化工泵的选型石油、化工工业在国平易近经济中占据非常重要的位置,化工流程泵作为关键配套装备也越来越受到许多人的关注。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,作为化工生产厂家,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。
一、简单选型原则:
离心泵使用至多,下列情况例外:⑴有计量要求时,应选用计量泵。(2)扬程要求很高、流量很小,且无合适小流量高扬程的离心泵时,可选用来去泵。如汽蚀要求不高时,也可选用旋涡泵。(3)扬程很低、流量很大时,可选用轴流泵、混流泵。(4)介质粘度较大(大于650~1000mm2/s)时,可选用转子泵或来去泵(齿轮泵、螺杆泵)。(5)介质含宇量75%、流量较小且粘度小于37.4mm2/s时,可选用旋涡泵。(6)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。
(7)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:可选用磁性泵,如"CQB系列磁性泵、IMD系列磁性泵,如需自吸,可选用FZB氟分子化合物塑料自吸泵(8)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。(9)输送含固体颗粒化学介质的泵,要求对流器件采用耐磨材料时:UHB砂浆泵为最佳选用对象,UHB耐腐耐摩挲浆泵材料为高强度新型工程分子化合物塑料UHBWPE,它是一种改性的超高分子量(500万以上)聚乙烯。在分子化合物塑料中,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),另有无粘附性等独特性能。(10)当介质液面在泵安装位置的下方时:应选用FZB氟分子化合物塑料自吸泵,如还需满足磁性泵的特性,可选用ZMD氟分子化合物塑料自吸式磁性泵
二、化工泵所需满足的要求:⑴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:a.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、磁性驱动泵、隔膜泵等。b.对输送腐蚀性介质的泵,要求过流器件采用耐腐蚀材料。c.对输送含固体颗粒介质的泵,要求过流器件采用耐磨材料,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。a.对安装在有腐蚀性气体存在座合的泵,要求采取防大气腐蚀的办法。b.对安装在室外环境温度低于-20℃以下的泵,要求考虑泵的冷脆征象,采用耐低温材料。c.对安装在易爆区域的泵,应根据易爆区域等级,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。为顺应3年一次大检修的要求,APl 610(第8版)划定石油、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。APl 610(第8版)划定石油、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、规范的划定,。(7)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。
三、材质需要别人解答的题目(耐腐蚀需要别人解答的题目)
