Quan es dissenya l'equip, l'institut de disseny ha de determinar el propòsit i el rendiment de la bomba i seleccionar el tipus de bomba. Aquesta selecció primer ha de començar pel tipus i la forma de la bomba. Aleshores, quins principis s'han d'utilitzar per seleccionar la bomba? Quina és la base?
Base de selecció de la bomba
La base per a la selecció de la bomba s'ha de considerar a partir de cinc aspectes basats en el flux del procés i els requisits de subministrament d'aigua i drenatge, és a dir, volum de lliurament de líquid, capçal del dispositiu, propietats del líquid, disposició de la canonada i condicions de funcionament.
1. Caudal
El cabal és una de les dades de rendiment importants per a la selecció de la bomba, que està directament relacionada amb la capacitat de producció i la capacitat de lliurament de tot el dispositiu. Per exemple, l'institut de disseny pot calcular els cabals normals, mínims i màxims de la bomba en el disseny del procés. En seleccionar una bomba, s'utilitza el cabal màxim com a base, tenint en compte el cabal normal. Quan no hi ha un cabal màxim, normalment es pot prendre com a cabal màxim 1,1 vegades el cabal normal.
2. Cap
El capçal requerit pel sistema del dispositiu és una altra dada de rendiment important per a la selecció de la bomba. En general, el cap després d'ampliar el marge un 5%-10% s'utilitza per a la selecció.
3. Propietats del líquid
Les propietats del líquid inclouen el nom del medi líquid, propietats físiques, propietats químiques i altres propietats. Les propietats físiques inclouen la temperatura c, la densitat d, la viscositat u, el diàmetre de partícules sòlides i el contingut de gas al medi, etc. Això implica el capçal del sistema, el càlcul efectiu del marge de cavitació i el tipus de bomba adequada: les propietats químiques fan referència principalment a la corrosivitat química i toxicitat del medi líquid, que és una base important per seleccionar els materials de la bomba i quin tipus de segell d'eix triar.
4. Condicions de traçat de la canonada
Les condicions de disposició de la canonada del sistema del dispositiu fan referència a l'alçada de lliurament de líquid, la distància de lliurament de líquid, la direcció de lliurament de líquid, el nivell de líquid més baix al costat d'aspiració, el nivell de líquid més alt al costat de descàrrega i altres dades i especificacions de la canonada i la seva longitud, materials, especificacions dels accessoris de canonada, quantitat, etc., per calcular el capçal del sistema i comprovar el marge de cavitació.
5. Condicions de funcionament
Les condicions de funcionament contenen molt contingut, com ara l'operació líquida T, la força de vapor saturat P, la pressió del costat d'aspiració PS (absoluta), la pressió del contenidor del costat de descàrrega PZ, l'altitud, la temperatura ambient, si l'operació és intermitent o contínua i si la posició de la bomba és fixa o mòbil.
Les indústries del petroli i la química ocupen una posició molt important en l'economia nacional. Com a equip de suport clau, les bombes de procés químic també atrauen cada vegada més l'atenció. A causa de les complexes característiques dels medis químics i dels creixents requisits de protecció del medi ambient, quins aspectes s'ha de prestar atenció a l'hora de seleccionar bombes químiques?
01. L'impacte de la corrosió
La corrosió sempre ha estat un dels perills més problemàtics dels equips químics. Si no aneu amb compte, com a mínim danyarà l'equip i provocarà accidents o fins i tot desastres en el pitjor. Segons les estadístiques rellevants, al voltant del 60% dels danys als equips químics són causats per la corrosió. Per tant, en seleccionar bombes químiques, primer haureu de prestar atenció a la naturalesa científica de la selecció de materials.
Normalment hi ha un malentès que l'acer inoxidable és un "material universal". És molt perillós utilitzar acer inoxidable independentment del medi i les condicions ambientals. A continuació es presenta una discussió dels punts clau de la selecció de materials per a alguns medis químics d'ús habitual:
1. Àcid sulfúric
Com un dels mitjans corrosius forts, l'àcid sulfúric és una matèria primera industrial important amb una àmplia gamma d'usos. L'àcid sulfúric de diferents concentracions i temperatures té una gran diferència en la corrosió dels materials. Per a l'àcid sulfúric concentrat amb una concentració de més del 80% i una temperatura inferior a 80 graus, l'acer al carboni i el ferro colat tenen una bona resistència a la corrosió, però no són adequats per a l'àcid sulfúric que flueix a alta velocitat i no són adequats per al seu ús com a materials per a bombes i vàlvules.
