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1.流量是選泵的重要性能數(shù)據(jù)之一,,它直接關(guān)系到整個裝置的的生產(chǎn)能力和輸送能力,。如設(shè)計院工藝設(shè)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(jù),兼顧正常流量,,在沒有最大流量時,,通常可取正常流量的1.1倍作為最大流量,。
2.裝置系統(tǒng)所需的揚程是選泵的又一重要性能數(shù)據(jù),,一般要用放大5%~10%余量后揚程來選型。
3.液體性質(zhì),,包括液體介質(zhì)名稱,、物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)和其它性質(zhì),,物理性質(zhì)有溫度c密度d,,粘度u,介質(zhì)中固體顆粒直徑和氣體的含量等,,這涉及到系統(tǒng)的揚程,,有效氣蝕余量計算和合適泵的類型:化學(xué)性質(zhì),主要指液體介質(zhì)的化學(xué)腐蝕性和毒性,,是選用泵材料和選用那一種軸封型式的重要依據(jù),。
4.裝置系統(tǒng)的管路布置條件指的是送液高度送液距離送液走向,吸如側(cè)最低液面,,排出側(cè)最高液面等一些數(shù)據(jù)和管道規(guī)格及其長度,、材料、管件規(guī)格,、數(shù)量等,,以便進行系梳揚程計算和汽蝕余量的校核。
5.操作條件的內(nèi)容很多,,如液體的操作T飽和蒸汽力P,、吸入側(cè)壓力PS(絕對)、排出側(cè)容器壓力PZ,、海拔高度,、環(huán)境溫度操作是間隙的還是連續(xù)的、泵的位置是固定的還是可移的,。
二.腐蝕的影響
一直以來,,腐蝕就是化工設(shè)備最頭痛的危害之一,稍有不慎,,輕則損壞設(shè)備,,重則造成事故甚至引發(fā)災(zāi)難。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計,,化工設(shè)備的破壞約有60%是由于腐蝕引起的,,因此在化工泵選型時首先要注意選材的科學(xué)性,。通常有一種誤區(qū),認(rèn)為不銹鋼是“萬能材料”,,不論什么介質(zhì)和環(huán)境條件都捧出不銹鋼,,這是很危險的。下面針對一些常用化工介質(zhì)談?wù)勥x材的要點:
1.硫酸
作為強腐蝕介質(zhì)之一,,硫酸是用途非常廣泛的重要工業(yè)原料,。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)對硫酸介質(zhì)也用途有限。因此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(jīng)濟的選擇,。公司適用產(chǎn)品有:IHF襯氟泵,、PF(FS)強耐腐蝕離心泵、CQB-F氟塑料磁力泵等,。
2.鹽酸 絕大多數(shù)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(shù)非金屬材料對鹽酸都有良好的耐腐蝕性,所以內(nèi)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,。公司適用產(chǎn)品有:IHF襯氟泵、PF(FS)強耐腐蝕離心泵,、CQ聚丙烯磁力泵(或氟塑料磁力泵)等,。
3.硝酸 一般金屬大多在硝酸中被迅速腐蝕破壞,不銹鋼是應(yīng)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(yōu)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,。公司適用產(chǎn)品有:DFL(W)H化工泵,、DFL(W)PH屏蔽化工泵、DFCZ流程泵,、DFLZP自吸化工泵、IH化工泵,、CQB磁力泵等,,材料為304。
4.醋酸 它是有機酸中腐蝕性最強的物質(zhì)之一,,普通鋼鐵在一切濃度和溫度的醋酸中都會嚴(yán)重腐蝕,,不銹鋼是優(yōu)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(zhì)等苛刻要求時,,可選用高合金不銹鋼或氟塑料泵。
5.堿(氫氧化鈉) 鋼鐵廣泛應(yīng)用于80℃以下,、30%濃度內(nèi)的氫氧化鈉溶液,,也有許多工廠在100℃、75%以下時仍采用普通鋼鐵,,雖然腐蝕增加,,但經(jīng)濟性好。普通不銹鋼對堿液的耐蝕性與鑄鐵相比沒有明顯,,只要介質(zhì)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,。
6.氨(氫氧化氨) 大多數(shù)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,。公司產(chǎn)品大多適用于氨及氨水的輸送,。
7.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,。公司各類化工泵都有316材料配置,。
8.醇類、酮類,、酯類,、醚類 常見的醇類介質(zhì)有甲醇、乙醇,、乙二醇,、丙醇等,,酮類介質(zhì)有丙酮、丁酮等,,酯類介質(zhì)有各種甲酯,、乙酯等,醚類介質(zhì)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(yīng)根據(jù)介質(zhì)的屬性和相關(guān)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,。
三.其他因素影響
一般工業(yè)用泵在工藝流程中可以忽略管道系統(tǒng)中的泄漏量,,但必須考慮工藝變化時對流量的影響。農(nóng)業(yè)用泵如果是采用明渠輸水,,還必須考慮滲漏及蒸發(fā)量,。