一直以来,腐蚀就是化工装备最头痛的危害之一,稍有不慎,轻则损坏装备,重则造成事故甚至引发灾祸。据有关统计,化工装备的破坏约有60%是由于腐蚀导致的,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。最简捷的选材办法:根据管路的材质选泵的材质。如果管路为铸铁,我们就能够直接选铸铁泵,而不需深入考虑其介质的腐蚀性了。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,硫酸是用场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;平凡不锈钢如304(0Crl18Ni9)、316(0Cr18Ni12Mo2Ti)对硫酸介质也用场有限。因此输送硫酸的泵阀通常采用高硅铸铁(锻造及加工难度大)、高合金不锈钢(20号合金)制造。氟分子化合物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。小流量扬程时,我们一般选用IHF衬氟泵、CQF氟分子化合物塑料(F46)磁性泵等;大流量扬程时,我们就要求IH、SLZA、SLCZ等化工泵泵头材质为镍铸铁,镍铸铁材料的价格是平凡铸铁的4~5倍。哈氏合金价格较高,一般不推荐。对于介质中含有较大颗粒的流体,我们一般选用SLZAO泵。电机的功率应该为一般功率与浓硫酸相对清水疏密程度比的乘积,以防电机过载超流。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,以是内衬橡胶泵和分子化合物塑料泵(如聚丙烯、氟分子化合物塑料等)是输送盐酸的最佳选择。氟分子化合物塑料合金泵系列适用。3.硝酸:一般金属大多在硝酸中被迅速腐蚀破坏,不锈钢是应用最广泛的耐硝酸材料,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31六、316L)对硝酸的耐蚀性不仅不优于平凡不锈钢(如304、321),有时候甚至不如。而对于高温硝酸,通常采用钛及钛合金材料,以及氟分子化合物塑料合金泵系列适用。4.CH3COOH:它是有机酸中腐蚀性最强的物质之一,平凡钢铁在一切浓度和温度的CH3COOH中都会严重腐蚀,不锈钢是优良的耐CH3COOH材料,含钼的316不锈钢还能适用于高温和稀CH3COOH蒸汽。对于高温高浓度CH3COOH或含有其他腐蚀介质等东苛刻要求时可选用高合金不锈钢或氟分子化合物塑料泵。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%以下时仍采用平凡钢铁,虽然腐蚀增加,但经济性好。平凡不锈钢对碱液的耐蚀性与铸铁相比没有明显长处,只要介质中容许少量铁份掺入推荐采用不锈钢。对于高温碱液多采用钛及钛合金或都高合金不锈钢。一般铸铁泵均可用于常温低浓度碱,特殊要求时可采用各类不锈钢泵或氟分子化合物塑料泵。6.氨(氢氧化氨):大多数多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。本公司很多耐腐蚀化工泵适用7.盐水(海水):平凡钢铁在氯化钠溶液和海水、咸水中腐蚀率不高,一般须采用涂料保护;各类不锈钢也有很低的匀称腐蚀率,但可能因氯离子而导致局部性腐蚀,通常采用316不锈钢较好。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干要求做出合理选择。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。
9.几种常见酸碱的材质选择
硝酸/硫酸/盐酸/磷酸/氢氟酸/烧碱/苏打石油化工输送泵可选材质硝酸(HNO3)一般特点:属氧化性介质。浓HNO 3工作温度一般为40℃以下,元素Cr、Si为抗氧化性,含Cr、Si的不锈钢和其他材料为浓HNO 3的耐蚀理想材料。因此硝酸输送泵的材质一般选择:高硅铸铁(STSi15R):温度93%以下的一切温度;高铬铸铁(Cr28):温度80%以下的一切温度;不锈钢(SUS304、SUS31六、SUS316L):温度80%以下的一切温度;S-05钢(0Cr13Ni7Si4):温度98%以下的一切温度;工业纯钛(TA一、TA2):沸点以下的一切温度(除发烟外);工业纯铝(Al):室温的一切温度(仅用于容器);CD-4MCu时效硬化合金:沸点以下的一切温度;因可耐、哈氏合金C、金、钽等都有良好的耐蚀性。