L'acer inoxidable normal com el 304 (0Cr18Ni9) i el 316 (0Cr18Ni12Mo2Ti) també tenen usos limitats per als medis d'àcid sulfúric. Per tant, les bombes i vàlvules per transportar l'àcid sulfúric solen estar fetes de ferro colat d'alt contingut en silici (difícil de colar i processar) i d'acer inoxidable d'alt aliatge (aliatge 20). Els fluoroplàstics tenen una bona resistència a l'àcid sulfúric i l'ús de bombes revestides de fluor (F46) és una opció més econòmica. Els productes aplicables de l'empresa inclouen: bombes revestides de fluor IHF, bombes centrífugues altament resistents a la corrosió PF (FS), bombes magnètiques de plàstic fluor CQB-F, etc.
2. Àcid clorhídric
La majoria dels materials metàl·lics no són resistents a la corrosió de l'àcid clorhídric (inclosos diversos materials d'acer inoxidable), i el ferro d'alt silici que conté molibdè només es pot utilitzar per a l'àcid clorhídric per sota dels 50 graus i el 30%. Contràriament als materials metàl·lics, la majoria dels materials no metàl·lics tenen una bona resistència a la corrosió a l'àcid clorhídric, de manera que les bombes de goma revestides i les bombes de plàstic (com ara polipropilè, fluoroplàstics, etc.) són les millors opcions per transportar àcid clorhídric. Els productes aplicables de l'empresa inclouen: bombes revestides de fluor IHF, bombes centrífugues resistents a la corrosió PF (FS), bombes magnètiques de polipropilè CQ (o bombes magnètiques fluoroplàstiques), etc.
3. Àcid nítric
En general, la majoria dels metalls es corroeixen i es destrueixen ràpidament en àcid nítric. L'acer inoxidable és el material resistent a l'àcid nítric més utilitzat. Té una bona resistència a la corrosió a l'àcid nítric de totes les concentracions a temperatura ambient. Val la pena esmentar que l'acer inoxidable que conté molibdè (com 316, 316L) no només no és millor que l'acer inoxidable normal (com 304, 321) en resistència a la corrosió a l'àcid nítric, sinó que de vegades és encara pitjor.
Per a l'àcid nítric d'alta temperatura, normalment s'utilitzen materials de titani i aliatges de titani. Els productes aplicables de l'empresa inclouen: bombes químiques DFL (W) H, bombes químiques DFL (W) PH blindades, bombes de procés DFCZ, bombes químiques autoaspirants DFLZP, bombes químiques IH, bombes magnètiques CQB, etc., fetes de 304.
4. Àcid acètic
És una de les substàncies més corrosives entre els àcids orgànics. L'acer ordinari estarà severament corroït en àcid acètic de totes les concentracions i temperatures. L'acer inoxidable és un excel·lent material resistent a l'àcid acètic. L'acer inoxidable 316 que conté molibdè també es pot utilitzar per a alta temperatura i vapor d'àcid acètic diluït. Per a requisits exigents com ara àcid acètic d'alta temperatura i alta concentració o altres mitjans corrosius, es poden seleccionar bombes d'acer inoxidable d'alt aliatge o fluoroplàstics.
5. Àlcali (hidròxid de sodi)
L'acer s'utilitza àmpliament en solucions d'hidròxid de sodi per sota dels 80 graus i amb una concentració del 30%. També hi ha moltes fàbriques que encara utilitzen acer normal a 100 graus i per sota del 75%. Encara que augmenta la corrosió, és econòmic.
L'acer inoxidable ordinari no té cap avantatge evident sobre el ferro colat en la resistència a la corrosió a la solució alcalina. Sempre que es permeti afegir una petita quantitat de ferro al mitjà, no es recomana l'acer inoxidable. Per a la solució alcalina d'alta temperatura, s'utilitzen principalment titani i aliatges de titani o acer inoxidable d'alt aliatge. Les bombes generals de ferro colat de l'empresa es poden utilitzar per a una solució alcalina de baixa concentració a temperatura ambient. Quan hi ha requisits especials, es poden utilitzar diversos tipus de bombes d'acer inoxidable o bombes de fluoroplàstic.
6. Amoníac (hidròxid d'amoníac)
La majoria de metalls i no metalls estan lleugerament corroïts en amoníac líquid i aigua d'amoníac (hidròxid d'amoníac), només el coure i els aliatges de coure no són adequats per al seu ús. La majoria dels productes de l'empresa són adequats per al transport d'amoníac i aigua d'amoníac.
