Lors de la conception de l'équipement, l'institut de conception doit déterminer l'objectif et les performances de la pompe et sélectionner le type de pompe. Cette sélection doit d'abord commencer par le type et la forme de la pompe. Alors, quels principes faut-il utiliser pour sélectionner la pompe ? Quelle est la base ?
Base de sélection de la pompe
La base de sélection des pompes doit être considérée sous cinq aspects en fonction du débit du processus et des exigences d'approvisionnement en eau et de drainage, à savoir le volume de distribution de liquide, la hauteur de l'appareil, les propriétés du liquide, la disposition des canalisations et les conditions de fonctionnement.
1. Débit
Le débit est l'une des données de performance importantes pour la sélection de la pompe, qui est directement liée à la capacité de production et à la capacité de refoulement de l'ensemble de l'appareil. Par exemple, l'institut de conception peut calculer les débits normaux, minimum et maximum de la pompe dans la conception du processus. Lors de la sélection d'une pompe, le débit maximum est utilisé comme base, en tenant compte du débit normal. Lorsqu’il n’y a pas de débit maximum, 1,1 fois le débit normal peut généralement être considéré comme débit maximum.
2. Tête
La hauteur requise par le système de l'appareil est une autre donnée de performance importante pour la sélection de la pompe. Généralement, la tête après avoir agrandi la marge de 5%-10% est utilisée pour la sélection.
3. Propriétés du liquide
Les propriétés du liquide incluent le nom du milieu liquide, les propriétés physiques, les propriétés chimiques et d'autres propriétés. Les propriétés physiques incluent la température c, la densité d, la viscosité u, le diamètre des particules solides et la teneur en gaz dans le milieu, etc. Cela implique la tête du système, le calcul de la marge de cavitation effective et le type de pompe appropriée : les propriétés chimiques se réfèrent principalement à la corrosivité chimique et la toxicité du milieu liquide, qui constitue une base importante pour le choix des matériaux de pompe et du type de garniture mécanique à choisir.
4. Conditions d'implantation du pipeline
Les conditions de disposition des canalisations du système de dispositif se réfèrent à la hauteur de refoulement du liquide, à la distance de refoulement du liquide, à la direction de refoulement du liquide, au niveau de liquide le plus bas du côté aspiration, au niveau de liquide le plus élevé du côté refoulement et à d'autres données et spécifications du pipeline et à leur longueur, matériaux, spécifications des raccords de tuyauterie, quantité, etc., afin de calculer la hauteur de tête du système et de vérifier la marge de cavitation.
5. Conditions de fonctionnement
Les conditions de fonctionnement contiennent de nombreux éléments, tels que le fonctionnement en liquide T, la force de vapeur saturée P, la pression côté aspiration PS (absolue), la pression du réservoir côté refoulement PZ, l'altitude, la température ambiante, si le fonctionnement est intermittent ou continu et si la position de la pompe est fixe ou mobile.
Les industries pétrolière et chimique occupent une place très importante dans l’économie nationale. En tant qu'équipement de support clé, les pompes pour procédés chimiques attirent également de plus en plus d'attention. En raison des caractéristiques complexes des fluides chimiques et des exigences croissantes en matière de protection de l'environnement, à quels aspects faut-il prêter attention lors du choix des pompes chimiques ?
01. L'impact de la corrosion
La corrosion a toujours été l’un des risques les plus gênants liés aux équipements chimiques. Si vous n’y prenez pas garde, cela endommagera pour le moins l’équipement, et au pire provoquera des accidents, voire des catastrophes. Selon les statistiques pertinentes, environ 60 % des dommages causés aux équipements chimiques sont causés par la corrosion. Par conséquent, lors de la sélection des pompes chimiques, vous devez d’abord prêter attention à la nature scientifique de la sélection des matériaux.
Il existe généralement un malentendu selon lequel l’acier inoxydable est un « matériau universel ». Il est très dangereux d’utiliser l’acier inoxydable quelles que soient les conditions du milieu et de l’environnement. Ce qui suit est une discussion des points clés de la sélection des matériaux pour certains milieux chimiques couramment utilisés :
1. Acide sulfurique
En tant que milieu fortement corrosif, l'acide sulfurique est une matière première industrielle importante avec un large éventail d'utilisations. L'acide sulfurique de différentes concentrations et températures présente une grande différence dans la corrosion des matériaux. Pour l'acide sulfurique concentré avec une concentration supérieure à 80 % et une température inférieure à 80 degrés, l'acier au carbone et la fonte ont une bonne résistance à la corrosion, mais ils ne conviennent pas à l'acide sulfurique s'écoulant à grande vitesse et ne conviennent pas pour une utilisation comme matériaux pour pompes et vannes.