硫酸(H2SO4)一般特点:沸点随浓度升高而升高。如:浓度5%,其沸点为101℃;浓度50%,其沸点为124℃;浓度98%,其沸点为332℃。浓度75%以下呈还原性(或呈中性),超过75%呈氧化性。因此硫酸输送泵的材质一般选择:不锈钢(SUS31六、SUS316L):温度40℃以下,浓度20%左右;904钢(SUS904、SUS904L):适于温度40~60℃、浓度20~75%;温度80℃、浓度60%以下;高硅铸铁(STSi15R):室温至90℃之间各种浓度;纯铅、硬铅:室温的各种温度;S-05钢(0Cr13Ni7Si4):90℃以下的浓硫酸,高温浓硫酸(120~150℃);平凡碳钢:室温70%以上的浓硫酸;铸铁:温度为室温的浓硫酸;蒙乃尔、金属镍、因可耐尔:中温中等浓度的硫酸;钛钼合金(Ti-32Mo):沸点以下、60%的硫酸和50℃以下、98%的硫酸;哈氏合金B、D:100℃以下、75%的硫酸;哈氏合金C:100℃左右的各种温度;镍铸铁(STNiCr202):室温60~90%的硫酸。盐酸(HCl)一般特点:还原性介质,无上温度为36~37%.沸点:浓度在20%时,为110℃;浓度在20~36%时,为50℃;因此盐酸的无上温度为50℃。因此盐酸输送泵的材质一般选择:金属钽(Ta):对盐酸是最理想的耐蚀材料,但价昂贵,常用于要求精度的计量装配;哈氏合金B:温度≤50℃、浓度36%的盐酸;钛钼合金(Ti-32Mo):全温度和全浓度;镍钼合金(Ch1orimetz、0Ni62Mo32Fe3):全温度和全浓度;工业纯钛(TA一、TA2):室温10%以下的盐酸;ZXSNM(L)合金(00Ni70Mo28Fe2):温度50℃、浓度36%的盐酸;磷酸(H3PO4)磷酸浓度一般为30~40%,温度为80~90℃,磷酸中常含H 2SO 4、F离子、Cl离子、硅酸盐等。因此磷酸输送泵的材质一般选择:不锈钢(SUS31六、SUS316L):浓度85%以下的沸点磷酸;Durimet20(20号合金):浓度85%以下、沸点以下的温度,耐蚀耐磨合金;CD-4Mcu:时效硬化合金,耐蚀耐磨合金;高硅铸铁(STSi15R)、高铬铸铁(Cr28):适于沸点以下各种浓度的硝酸;904、904L:沸点以下各种浓度硝酸;Incolloy825:沸点以下的各种浓度硝酸。氢氟酸(HF)一般特点:氢氟酸毒性很大。高硅铸铁、陶瓷和玻璃一般对多数酸都耐蚀,但氢氟酸对它却腐蚀。因此氢氟酸输送泵的材质一般选择:镁(Mg):对氢氟酸是理想的耐蚀材料,一般只做容器;钛:适用于浓度为60~100%(室温状况),浓度低于60%腐蚀速率增加;蒙乃尔合金:是耐氢氟酸的突出材料,能耐一切温度和一切浓度(包括沸点);银(Ag):沸腾的氢氟酸,多用于计量装配。烧碱(NaOH)一般特点:烧碱的腐蚀随温度升高而加剧。因此烧碱输送泵的材质一般选择:SUS304、SUS304L、SUS31六、SUS316L:浓度42%、室温至100℃;镍铸铁(STNiCr202):浓度40%以下,温度100℃以下;Incolloy804、825:浓度(NaOH+NaCl)42%可达150℃;纯镍:浓度(NaOH+NaCl)42%可达150℃;蒙乃尔合金:高温、高浓度的烧碱。苏打(Na2CO3)苏打母液含20~26%NaCl、78%Cl 2、2~5%CO 2,温度变化规模为32~70℃。因此苏打输送泵的材质一般选择:高硅铸铁:适于温度为32~70℃、浓度20~26%的苏打;工业纯钛:目前海内数家大型苏打厂母液等介质均采用了用钛制造的钛泵。石油化工、医药、食品等场合的输送泵一般可以考虑下列材质:石油:0Cr13、1Cr13、1Cr17;石油化工:1Cr18Ni9(304)、1Cr18Ni12Mo2Ti(SUS316);甲酸:904、904L;CH3COOH:钛(Ti)、316L;医药:高硅铸铁、SUS31六、SUS316L;食品:1Cr18Ni9、0Cr13、1CR13;