7. Salmorra (aigua de mar)
La taxa de corrosió de l'acer normal en solució de clorur de sodi, aigua de mar i aigua salada no és molt alta i, en general, requereix protecció de recobriment; diversos tipus d'acer inoxidable també tenen una taxa de corrosió uniforme molt baixa, però poden causar corrosió local a causa dels ions de clorur, i l'acer inoxidable 316 sol ser millor. Tots els tipus de bombes químiques de l'empresa estan configurades amb 316 materials.
8. Alcohols, cetones, èsters, èters
Els mitjans alcohòlics comuns inclouen metanol, etanol, etilenglicol, propanol, etc., els mitjans cetònics inclouen acetona, butanona, etc., els mitjans èster inclouen diversos èsters metílics, èsters etílics, etc., els medis èter inclouen èter metílic, èter etílic, èter butílic. , etc., són bàsicament no corrosius i es poden utilitzar materials d'ús habitual. A l'hora de seleccionar, s'ha de fer una elecció raonable en funció de les propietats del mitjà i dels requisits relacionats.
També val la pena assenyalar que les cetones, els èsters i els èters són solubles en molts tipus de cautxú, així que eviteu errors a l'hora de seleccionar els materials de segellat.
02. Influència d'altres factors
En general, les fuites al sistema de canonades es poden ignorar en el flux de procés de les bombes industrials, però s'ha de tenir en compte l'impacte dels canvis de procés en el flux. Si les bombes agrícoles utilitzen canals oberts per transportar aigua, també s'han de tenir en compte les fuites i l'evaporació.
Pressió: pressió del dipòsit d'aspiració, pressió del dipòsit de drenatge, diferència de pressió en el sistema de canonades (pèrdua de càrrega).
Dades del sistema de canonades (diàmetre, longitud, tipus i nombre d'accessoris de canonada, elevació geomètrica del dipòsit d'aspiració al tanc de pressió, etc.).
Si cal, també s'ha de dibuixar una corba característica del dispositiu.
03. Influència de les canonades
A l'hora de dissenyar i organitzar canonades, cal tenir en compte els aspectes següents:
(1) Selecció raonable del diàmetre de la canonada. Un gran diàmetre de la canonada significa una petita velocitat de flux de líquid i una petita pèrdua de resistència al mateix cabal, però el preu és alt. Un petit diàmetre de la canonada provocarà un fort augment de la pèrdua de resistència, augmentarà la capçalera de la bomba seleccionada, augmentarà la potència i augmentarà el cost i les despeses d'operació. Per tant, s'ha de considerar de manera integral des de les perspectives tècnica i econòmica.
(2) La canonada de descàrrega i les seves juntes han de tenir en compte la pressió màxima que poden suportar.
(3) La canonada s'ha de disposar el més recta possible i s'ha de minimitzar el nombre d'accessoris a la canonada i la longitud de la canonada. Quan sigui necessari un gir, el radi de flexió del colze ha de ser de 3 a 5 vegades el diàmetre de la canonada i l'angle ha de ser el més gran possible.
(4) Les vàlvules (vàlvules de bola o vàlvules de tancament, etc.) i vàlvules de retenció s'han d'instal·lar al costat de descàrrega de la bomba. La vàlvula s'utilitza per ajustar el punt de funcionament de la bomba. La vàlvula de retenció pot evitar que la bomba s'inverteixi quan el líquid torna a fluir i evitar que la bomba sigui colpejada amb un cop d'ariet. (Quan el líquid torna a fluir, es generarà una pressió inversa enorme, causant danys a la bomba)
04. Influència de la capçalera de flux
Determinació del cabal
(1) Si en el procés de producció es donen els cabals mínim, normal i màxim, s'ha de considerar el cabal màxim.
(2) Si només es dóna el cabal normal en el procés de producció, s'ha de considerar un cert marge.
Per a les bombes ns100 de cabal gran i de baixa capçalera, el marge de cabal és del 5%, per a les bombes de cabal petit i d'alta capçalera ns50, el marge de cabal és del 10%, per a 50 Inferior o igual a ns Inferior o igual a 100 bombes, el cabal El marge també és del 5%, per a bombes de mala qualitat i males condicions de funcionament, el marge de cabal hauria de ser del 10%.
(3) Si les dades bàsiques només donen un flux de pes, s'hauria de convertir en flux de volum.
05, la influència de la temperatura
El transport de medis d'alta temperatura imposa requisits més elevats a l'estructura, materials i sistemes auxiliars de la bomba. Parlem dels requisits de refrigeració sota diferents canvis de temperatura i dels tipus de bombes aplicables de l'empresa:
(1) Per als mitjans amb una temperatura inferior a 120 graus, normalment no s'instal·la un sistema de refrigeració especial i el medi en si s'utilitza principalment per a la lubricació i la refrigeració. Igual que les bombes químiques DFL(W)H, les bombes químiques blindades DFL(W)PH (el nivell de protecció del motor blindat hauria de ser el nivell H quan superi els 90 graus).