L'acier inoxydable ordinaire tel que le 304 (0Cr18Ni9) et le 316 (0Cr18Ni12Mo2Ti) a également des utilisations limitées pour les supports à base d'acide sulfurique. C'est pourquoi les pompes et les vannes pour le transport de l'acide sulfurique sont généralement fabriquées en fonte à haute teneur en silicium (difficile à couler et à traiter) et en acier inoxydable fortement allié (alliage 20). Les plastiques fluorés ont une bonne résistance à l'acide sulfurique et l'utilisation de pompes à revêtement fluoré (F46) constitue un choix plus économique. Les produits applicables de la société comprennent : les pompes à revêtement fluoré IHF, les pompes centrifuges PF (FS) hautement résistantes à la corrosion, les pompes magnétiques en plastique fluoré CQB-F, etc.
2. Acide chlorhydrique
La plupart des matériaux métalliques ne résistent pas à la corrosion par l'acide chlorhydrique (y compris divers matériaux en acier inoxydable), et le fer à haute teneur en silicium contenant du molybdène ne peut être utilisé que pour l'acide chlorhydrique en dessous de 50 degrés et 30 %. Contrairement aux matériaux métalliques, la plupart des matériaux non métalliques ont une bonne résistance à la corrosion par l'acide chlorhydrique, c'est pourquoi les pompes à revêtement en caoutchouc et les pompes en plastique (comme le polypropylène, les plastiques fluorés, etc.) sont les meilleurs choix pour transporter l'acide chlorhydrique. Les produits applicables de la société comprennent : les pompes à revêtement fluor IHF, les pompes centrifuges PF (FS) résistantes à la corrosion, les pompes magnétiques en polypropylène CQ (ou pompes magnétiques en plastique fluoré), etc.
3. Acide nitrique
Généralement, la plupart des métaux sont rapidement corrodés et détruits dans l’acide nitrique. L’acier inoxydable est le matériau résistant à l’acide nitrique le plus largement utilisé. Il présente une bonne résistance à la corrosion de l’acide nitrique à toutes concentrations à température ambiante. Il convient de mentionner que l'acier inoxydable contenant du molybdène (tel que 316, 316L) n'est pas seulement meilleur que l'acier inoxydable ordinaire (tel que 304, 321) en termes de résistance à la corrosion par l'acide nitrique, mais parfois même pire.
Pour l'acide nitrique à haute température, du titane et des alliages de titane sont généralement utilisés. Les produits applicables de la société comprennent : les pompes chimiques DFL (W) H, les pompes chimiques blindées DFL (W) PH, les pompes de traitement DFCZ, les pompes chimiques auto-amorçantes DFLZP, les pompes chimiques IH, les pompes magnétiques CQB, etc., en 304.
4. Acide acétique
C'est l'une des substances les plus corrosives parmi les acides organiques. L'acier ordinaire sera gravement corrodé dans l'acide acétique, quelles que soient les concentrations et les températures. L'acier inoxydable est un excellent matériau résistant à l'acide acétique. L'acier inoxydable 316 contenant du molybdène peut également être utilisé pour les vapeurs d'acide acétique à haute température et diluées. Pour les exigences exigeantes telles que l'acide acétique à haute température et à haute concentration ou d'autres fluides corrosifs, des pompes en acier inoxydable fortement allié ou en plastique fluoré peuvent être sélectionnées.
5. Alcali (hydroxyde de sodium)
L'acier est largement utilisé dans les solutions d'hydroxyde de sodium inférieures à 80 degrés et à une concentration de 30 %. Il existe également de nombreuses usines qui utilisent encore de l'acier ordinaire à 100 degrés et en dessous de 75 %. Même si la corrosion augmente, elle est économique.
L'acier inoxydable ordinaire n'a aucun avantage évident sur la fonte en termes de résistance à la corrosion par une solution alcaline. Tant qu'une petite quantité de fer peut être ajoutée au support, l'acier inoxydable n'est pas recommandé. Pour les solutions alcalines à haute température, le titane et les alliages de titane ou l'acier inoxydable fortement allié sont principalement utilisés. Les pompes générales en fonte de l'entreprise peuvent être utilisées pour des solutions alcalines à faible concentration à température ambiante. Lorsqu'il existe des exigences particulières, différents types de pompes en acier inoxydable ou de pompes en plastique fluoré peuvent être utilisés.
6. Ammoniac (hydroxyde d'ammoniac)
La plupart des métaux et non-métaux sont légèrement corrodés dans l'ammoniac liquide et l'eau ammoniacale (hydroxyde d'ammoniac), seuls le cuivre et les alliages de cuivre ne conviennent pas à l'utilisation. La plupart des produits de l'entreprise sont adaptés au transport de l'ammoniac et de l'eau ammoniaquée.