四、密封需要别人解答的题目: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、均衡型和非均衡型之分,平稀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,并非硬质合金对硬质合金就最佳,价格高是一方面,二者没有硬度差也并不合理,以是最佳根据介质特点区别对待。
随着企业生产环境的改善,现代企业要求生产场地无泄漏。化工泵均采用机械密封,化工泵机械密封在使用过程中,由于介质的特殊性和多样性,需要经常进行维护和保养。可根据不同的使用条件安装不同的机械密封。如内装单端面均衡型和非均衡型,双端面均衡型及非均衡型,外装式机械密封等。化工泵机械密封在选型、使用方法和注意事项上也有所不同:平凡机械密封一般适用在清洁的,无悬浮颗粒的介质中使用,因此,对新安装的管路系统和储液灌,应认真冲洗干净,谨防固体杂质步入机械密封端面而使密封失效。在易结晶的介质中(如盐类)使用机械密封应注意经常冲洗。泊车后从头起动前,要将机械密封上的结晶清洗干净;拆卸机械密封应仔细,不许用手锤,铁器等敲击,以避免破坏动、静环密封面;如有污垢拆不下来时,应设法清除污垢,冲洗干净后再进行拆卸,以避免损坏密封元件;安装机械密封前,应检查所有密封元件是否有失效或损坏,如有则应从头修复或更换;应严格检查动环与静环的相对磨擦密封面,不允许有任何细微的划痕、碰伤等缺陷。所有零器件,包括泵体、叶轮、密封腔等在装配前均应冲洗干净,尤其是动、静环端面、要用清洁,柔软的布或棉纱认真擦干净,然后涂上一层清洁的油脂或机油;装配中要注意消除误差,紧固螺钉时,要匀称拧紧,避免发生偏斜,使密封失效;正确调整弹簧的压缩量,泵安装好往后,以手扳动转子时,应感觉到密封弹簧既有一定的压缩量,而又能轻快,灵活地转动没有咬紧的感觉。如感觉太紧或盘不动,则应适当调松一结;对有外部冲洗的机械密封,起动前应先开启冲洗液,使密封腔内充满密封液。泊车时,先停泵,后关密封冲洗液。五、粘度需要别人解答的题目:介质的粘度对泵的性能影响是很大的,当粘度增加时,泵的扬程曲线降落,最佳工况的扬程和流量均随之降落,而功率则随之上升,因而效率降低。一般样本上的参数雹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干换算图表)。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,转子泵,隔膜泵等。
六、常见泵的工作原理:
1.离心泵工作原理:利用旋转时产生的离心力作用将药液送出去。泵工作前,泵头内和进水管必须充满药液才能形成真空状况,当叶轮快速转动时,叶片促使药液快速旋转,旋转的药液在离心力作用下从叶轮中间飞往四周,并从出水管排出;药液被抛出后,叶轮的中间部分形成真空状况,并将药液吸入泵内,云云轮回不已经,就能够实现药液连续输送。要注意的是:离心泵启动前,一定要先将泵壳内充满药液后,方可启动,不然会导致泵体发热、震动、出水量减少,进而造成泵体损坏(简称"气蚀")!离心泵的种类很多,常见的分类方式如下:⑴按叶轮吸入方式可分为:单吸式离心泵、双吸式离心泵。(2)按叶轮数目可分为:单级离心泵、多级离心泵。(3)按叶轮结构可分为:洞开式叶轮离心泵、半开式叶轮离心泵、封闭式叶轮离心泵。(4)按工作压力可分为:低压离心泵、中压离心泵、高压离心泵、边立式离心泵。2.磁性泵工作原理:
磁性泵是由泵、磁性传动器、电动机三部分组成。而磁性传动器是由外磁转子、内磁转子及不导磁的隔离套组成。当电动机带动外磁转子旋转时,磁场便能穿透非磁性物质,并带动与叶轮相连的内磁转子作同步旋转,实现动力的无接触传递。由于泵轴、内磁转子被泵体、隔离套纯粹封闭,可彻底解决"跑、冒、滴、漏"需要别人解答的题目,并消除炼油化工行业易燃、易爆、有毒、有害的介质通过泵密封泄漏的安全隐患。
3.马达式计量泵工作原理:
