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各种介质如何选择化工泵?
来源:www.yfbeng.com 发布时间:2018-12-21 23:06:35
    设计院在设计装置设备时,要确定泵的用途和性能并选择泵型。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?
一、泵的选型原则
 
1. 使所选泵的型式和性能符合装置流量、扬程、压力、温度、汽蚀流量、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、隔膜泵、屏蔽泵 ;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CQ不锈钢耐腐蚀泵,CQB氟塑料磁力驱动泵。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. 机械方面可靠性高、噪声低、振动小。
 
4. 经济上要综合考虑到设备费、运转费、维修费和管理费的总成本最低。
 
5. 离心泵具有转速高、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。
 
    因此除以下情况外,应尽可能选用离心泵:有计量要求时,选用计量泵。扬程要求很高,流量很小且无合适小流量高扬程离心泵可选用时,可选用往复泵,如汽蚀要求不高时也可选用旋涡泵.。扬程很低,流量很大时,可选用轴流泵和混流泵。介质粘度较大(大于650~1000mm2/s)时,可考虑选用转子泵或往复泵(齿轮泵、螺杆泵)。介质含气量75%,流量较小且粘度小于37.4mm2/s时,可选用旋涡泵。对启动频繁或灌泵不便的场合,应选用具有自吸性能的泵,如自吸式离心泵、自吸式旋涡泵、气动(电动)隔膜泵。
 
二、泵的选型依据
 
    泵选型依据,应根据工艺流程,给排水要求,从五个方面加以考虑,既液体输送量、装置扬程、液体性质、管路布置以及操作运转条件等。
 
1. 流量
流量是选泵的重要性能数据之一,它直接关系到整个装置的的生产能力和输送能力。 如设计院工艺设计中能算出泵正常、最小、最大三种流量。选择泵时,以最大流量为依据,兼顾正常流量,在没有最大流量时,通常可取正常流量的1.1倍作为最大流量。
 
2. 扬程
装置系统所需的扬程是选泵的又一重要性能数据,一般要用放大5%-10%余量后扬程来选型。
 
3. 液体性质
液体性质,包括液体介质名称,物理性质,化学性质和其它性质,物理性质有温度c密度d,粘度u,介质中固体颗粒直径和气体的含量等,这涉及到系统的扬程,有效气蚀余量计算和合适泵的类型:化学性质,主要指液体介质的化学腐蚀性和毒性,是选用泵材料和选用那一种轴封型式的重要依据。
 
4. 管路布置条件
装置系统的管路布置条件指的是送液高度送液距离送液走向,吸如侧最低液面,排出侧最高液面等一些数据和管道规格及其长度、材料、管件规格、数量等,以便进行系梳扬程计算和汽蚀余量的校核。
 
5. 操作条件
操作条件的内容很多,如液体的操作T饱和蒸汽力P、吸入侧压力PS(绝对)、排出侧容器压力PZ、海拔高度、环境温度操作是间隙的还是连续的、泵的位置是固定的还是可移的。
 
    石油、化工工业在国民经济中占据非常重要的位置,化工流程泵作为关键配套设备也越来越受到人们的关注。由于化工介质的特性错综复杂,加之环境保护的要求不断提高,对化工泵进行选型应重点注意哪些方面的事项呢?
 
三、腐蚀的影响
  
    一直以来,腐蚀就是化工设备最头痛的危害之一,稍有不慎,轻则损坏设备,重则造成事故甚至引发灾难。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。通常有一种误区,认为不锈钢是“万能材料”,不论什么介质和环境条件都捧出不锈钢,这是很危险的。下面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)、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。氟塑料具有较好的耐硫酸性能,采用衬氟泵(F46)是一种更为经济的选择。公司适用产品有:IHF衬氟泵、PF(FS)强耐腐蚀离心泵、CQB-F氟塑料磁力泵等。
  
2.盐酸 
绝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(如聚丙烯、氟塑料等)是输送盐酸的最好选择。公司适用产品有:IHF衬氟泵、PF(FS)强耐腐蚀离心泵、CQ聚丙烯磁力泵(或氟塑料磁力泵)等。
  
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,通常采用钛及钛合金材料。公司适用产品有: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,材料为304。
  
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) 
钢铁广泛应用于80℃以下、30%浓度内的氢氧化钠溶液,也有许多工厂在100℃、75%以下时仍采用普通钢铁,虽然腐蚀增加,但经济性好。
 
普通不锈钢对碱液的耐蚀性与铸铁相比没有明显优点,只要介质中容许少量铁份掺入不推荐采用不锈钢。对于高温碱液多采用钛及钛合金或者高合金不锈钢。公司一般铸铁泵均可用于常温低浓度碱液,特殊要求时可采用各类不锈钢泵或氟塑料泵。
  
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不锈钢较好。公司各类化工泵都有316材料配置。
  
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,它们基本没有腐蚀性,常用材料均可适用,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。
  
四、其它因素影响
 
一般工业用泵在工艺流程中可以忽略管道系统中的泄漏量,但必须考虑工艺变化时对流量的影响。农业用泵如果是采用明渠输水,还必须考虑渗漏及蒸发量。
  
压力:吸水池压力,排水池压力,管道系统中的压力差(扬程损失)。
  
管道系统数据(管径、长度、管道附件种类及数目,吸水池至压水池的几何标高等)。
  
如果需要的话还应作出装置特性曲线。
 
五、管道的影响
  
在设计布置管道时,应注意如下事项:
  