7. Saumure (eau de mer)
Le taux de corrosion de l'acier ordinaire dans une solution de chlorure de sodium, l'eau de mer et l'eau salée n'est pas très élevé et nécessite généralement une protection par revêtement ; divers types d'acier inoxydable ont également un taux de corrosion uniforme très faible, mais peuvent provoquer une corrosion locale due aux ions chlorure, et l'acier inoxydable 316 est généralement meilleur. Tous les types de pompes chimiques de l'entreprise sont configurés avec 316 matériaux.
8. Alcools, cétones, esters, éthers
Les milieux alcooliques courants comprennent le méthanol, l'éthanol, l'éthylène glycol, le propanol, etc., les milieux cétoniques comprennent l'acétone, la butanone, etc., les milieux esters comprennent divers esters méthyliques, esters éthyliques, etc., les milieux éthers comprennent l'éther méthylique, l'éther éthylique, l'éther butylique. , etc., ils sont fondamentalement non corrosifs et des matériaux couramment utilisés peuvent être utilisés. Lors de la sélection, un choix raisonnable doit être effectué en fonction des propriétés du support et des exigences associées.
Il convient également de noter que les cétones, les esters et les éthers sont solubles dans de nombreux types de caoutchoucs, évitez donc les erreurs lors de la sélection des matériaux d’étanchéité.
02. Influence d'autres facteurs
Généralement, les fuites dans le système de canalisations peuvent être ignorées dans le flux de processus des pompes industrielles, mais l'impact des modifications du processus sur le débit doit être pris en compte. Si les pompes agricoles utilisent des canaux ouverts pour transporter l’eau, les fuites et l’évaporation doivent également être prises en compte.
Pression : pression du réservoir d'aspiration, pression du réservoir de drainage, différence de pression dans le système de canalisations (perte de charge).
Données du système de canalisation (diamètre du tuyau, longueur, type et nombre d'accessoires de canalisation, élévation géométrique du réservoir d'aspiration au réservoir sous pression, etc.).
Si nécessaire, une courbe caractéristique de l'appareil doit également être tracée.
03. Influence des pipelines
Lors de la conception et de l'aménagement des pipelines, les points suivants doivent être pris en compte :
(1) Sélection raisonnable du diamètre du pipeline. Un grand diamètre de pipeline signifie une faible vitesse d'écoulement du liquide et une faible perte de résistance au même débit, mais le prix est élevé. Un petit diamètre de pipeline entraînera une forte augmentation de la perte de résistance, augmentera la hauteur de la pompe sélectionnée, augmentera la puissance et augmentera les coûts et les dépenses d'exploitation. Il convient donc de l’envisager de manière globale du point de vue technique et économique.
(2) Il convient que le tuyau de refoulement et ses raccords tiennent compte de la pression maximale qu'ils peuvent supporter.
(3) Le pipeline doit être disposé aussi droit que possible et le nombre d'accessoires dans le pipeline ainsi que la longueur du pipeline doivent être minimisés. Lorsqu'un virage est nécessaire, le rayon de courbure du coude doit être de 3 à 5 fois le diamètre du pipeline et l'angle doit être aussi grand que possible.
(4) Des vannes (robines à bille ou vannes d'arrêt, etc.) et des clapets anti-retour doivent être installés du côté refoulement de la pompe. La vanne permet de régler le point de fonctionnement de la pompe. Le clapet anti-retour peut empêcher la pompe de s'inverser lorsque le liquide reflue et empêcher la pompe d'être frappée par un coup de bélier. (Lorsque le liquide reflue, une énorme pression inverse sera générée, endommageant la pompe)
04. Influence de la hauteur d'écoulement
Détermination du débit
(1) Si les débits minimum, normal et maximum sont indiqués dans le processus de production, le débit maximum doit être pris en compte.
(2) Si seul le débit normal est donné dans le processus de production, une certaine marge doit être prise en compte.
Pour les pompes ns100 gros débit et faible hauteur de chute, la marge de débit est de 5%, pour les pompes ns50 petit débit et forte hauteur de chute, la marge de débit est de 10%, pour 50 Inférieur ou égal à ns Inférieur ou égal à 100 pompes, le débit la marge est également de 5 %, pour les pompes de mauvaise qualité et de mauvaises conditions de fonctionnement, la marge de débit doit être de 10 %.
(3) Si les données de base ne donnent que le débit pondéral, elles doivent être converties en débit volumique.
05, l'influence de la température
Le transport de fluides à haute température impose des exigences plus élevées en matière de structure, de matériaux et de systèmes auxiliaires de la pompe. Parlons des exigences de refroidissement sous différents changements de température et des types de pompes applicables de l'entreprise :
(1) Pour les fluides dont la température est inférieure à 120 degrés, un système de refroidissement spécial n'est généralement pas mis en place et le fluide lui-même est principalement utilisé pour la lubrification et le refroidissement. Comme les pompes chimiques DFL(W)H, les pompes chimiques blindées DFL(W)PH (le niveau de protection du moteur blindé doit être de niveau H lorsqu'il dépasse 90 degrés).