⑴机械隔膜式计量泵利用马达旋转带动变速齿轮,齿轮带动偏心转盘旋转,旋转时偏心转盘凸出部分将活塞推出,进而使活塞前端的膜片加压泵头腔内的药液,并将药液推送出去;旋转到转盘凹处时,弹簧将活塞及膜片推回,使泵头内形成真空状况,同时将药液吸入泵头腔内,于下次推送的时候再将药液推送出去。流量规模:0~1950公升/小时,背压:0~12Bar,精疏密程度:±2%,耐腐蚀,适用于中大流量及需要计量的应用条件下。(2)柱塞式计量泵工作原理同机械隔膜式计量泵,但没有膜片,是直接使用活塞推送药液。流量规模:0~5500公升/小时,背压:0~100Bar,精疏密程度:±1%,耐腐蚀,适用高温、高压、高粘稠度、较大颗粒及需要计量的应用条件下。(3)液压隔膜式计量泵工作原理雷同柱塞式计量泵,活塞位于泵内部,不与药液直接接触,活塞运动时,推动泵内的液压油,液压油再推动膜片,将药液推送出去。液压部分含有排气及释放压力装配,可避免活塞动作时产生的气泡,或泵发生异常时,泵内部产生过大的压力。流量规模:0~3800公升/小时,背压:0~260Bar,精疏密程度:±0.5%,耐腐蚀,可靠、稳定、安全性高。
4.电磁式计量泵工作原理:
利用电磁(透过线圈通电后产生磁场)方式推出活塞,连接于活塞头上的膜片会加压泵头腔内的药液,并将药液推送出去;当讯号停止时,弹簧推回活塞和膜片,此动作使泵头内部形成真空状况,同时将药液吸至泵头腔内,并于下次推送的时候再将药液推送出去。流量规模:0~100公升/小时,背压:0~20Bar,精疏密程度:±2%,耐腐蚀,适用于小流量及需要计量的应用条件下。
七、化工泵的型号意义:
例如:IH50-32-160 IH-国际标准单级单吸化工离心泵50-吸入口直径(mm)32-排出口直径(mm)160-叶轮名义直径(mm)
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。
八、磁性泵、离心泵、自吸泵安装及使用的注意事项
1.安装及注意事项:1.按基础尺寸做好混凝土基础,同时予埋好地脚螺栓。2.在安装前应对泵和电机进行检查,各部分应完好无损,泵内应无杂物。3.将机组放在基础上,在底板和基础之间放成对楔垫,通过调整楔垫,找正泵的水平。调好后,拧紧地脚螺栓。4.泵的吸入、吐出管路应有支架,不能用泵来支承。进出口管道口径应与泵进出口口径相统一。5.FZB系列自吸泵安装时应先接进口管,加满液体后再接出口管,校正转向。泵的进口管道必须与泵匹配,且总长不能超过5米,不然会影响自吸性能,自吸高度可按右边公式简单算得:清水时自吸3m/介质疏密程度=实际自吸高度。6.安装完毕,最后用手转动联轴器,检查有无擦碰征象,转动轻松匀称则安装结束。7.磁性泵严禁抽取带有颗粒和易结晶的介质,不允许在关闭排放口的情况下而作连续性运转,需保持最少的流量。8.为防止杂物步入泵内,在进口处应设过滤器,过滤面积应大于管路截面积的3~4倍。9.扬程高的泵在出口管路上还应该安装止回阀,以防突然停机的水锤破坏。10.必须保证泵的安装高度符合泵的汽蚀余量,并考虑管路损失及介质温度。为避免泵体内产生汽蚀余量,请必须满足下式:NPSHa≥NPSHr+0.5 NPSHa可利用汽蚀余量(m)
NPSHr:必需汽蚀余量(m)NPSHa=106(Pa-Pv)/ρg±hs-hf Pa:作用于输送介质表面的压力(MPa)
Pv:介质的蒸汽压力(MPa)ρ:介质疏密程度(kg/m3)hs:吸升高度(m)hf:吸入管阻力(m)g:重力加速率(m/s)11.介质温渡过高时应对机封采取冷却办法,以防机封变形静环开裂。12.介质粘渡过高时,泵性能、功率均会发生变化,具体情况请与我们联系。2.启动和运行:1.开车前应将泵内灌满须输送的液体(如泵是在吸上的情况),关闭出口闸阀,接好电源。2.接通电源,检查泵的转向是否正确。3.机组试运转5~10分钟,如无异常征象可投入运行。4.停机时,应先将出口的闸阀关闭,然后再切断电源。3.维修和保养:1.定期检查泵和电机,更换易损零件。2.长期停机不用时,应清洗泵内流道并切断电源。3.严禁空运转。
九、磁性泵、离心泵、自吸泵的妨碍及排除方法
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