壓力:吸水池壓力,排水池壓力,,管道系統(tǒng)中的壓力差(揚程損失),。
管道系統(tǒng)數(shù)據(jù)(管徑、長度,、管道附件種類及數(shù)目,,吸水池至壓水池的幾何標(biāo)高等)。
如果需要的話還應(yīng)作出裝置特性曲線,。
四.管道的影響
在設(shè)計布置管道時,,應(yīng)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(dǎo)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(yīng)從技術(shù)和經(jīng)濟的角度綜合考慮,。
B.排出管及其管接頭應(yīng)考慮所能承受的最大壓力,。
C.管道布置應(yīng)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(zhuǎn)彎的時候,,彎頭的彎曲半徑應(yīng)該是管道直徑的3~5倍,角度盡可能大于90℃,。
D.泵的排出側(cè)必須裝設(shè)閥門(球閥或截止閥等)和逆止閥,。閥門用來調(diào)節(jié)泵的工況點,逆止閥在液體倒流時可防止泵反轉(zhuǎn),,并使泵避免水錘的打擊。(當(dāng)液體倒流時,,會產(chǎn)生巨大的反向壓力,,使泵損壞)
五.流量揚程的影響
流量的確定
A.如果生產(chǎn)工藝中已給出最小、正常,、最大流量,,應(yīng)按最大流量考慮。
B.如果生產(chǎn)工藝中只給出正常流量,,應(yīng)考慮留有一定的余量,。
對于ns100的大流量低揚程泵,流量余量取5%,,對ns50的小流量高揚程泵,,流量余量取10%,50≤ns≤100的泵,,流量余量也取5%,,對質(zhì)量低劣和運行條件惡劣的泵,流量余量應(yīng)取10%,。
C.如果基本數(shù)據(jù)只給重量流量,,應(yīng)換算成體積流量。
六.溫度的影響
高溫介質(zhì)的輸送對泵的結(jié)構(gòu),、材料以及輔助系統(tǒng)提出了更高要求,,下面談一談不同的溫度變化對冷卻的要求以及公司適用泵型:
1.對于溫度低于120℃的介質(zhì),通常不設(shè)置專門的冷卻系統(tǒng),,多采用本身介質(zhì)來潤滑和冷卻,。像DFL(W)H化工泵、DFL(W)PH屏蔽化工泵(超過90℃時屏蔽電機的防護等級應(yīng)采用H級);而DFCZ普通型和IH化工泵由于采用了懸架結(jié)構(gòu)可使溫度上限達(dá)到140℃~160℃;IHF襯氟泵最高使用溫度可達(dá)200℃;只有CQB普通磁力泵使用溫度不超過100℃,。值得一提是對于易結(jié)晶或含有顆粒的介質(zhì)應(yīng)配有密封面沖洗管路(設(shè)計時均留有接口),。
2.對于120℃以上、300℃以內(nèi)的介質(zhì),,一般在泵蓋上須設(shè)有冷卻腔,,密封室也應(yīng)接通冷卻液(須配雙端面機械密封),,當(dāng)不允許冷卻液滲入介質(zhì)中時,應(yīng)采取將本身介質(zhì)冷卻后接入(可通過簡易熱交換器實現(xiàn)),。目前公司有DFCZ型化工流程泵,、GRG高溫管道泵以及HPK熱水循環(huán)泵(正在開發(fā))可供選用,另外CQB-G高溫型磁力泵可用于280℃以內(nèi)的高溫介質(zhì),。
3.對于300℃以上的高溫介質(zhì),,不僅泵頭部分需要冷卻,懸架軸承室也應(yīng)設(shè)有冷卻系統(tǒng),,泵結(jié)構(gòu)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),。目前公司只有DFAY離心油泵使用溫度能夠達(dá)到420℃(正在開發(fā)),。
七.密封性的影響 無泄漏是化工設(shè)備的永遠(yuǎn)追求,正是這種要求促成了磁力泵和屏蔽泵的應(yīng)用日益擴展,。然而真正做到無泄漏還有很長的路要走,,比如磁力泵隔離套和屏蔽泵屏蔽套的壽命問題、材料的孔蝕問題,、靜密封的可靠性問題等等?,F(xiàn)就密封方面的一些基本情況簡單介紹。
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(shè)型圈應(yīng)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(zhì)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(jié)晶,、有粘度,、含顆粒以及有毒揮發(fā)的介質(zhì),雙端面機封應(yīng)向密封腔中注入隔離液,,其壓力一般高于介質(zhì)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(huán)的材料配置較為關(guān)鍵,,并不是硬質(zhì)合金對硬質(zhì)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(jù)介質(zhì)特點區(qū)別對待,。
(注:美國石油學(xué)會API 610第八版對機械密封和管路系統(tǒng)的典型配置在附錄D中有比較詳盡的規(guī)定)
八.粘度的影響 介質(zhì)的粘度對泵的性能影響是很大的,,當(dāng)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,因而降低,。一般樣本上的參數(shù)均為輸送清水時的性能,,當(dāng)輸送粘性介質(zhì)時應(yīng)進行換算(不同粘度的修正系數(shù)可查閱相關(guān)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,公司DFGG單螺桿泵適用介質(zhì)粘度可達(dá)1000000cst,。