如何选择化工泵？
来源:
|
作者:zhiliby
|
发布时间: 2020-06-02
|
1574 次浏览
|
分享到:
设计院在设计装置设备时，要确定化工泵的用途和性能并选择泵型。这种选择首先得从选择化工泵的种类和形式开始，那么以什么原则来选化工泵呢？依据又是什么？
设计院在设计装置设备时，要确定化工泵的用途和性能并选择泵型。这种选择首先得从选择化工泵的种类和形式开始，那么以什么原则来选化工泵呢？依据又是什么？
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afb不锈钢耐腐蚀泵，cqf工程塑料磁力驱动泵。
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。
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？
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。
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。
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)
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。
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)。
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)