如何对化工泵进行选型

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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,我们应如何对化工泵进行选型?应重点注意哪些方面等等显得尤为重要。今天,小编就来与大家聊聊化工泵选型应该注意的事项!
  ◆  ◆注意事项一:耐腐蚀问题

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,但其加工难度大和价格昂贵,因此不被人们看好。

氟塑料合金具有很好好的耐硫酸性能,它是中国科学院上海有机化学研究所的专利材料,经中科院实验证明,目前尚未有哪种化学介质与其能产生反应,因此采用衬氟泵(F46)是一种更为经济的选择。

2盐酸

决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,所以内衬泵(如工程塑料、氟塑料等)是输送盐酸的最好选择。

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,通常采用氟塑料合金材料。

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。如CQB磁力泵、CQ不锈钢磁力泵等 。

5碱(氢氧化钠)

一般腐蚀性不是很强,但碱溶液因季节变化和比重等原因可能会产生结晶,因此可选用配置无压烧结型机械密封的IHF型氟合金碱泵,亦可选用CQB-F型氟合金磁力泵。

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。这时选用CQF工程塑料磁力泵、FSB氟合金离心泵较好。

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、F53,F55一类的双向不锈钢,氟塑料,聚丙烯材质也可以酌情选择。

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,它们腐蚀性基本不强, 因此均可选用普通不锈钢,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。建议选择无机封的氟塑料磁力泵。

还有许多其它介质不能在此一一介绍,总之在选材时切不可随意和盲目,应多查阅相关资料或借鉴成熟经验。

  ◆  ◆注意事项二:密封问题

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如下:

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

化工磁力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。

  ◆  ◆注意事项三:粘度问题

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,建议选用砂浆泵。

  ◆  ◆泵选型原则

在装置设备时,要确定泵的用途和性能参数并选择泵型。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?

1、使所选泵的型式和性能符合装置流量、扬程、压力、温度、汽蚀余量、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(无轴封,采用隔离式磁力间接驱动);

对输送腐蚀性介质的泵,要求对流部件采用耐腐蚀性材料,如氟塑料耐腐蚀泵;

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、机械方面要求可靠性高、噪声低、振动小。

4、正确计算泵采购的投入成本。

5、输送强腐蚀性介质(如“浓硫酸、浓硝酸”)时、输送易燃易爆介质时、使用环境不得有任何污染时 :可选用磁力泵,如“CQB系列磁力泵、IMD系列磁力泵,如需自吸,可选用FZB氟塑料自吸泵。

6、IHF离心泵及FSB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,如使用工况无特殊要求时,可选用离心泵较好。

7、输送含固体颗粒化学介质的泵,要求对流部件采用耐磨材料时:UHB砂浆泵为最佳选用对象,UHB耐腐耐磨砂浆泵材料为高强度新型工程塑料UHBWPE,它是一种改性的超高分子量(500万以上)聚乙烯。在塑料中,它具有优异的耐磨性,实验对比,它的耐磨性能远远高于不锈钢,且耐冲击、抗蠕变性和极佳的耐腐蚀性(与F4相当),还有无粘附性等独特性能。

8、当介质液面在泵安装位置的下方时:应选用FZB氟塑料自吸泵,如还需满足磁力泵的特性,可选用ZMD氟塑料自吸式磁力泵

9、根据泵的性能曲线图选择最佳规格型号:当使用要求在性能参数表中找不到适合的型号时可参照泵的性能曲线图选择最适合的泵型。

  ◆  ◆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(130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或者IHF-NS高温衬氟离心泵,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150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,氢氟酸,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,氢氟酸属于特殊介质,询价需求时要注明。


