静环的材料配置较为关键,并不是硬质合金对硬质合金就最好,价格高是一方面,两者没有硬度差也并不合理,所以最好根据介质特点区别对待。

  (注:美国石油学会API 610第八版对机械密封和管路系统的典型配置在附录D中有比较详尽的规定)

  粘度问题

  介质的粘度对泵的性能影响是很大的,当粘度增加时,泵的扬程曲线下降,最佳工况的扬程和流量均随之下降,而功率则随之上升,因而效率降低。一般样本上的参数均为输送清水时的性能,当输送粘性介质时应进行换算(不同粘度的修正系数可查阅相关换算图表)。对于粘度较高的浆类、膏类及粘稠液的输送,建议选用砂浆泵,我公司的UHB-ZK耐腐耐磨砂浆泵即可适用于带粘度或带颗粒的介质。

  基本选型参照:

  设计院在设计装置设备时,要确定泵的用途和性能参数并选择泵型。这种选择首先得从选择泵的种类和形式开始,那么以什么原则来选泵呢?依据又是什么?

  泵选型原则

  1、使所选泵的型式和性能符合装置流量、扬程、压力、温度、汽蚀余量、吸程等工艺参数的要求

  2、必须满足介质特性的要求对输送易燃、易爆有毒或贵重介质的泵,要求轴封可靠或采用无泄漏泵,如磁力驱动泵(无轴封,采用隔离式磁力间接驱动)对输送腐蚀性介质的泵,要求对流部件采用耐腐蚀性材料,如氟塑料耐腐蚀泵对输送含固体颗粒介质的泵,要求对流部件采用耐磨材料,必要时轴封用采用清洁液体冲洗。

  3、机械方面要求可靠性高、噪声低、振动小。

  4、正确计算泵采购的投入成本。

  下面是基本泵选型参照:

  5、输送强腐蚀性介质(如“浓硫酸、浓硝酸”)时、输送易燃易爆介质时、使用环境不得有任何污染时:可选用磁力泵,如“CQB系列磁力泵、IMD系列磁力泵,如需自吸,可选用ZMD系列磁力泵

  6、IH、FIJ、IHF离心泵及具有转速高、体积小、重量轻、效率高、流量大、结构简单、输液无脉动、性能平稳、容易操作和维修方便等特点,如使用工况无特殊要求时,可选用离心泵较好。

  7、输送含固体颗粒化学介质的泵,要求对流部件采用耐磨材料时:UHB砂浆泵为最佳选用对象,UHB耐腐耐磨砂浆泵材料为高强度新型工程塑料UHBWPE,它是一种改性的超高分子量(500万以上)聚乙烯。在塑料中,它具有优异的耐磨性,实验对比,它的耐磨性能远远高于不锈钢,且耐冲击、抗蠕变性和极佳的耐腐蚀性(与F4相当),还有无粘附性等独特性能。

  8、当介质液面在泵安装位置的下方时:应选用自吸泵、液下泵为好。

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