不同的場合,不同的介質,不同的材料...選擇合適的化工泵似乎不是那么容易。此次特意整理了關于選泵最重要方面知識。
要選泵,首先就要了解并掌握化工泵選型的原則才行。
使所選泵的型式和性能符合裝置流量、揚程、壓力、溫度、汽蝕流量、吸程等工藝參數的要求。
必須滿足介質特性的要求。
(1)對輸送易燃、易爆有毒或貴重介質的泵,要求軸封可靠或采用無泄漏泵,如磁力驅動泵、隔膜泵、屏蔽泵。
(2)對輸送腐蝕性介質的泵,要求對流部件采用耐腐蝕性材料,如AFB不銹鋼耐腐蝕泵,CQF工程塑料磁力驅動泵。
(3)對輸送含固體顆粒介質的泵,要求對流部件采用耐磨材料,必要時軸封用采用清潔液體沖洗。
機械方面可靠性高、噪聲低、振動小。
經濟上要綜合考慮到設備費、運轉費、維修費和管理費的總成本最低。
常見場合下的化工泵選用:
(1)離心泵具有轉速高、體積小、重量輕、效率高、流量大、結構簡單、輸液無脈動、性能平穩、容易操作和維修方便等特點。
(2)有計量要求時,選用計量泵。
(3)揚程要求很高,流量很小且無合適小流量高揚程離心泵可選用時,可選用往復泵,如汽蝕要求不高時也可選用旋渦泵。
(4)揚程很低,流量很大時,可選用軸流泵和混流泵。
(5)介質粘度較大(大于650~1000mm2/s)時,可考慮選用轉子泵或往復泵(齒輪泵、螺桿泵)
(6)介質含氣量75%,流量較小且粘度小于37.4mm2/s時,可選用旋渦泵。
(7)對啟動頻繁或灌泵不便的場合,應選用具有自吸性能的泵,如自吸式離心泵、自吸式旋渦泵、氣動(電動)專用泵膜泵。
泵選型依據,應根據工藝流程,給排水要求,從五個方面加以考慮。
流量是選泵的重要性能數據之一,它直接關系到整個裝置的的生產能力和輸送能力。如設計院工藝設計中能算出泵正常、最小、最大三種流量。選擇泵時,以最大流量為依據,兼顧正常流量,在沒有最大流量時,通??扇≌A髁康?.1倍作為最大流量。
裝置系統所需的揚程是選泵的又一重要性能數據,一般要用放大5%-10%余量后揚程來選型。
液體性質,包括液體介質名稱,物理性質,化學性質和其它性質,這涉及到系統的揚程,有效氣蝕余量計算和合適泵的類型,選用泵材料和選用哪一種軸封型式等。
裝置系統的管路布置條件指的是送液高度送液距離送液走向,吸入側最低液面,排出側最高液面等一些數據和管道規格及其長度、材料、管件規格、數量等,以便進行系梳揚程計算和汽蝕余量的校核。
操作條件的確定,如液體的操作T飽和蒸汽力、吸入側壓力(絕對)、排出側容器壓力、海拔高度、環境溫度操作是間隙的還是連續的、泵的位置是固定的還是可移的。都是選型時的重要依據。
在設計布置管道時,應注意如下事項:
A.合理選擇管道直徑,管道直徑大,在相同流量下、液流速度小,阻力損失小,但價格高,管道直徑小,會導致阻力損失急劇增大,使所選泵的揚程增加,配帶功率增加,成本和運行費用都增加。因此應從技術和經濟的角度綜合考慮。
B.排出管及其管接頭應考慮所能承受的最大壓力。
C.管道布置應盡可能布置成直管,盡量減小管道中的附件和盡量縮小管道長度,必須轉彎的時候,彎頭的彎曲半徑應該是管道直徑的3~5倍,角度盡可能大于90℃。
D.泵的排出側必須裝設閥門(球閥或截止閥等)和逆止閥。閥門用來調節泵的工況點,逆止閥在液體倒流時可防止泵反轉,并使泵避免水錘的打擊。(當液體倒流時,會產生巨大的反向壓力,使泵損壞)
無泄漏是化工設備的永遠追求,正是這種要求促成了磁力泵和屏蔽泵的應用日益擴展。
1.密封形式
對于靜密封來說,通常只有密封墊和密封圈兩種形式,而密封圈又以O型圈應用最廣;