化工生产工艺流程中的典型用泵有:进料泵、回流泵、塔底泵、循环泵、产品泵、注入泵、补给泵、冲洗泵、排污泵、燃料油泵、润滑油泵和封液泵等,其特点和选用要求见下表。

▼典型化工用泵的特点和选用要求

泵名称 特点 选用要求
进料泵(包括原料泵和中间给料泵) (1)流量稳定
(2)一般扬程较高
(3)有些原料粘度较大或含固体颗粒
(4)泵入门温度一般为常温,但某些中间给料泵的入口温度也可大于100℃
(5)工作时不能停车
(1)一般选用离心泵
(2)扬程很高时,可考虑用容积式泵或高速泵
(3)泵的备用率为100%
回流泵(包括塔顶、中段及塔底回流泵) (1)流量变动范围大,扬程较低
(2)泵入口温度不高,一般为30~60℃
(3)工作可靠性要求高
(1)一般选用单级离心泵
(2)泵的备用率为50%~100%
塔底泵 (1)流量变动范围大(一般用液位控制流量)
(2)流量较大
(3)泵入口温度较高,一般大于100℃
(4)液体一般处于气液两相态,NPSHa小
(5)工作可靠性要求高
(6)工作条件苛刻,一般有污垢沉淀
(1)一般选单级离心泵,流量大时,可选用双吸泵
(2)选用低汽蚀余量泵,并采用必要的灌注头
(3)泵的备用率为100%
循环泵 (1)流量稳定,扬程较低
(2)介质种类繁多
(1)选用单级离心泵
(2)按介质选用泵的型号和材料
(3)泵的备用率为50%~100%
产品泵 (1)流量较小
(2)扬程较低
(3)泵入口温度低(塔顶产品一般为常温,中间抽出和塔底产品温度稍高)
(4)某些产品泵间断操作
(1)宜选用单级离心泵
(2)对纯度高或贵重产品,要求密封可靠,泵的备用率为100%;对€€般产品。备用率为50%~100%。对间断操作的产品泵,一般不设备用泵
注入泵 (1)流量很小,计最要求严格
(2)常温下工作
(3)排压较高
(4)注入介质为化学药品,往往有腐蚀性
(1)选用柱塞或隔膜计量泵
(2)对有腐蚀性介质,泵的过流元件通常采用耐腐蚀材料
排污泵 (1)流量较小,扬程较低
(2)污水中往往有腐蚀性介质和磨蚀性
颗粒
(3)连续输送时要求控制流量
(1)选用污水泵、渣浆泵
(2)泵备用率100%
(3)常需采用耐腐蚀材料
燃料油泵 (1)流量较小,泵出口压力稳定(一般为
1.0~1.2MPa)
(2)粘度较高
(3)泵入口温度一般不高
(1)一般可选用转子泵或离心泵
(2)由于粘度较高,一般需加温输送
(3)泵的备用率为100%
润滑油泵和封液泵 (1)润滑袖压力一般为O.1~O.2MPa
(2)机械密封封液压力一般比密封腔压力高0.05~0.15MPa
(1)€€般均随主机配套供应
(2)€€般均为螺杆泵和齿轮泵,但离心压缩机组的集中供油往往使用离心泵

 

化工装置对泵的要求

(1)必须满足流量、扬程、压力、温度、汽蚀余量等工艺参数的要求。

(2)必须满足介质特性的要求:

①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,如屏蔽泵、磁力驱动泵、隔膜泵等。

②对输送腐蚀性介质的泵,要求过流部件采用耐腐蚀材料。

③对输送含固体颗粒介质的泵,要求过流部件采用耐磨材料,必要时轴封应采用清洁液体冲洗。

(3)必须满足现场的安装要求。

①对安装在有腐蚀性气体存在场合的泵,要求采取防大气腐蚀的措施。

②对安装在室外环境温度低于-20C以下的泵,要求考虑泵的冷脆现象,采用耐低温材料。

③对安装在爆炸区域的泵。应根据爆炸区域等级,采用防爆电动机。

(4)对于要求每年一次大检修的工厂,泵的连续运转周期一般不应小于8000小时。为适应3年一次大检修的要求,APl610(第8版)规定石油、重化学和气体工业用泵的连续运转周期至少为3年。

(5)泵的设计寿命一般至少为10年。APl610(第8版)规定石油、重化学和气体工业用离心泵的设计寿命至少为20年。

(6)泵的设计、制造、检验应符合有关标准、规范的规定,常用的标准和规范见下表 :

▼常用规标、规范

泵类型 标准、规范 泵类型 标准、规范


API610石油、重化学和气体工业用离心泵

APl675计量泵
GB9236计量泵技术条件
ANSIB73.1M化工用卧式端吸式离心泵技术规范 GB7783计量泵试验方法
APl674往复泵
ANSIB73.2M化工用管道泵技术规范

GB9234机动往复泵拄术条件
GB7784机动往复泵试验方法
ISO2858端吸离心泵(16bar)标记、性能、尺寸 JB1053一般蒸汽往复泵技术条件
ISO 5199离心泵技术条件(Ⅱ级) GB9235蒸汽往复泵试验方法
GB3215炼厂、化工及石油化工流程用离心泵通用技术条件

API676转子泵
GB10885单螺杆泵技术条件
GB3216离心泵、混流泵、轴流泵和旋涡泵试验方法 GB10887三螺杆泵技术条件
GB5656离心泵技术条件(Ⅱ级) GB9064螺杆泵试验方法

(7)泵厂应保证泵在电源电压、频率变化范围内的性能。我国供电电压、频率的变化范围为:电压- 380V±10%,6000V+5%、-7%,频率- 50Hz±0.5%

(8)确定泵的型号和制造厂时,应综合考虑泵的性能、能耗、可靠性、价格和制造规范等因素。

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