Les pompes chimiques de type ordinaire DFCZ et IH peuvent atteindre la limite de température supérieure de 140 degrés ~ 160 degrés en raison de la structure de suspension ; la température de fonctionnement maximale de la pompe doublée de fluor IHF peut atteindre 200 degrés ; seule la pompe magnétique ordinaire CQB a une température de fonctionnement ne dépassant pas 100 degrés. Il est à noter que pour les fluides faciles à cristalliser ou contenant des particules, une canalisation de rinçage de la surface d'étanchéité doit être prévue (les interfaces sont réservées lors de la conception).
(2) Pour les fluides supérieurs à 120 degrés et inférieurs à 300 degrés, une chambre de refroidissement doit généralement être prévue sur le couvercle de la pompe, et la chambre d'étanchéité doit également être connectée au liquide de refroidissement (une garniture mécanique à double extrémité doit être fournie). Lorsque le liquide de refroidissement ne peut pas pénétrer dans le fluide, le fluide lui-même doit être refroidi puis connecté (cela peut être réalisé grâce à un simple échangeur de chaleur).
Actuellement, la société dispose de pompes de traitement chimique DFCZ, de pompes de canalisation à haute température GRG et de pompes de circulation d'eau chaude HPK (en cours de développement) pour la sélection. De plus, la pompe magnétique haute température CQB-G peut être utilisée pour des fluides à haute température dans un rayon de 280 degrés.
(3) Pour les fluides à haute température supérieure à 300 degrés, non seulement la tête de pompe doit être refroidie, mais la chambre du palier de suspension doit également être équipée d'un système de refroidissement. La structure de la pompe est généralement du type à support central. La garniture mécanique est de préférence du type à soufflet métallique, mais le prix est élevé (le prix est plus de 10 fois supérieur à celui des garnitures mécaniques ordinaires). À l'heure actuelle, l'entreprise ne dispose que de pompes à huile centrifuges DFAY pouvant atteindre une température de 420 degrés (en cours de développement).
06. Impact des performances d'étanchéité
Aucune fuite n'est la poursuite éternelle des équipements chimiques. C'est cette exigence qui a conduit à l'application croissante de pompes magnétiques et de pompes blindées. Cependant, il reste encore un long chemin à parcourir pour parvenir véritablement à l'absence de fuite, comme la durée de vie du manchon d'isolation de la pompe magnétique et du manchon de protection de la pompe de protection, le problème de piqûres du matériau, la fiabilité du joint statique, etc. . Présentons maintenant brièvement quelques informations de base sur le scellement.
Formulaire de scellement
Pour les joints statiques, il n'existe généralement que deux formes : les joints d'étanchéité et les bagues d'étanchéité, le joint torique étant la bague d'étanchéité la plus largement utilisée.
Pour les joints dynamiques, les pompes chimiques utilisent rarement des joints d'étanchéité et utilisent principalement des joints mécaniques. Les garnitures mécaniques sont divisées en types à une extrémité et à double extrémité, équilibrés et déséquilibrés. Le type équilibré convient au scellement de supports à haute pression (se réfère généralement à une pression supérieure à 1,0MPa). Les garnitures mécaniques à double extrémité sont principalement utilisées pour les milieux volatils à haute température, faciles à cristalliser, visqueux, contenant des particules et toxiques. Les garnitures mécaniques à double extrémité doivent injecter du liquide d'isolation dans la cavité d'étanchéité, et sa pression est généralement de 0.07~0,1 MPa supérieure à la pression moyenne.
Matériaux d'étanchéité
Le matériau des joints statiques des pompes chimiques est généralement du caoutchouc fluoré et des matériaux en polytétrafluoroéthylène sont utilisés dans des cas particuliers ; la configuration matérielle des anneaux dynamiques et statiques de la garniture mécanique est plus critique, et ce n'est pas le meilleur pour le carbure cémenté par rapport au carbure cémenté. Le prix élevé est un aspect, et il n'est pas raisonnable qu'il n'y ait pas de différence de dureté entre les deux, il est donc préférable de les traiter différemment selon les caractéristiques du support.
(Remarque : la huitième édition de l'API 610 de l'American Petroleum Institute contient des réglementations détaillées sur la configuration typique des garnitures mécaniques et des systèmes de tuyauterie à l'annexe D.)
05. Effet de la viscosité
La viscosité du fluide a une grande influence sur les performances de la pompe. Lorsque la viscosité augmente, la courbe de tête de la pompe diminue, et la tête et le débit des meilleures conditions de fonctionnement diminuent en conséquence, tandis que la puissance augmente, donc l'efficacité diminue.