對于動密封,化工泵很少采用填料密封,以機械密封為主,機械密封又有單端面和雙端面、平衡型和非平衡型之分,平衡型適用于高壓介質的密封(通常指壓力大于1.0MPa),雙端面機封主要用于高溫、易結晶、有粘度、含顆粒以及有毒揮發的介質,雙端面機封應向密封腔中注入隔離液,其壓力一般高于介質壓力0.07~0.1MPa。
2.密封材料
化工泵靜密封的材料一般采用氟橡膠,特殊情況才采用聚四氟材料;機械密封動靜環的材料配置較為關鍵,并不是硬質合金對硬質合金就最好,價格高是一方面,兩者沒有硬度差也并不合理,所以最好根據介質特點區別對待。
硫酸
不同濃度和溫度的硫酸對材料的腐蝕差別較大,對于濃度在80%以上、溫度小于80℃的濃硫酸,碳鋼和鑄鐵有較好的耐蝕性,但它不適合高速流動的硫酸。
不適用作泵閥的材料:
普通不銹鋼如304(0Cr18Ni9)、316(0Cr18Ni12Mo2Ti)
輸送硫酸的泵閥通常采用高硅鑄鐵(鑄造及加工難度大)、高合金不銹鋼(20號合金)制造。氟塑料具有較好的耐硫酸性能,采用襯氟泵(F46)是一種更為經濟的選擇。
鹽酸
絕大多數金屬材料都不耐鹽酸腐蝕(包括各種不銹鋼材料),含鉬高硅鐵也僅可用于50℃、30%以下鹽酸。
和金屬材料相反,絕大多數非金屬材料對鹽酸都有良好的耐腐蝕性,所以內襯橡膠泵和塑料泵(如聚丙烯、氟塑料等)是輸送鹽酸的最好選擇。
硝酸
一般金屬大多在硝酸中被迅速腐蝕破壞,不銹鋼是應用最廣的耐硝酸材料,對常溫下一切濃度的硝酸都有良好的耐蝕性,值得一提的是含鉬的不銹鋼(如316、316L)對硝酸的耐蝕性不僅不優于普通不銹鋼(如304、321),有時甚至不如。而對于高溫硝酸,通常采用鈦及鈦合金材料。
醋酸
它是有機酸中腐蝕性最強的物質之一,普通鋼鐵在一切濃度和溫度的醋酸中都會嚴重腐蝕,不銹鋼是優良的耐醋酸材料,含鉬的316不銹鋼還能適用于高溫和稀醋酸蒸汽。對于高溫高濃醋酸或含有其它腐蝕介質等苛刻要求時,可選用高合金不銹鋼或氟塑料泵。
堿(氫氧化鈉)
普通不銹鋼對堿液的耐蝕性與鑄鐵相比沒有明顯優點,只要介質中容許少量鐵份摻入不推薦采用不銹鋼。
對于高溫堿液多采用鈦及鈦合金或者高合金不銹鋼。公司一般鑄鐵泵均可用于常溫低濃度堿液,特殊要求時可采用各類不銹鋼泵或氟塑料泵。
氨(氫氧化氨)
大多數金屬和非金屬在液氨及氨水(氫氧化氨)中的腐蝕都很輕微,只有銅和銅合金不宜使用。
鹽水(海水)
普通鋼鐵在氯化鈉溶液和海水、咸水中腐蝕率不太高,一般須采用涂料保護。各類不銹鋼也有很低的均勻腐蝕率,但可能因氯離子而引起局部性腐蝕,通常采用316不銹鋼較好。
醇類、酮類、酯類、醚類
常見的醇類介質有甲醇、乙醇、乙二醇、丙醇等,酮類介質有丙酮、丁酮等,酯類介質有各種甲酯、乙酯等,醚類介質有甲醚、乙醚、丁醚等,它們基本沒有腐蝕性,常用材料均可適用,具體選用時還應根據介質的屬性和相關要求做出合理選擇。
另外值得注意的是酮、酯、醚對多種橡膠有溶解性,在選擇密封材料時避免出錯。
介質的粘度對泵的性能影響是很大的,當粘度增加時,泵的揚程曲線下降,最佳工況的揚程和流量均隨之下降,而功率則隨之上升,因而效率降低。一般樣本上的參數均為輸送清水時的性能,當輸送粘性介質時應進行換算(不同粘度的修正系數可查閱相關換算圖表)。對于粘度較高的漿類、膏類及粘稠液的輸送,建議選用螺桿泵。
對于溫度低于120℃的介質,通常不設置專門的冷卻系統,多采用本身介質來潤滑和冷卻。
對于120℃以上、300℃以內的介質,一般在泵蓋上須設有冷卻腔,密封室也應接通冷卻液(須配雙端面機械密封),當不允許冷卻液滲入介質中時,應采取將本身介質冷卻后接入(可通過簡易熱交換器實現)。
對于300℃以上的高溫介質,不僅泵頭部分需要冷卻,懸架軸承室也應設有冷卻系統,泵結構一般為中心支承形式,機械密封最好采用金屬波紋管型,但價格高(價格是普通機封的10多倍)。