Les bombes químiques de tipus normal DFCZ i IH poden assolir el límit superior de temperatura de 140 graus ~ 160 graus a causa de l'estructura de suspensió; la temperatura màxima de funcionament de la bomba revestida de fluor IHF pot arribar als 200 graus; només la bomba magnètica ordinària CQB té una temperatura de funcionament que no supera els 100 graus. Val la pena esmentar que, per als mitjans que són fàcils de cristal·litzar o que contenen partícules, s'ha de proporcionar una canonada de rentat de superfície de segellat (les interfícies es reserven durant el disseny).
(2) Per a mitjans superiors a 120 graus i dins dels 300 graus, generalment s'ha de proporcionar una cambra de refrigeració a la coberta de la bomba i la cambra de segellat també s'ha de connectar al refrigerant (s'ha de proporcionar un segell mecànic de doble extrem). Quan no es permet que el refrigerant penetri al medi, s'ha de refredar el medi i després connectar-lo (això es pot aconseguir mitjançant un intercanviador de calor senzill).
Actualment, l'empresa té bombes de procés químic DFCZ, bombes de canonades d'alta temperatura GRG i bombes de circulació d'aigua calenta HPK (en desenvolupament) per a la selecció. A més, la bomba magnètica d'alta temperatura CQB-G es pot utilitzar per a mitjans d'alta temperatura a 280 graus.
(3) Per a mitjans d'alta temperatura per sobre de 300 graus, no només cal refredar el capçal de la bomba, sinó que la cambra de coixinets de suspensió també ha d'estar equipada amb un sistema de refrigeració. L'estructura de la bomba és generalment un tipus de suport central. El segell mecànic és preferiblement un tipus de manxa metàl·lica, però el preu és alt (el preu és més de 10 vegades el dels segells mecànics normals). Actualment, l'empresa només disposa de bombes d'oli centrífugues DFAY que poden arribar a una temperatura de 420 graus (en desenvolupament).
06. Impacte del rendiment del segellat
Cap fuita és l'eterna recerca d'equips químics. És aquest requisit el que ha portat a l'aplicació creixent de bombes magnètiques i bombes blindades. No obstant això, encara hi ha un llarg camí per recórrer per aconseguir realment cap fuita, com ara la vida útil de la màniga d'aïllament de la bomba magnètica i la màniga de protecció de la bomba de protecció, el problema de picat del material, la fiabilitat del segell estàtic, etc. Ara introduïm breument algunes dades bàsiques sobre el segellat.
Forma de segellat
Per als segells estàtics, normalment només hi ha dues formes: juntes de segellat i anells de segellat, i l'anell O és l'anell de segellat més utilitzat.
Per als segells dinàmics, les bombes químiques rarament utilitzen segells d'embalatge i utilitzen principalment segells mecànics. Els segells mecànics es divideixen en tipus d'un sol i de doble extrem, equilibrats i desequilibrats. El tipus equilibrat és adequat per segellar medis d'alta pressió (normalment es refereix a una pressió superior a 1.0MPa). Els segells mecànics de doble extrem s'utilitzen principalment per a mitjans volàtils d'alta temperatura, fàcils de cristal·litzar, viscosos, que contenen partícules i tòxics. Els segells mecànics de doble extrem haurien d'injectar líquid aïllant a la cavitat de segellat, i la seva pressió és generalment 0.07 ~ 0,1 MPa més alta que la pressió mitjana.
Materials de segellat
El material dels segells estàtics de la bomba química és generalment de cautxú fluorat i en casos especials s'utilitzen materials de politetrafluoroetilè; la configuració del material dels anells dinàmics i estàtics del segell mecànic és més crítica, i no és la millor per a carbur cimentat a carbur cimentat. El preu elevat és un aspecte, i no és raonable que no hi hagi una diferència de duresa entre ambdós, per la qual cosa és millor tractar-los de manera diferent segons les característiques del medi.
(Nota: la vuitena edició de l'API 610 de l'American Petroleum Institute té regulacions detallades sobre la configuració típica de segells mecànics i sistemes de canonades a l'apèndix D)
05. Efecte de la viscositat
La viscositat del medi té una gran influència en el rendiment de la bomba. Quan la viscositat augmenta, la corba de capçalera de la bomba disminueix, i la capçalera i el cabal de la millor condició de treball disminueixen en conseqüència, mentre que la potència augmenta, de manera que l'eficiència disminueix.