(1)合理选择管道直径,管道直径大,在相同流量下、液流速度小,阻力损失小,但价格高,管道直径小,会导致阻力损失急剧增大,使所选泵的扬程增加,配带功率增加,成本和运行费用都增加。因此应从技术和经济的角度综合考虑。
  
(2)排出管及其管接头应考虑所能承受的最大压力。
  
(3)管道布置应尽可能布置成直管,尽量减小管道中的附件和尽量缩小管道长度,必须转弯的时候,弯头的弯曲半径应该是管道直径的3~5倍,角度尽可能大于90℃。
  
(4)泵的排出侧必须装设阀门(球阀或截止阀等)和逆止阀。阀门用来调节泵的工况点,逆止阀在液体倒流时可防止泵反转,并使泵避免水锤的打击。(当液体倒流时,会产生巨大的反向压力,使泵损坏)
  
 
六、流量扬程的影响
  
流量的确定
  
(1)如果生产工艺中已给出最小、正常、最大流量,应按最大流量考虑。
  
(2)如果生产工艺中只给出正常流量,应考虑留有一定的余量。
  
对于ns100的大流量低扬程泵,流量余量取5%,对ns50的小流量高扬程泵,流量余量取10%,50≤ns≤100的泵,流量余量也取5%,对质量低劣和运行条件恶劣的泵,流量余量应取10%。
  
(3)如果基本数据只给重量流量,应换算成体积流量。
  
5温度的影响
 
高温介质的输送对泵的结构、材料以及辅助系统提出了更高要求,下面谈一谈不同的温度变化对冷却的要求以及公司适用泵型:
  
(1)对于温度低于120℃的介质,通常不设置专门的冷却系统,多采用本身介质来润滑和冷却。像DFL(W)H化工泵、DFL(W)PH屏蔽化工泵(超过90℃时屏蔽电机的防护等级应采用H级)。
 
而DFCZ普通型和IH化工泵由于采用了悬架结构可使温度上限达到140℃~160℃;IHF衬氟泵最高使用温度可达200℃;只有CQB普通磁力泵使用温度不超过100℃。值得一提是对于易结晶或含有颗粒的介质应配有密封面冲洗管路(设计时均留有接口)。
  
(2)对于120℃以上、300℃以内的介质,一般在泵盖上须设有冷却腔,密封室也应接通冷却液(须配双端面机械密封),当不允许冷却液渗入介质中时,应采取将本身介质冷却后接入(可通过简易热交换器实现)。
 
目前公司有DFCZ型化工流程泵、GRG高温管道泵以及HPK热水循环泵(正在开发)可供选用,另外CQB-G高温型磁力泵可用于280℃以内的高温介质。
  
(3)对于300℃以上的高温介质,不仅泵头部分需要冷却,悬架轴承室也应设有冷却系统,泵结构一般为中心支承形式,机械密封最好采用金属波纹管型,但价格高(价格是普通机封的10多倍)。目前公司只有DFAY离心油泵使用温度能够达到420℃(正在开发)。
  
七、密封性的影响
 
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和屏蔽泵的应用日益扩展。然而真正做到无泄漏还有很长的路要走,比如磁力泵隔离套和屏蔽泵屏蔽套的寿命问题、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。
  
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)
 
八、粘度的影响
  
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,建议选用螺杆泵,公司DFGG单螺杆泵适用介质粘度可达1000000cst。
 
九、这几种情况如何选型?
 
1输送含有固体颗粒的酸性水,该选择什么泵?
 
问:我们需要输送的介质有点腐蚀性(酸性水),里面含有大约20%的固体颗粒,想选一种耐腐耐磨的泵?
 
答:如果腐蚀性不是很强,可以选择UHB-ZK系列耐腐耐磨砂浆泵,其内部过流部件全部采用耐腐耐磨性较好的超高分子量聚乙烯制成,可输送含固量不超过40%、具有腐蚀性的介质,且使用寿命较长,维护简单。
 
如果腐蚀性很强,则应选用氟塑料离心泵,配套耐腐耐磨型的机封。
 
2我们的介质温度很高、腐蚀性很强,用什么泵好?
 
问:我们需要输送的介质温度很高(140度左右),腐蚀性很强(冰醋酸),我们想选用一种无泄漏、耐腐蚀好的泵,请问该选什么泵?
 
答:推荐选用IMD高温型氟塑料磁力泵,具体材质是:泵壳选用氟塑料合金(F4/F46),叶轮、隔离套等部件选用PFA(可溶性聚四氟乙烯),可耐温达180度,并且耐腐蚀性好。
 
3输送的介质腐蚀性很强,该选什么泵?
 
问:我们需要输送的介质为王水,常温,该选什么泵?
 
答:推荐选用氟塑料泵,氟塑料是当今耐腐蚀性能最好的材料之一。
 
4输送的介质腐蚀性有点强,该选什么泵?
 
问:我们需要输送的介质为浓度30%的氢氟酸,温度为40度左右,该选什么泵?
 
答:可选用工程塑料(增强聚丙烯)泵,工程塑料泵可输送的介质范围如下:
 
如果输送的介质在上表中查到可用,下面列出以下几种工程塑料泵:
1、CQB型工程塑料磁力泵
2、UHB工程塑料离心泵 
3、QBY工程塑料气动隔膜泵
企业总机:021-57938185              销售热线:021-58570166
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