Projektējot iekārtu, projektēšanas institūtam jānosaka sūkņa mērķis un veiktspēja un jāizvēlas sūkņa tips. Šī izvēle vispirms jāsāk ar sūkņa veidu un formu. Tātad, kādi principi būtu jāizmanto, izvēloties sūkni? Kas ir par pamatu?
Sūkņa izvēles pamats
Sūkņa izvēles pamats ir jāapsver no pieciem aspektiem, pamatojoties uz procesa plūsmu un ūdens apgādes un drenāžas prasībām, proti, šķidruma padeves tilpumu, ierīces galvu, šķidruma īpašībām, cauruļvada izkārtojumu un darbības apstākļiem.
1. Plūsmas ātrums
Plūsmas ātrums ir viens no svarīgiem veiktspējas datiem sūkņa izvēlei, kas ir tieši saistīts ar visas ierīces ražošanas jaudu un piegādes jaudu. Piemēram, projektēšanas institūts procesa projektā var aprēķināt sūkņa normālo, minimālo un maksimālo plūsmas ātrumu. Izvēloties sūkni, par pamatu tiek ņemts maksimālais plūsmas ātrums, ņemot vērā parasto plūsmas ātrumu. Ja nav maksimālā plūsmas ātruma, par maksimālo plūsmas ātrumu parasti var uzskatīt 1,1 reizi lielāku par parasto plūsmas ātrumu.
2. Galva
Ierīces sistēmai nepieciešamā galva ir vēl viens svarīgs sūkņa izvēles veiktspējas dati. Parasti atlasei tiek izmantota galva pēc piemales palielināšanas par 5%-10%.
3. Šķidruma īpašības
Šķidruma īpašības ietver šķidrās vides nosaukumu, fizikālās īpašības, ķīmiskās īpašības un citas īpašības. Fizikālās īpašības ietver temperatūru c, blīvumu d, viskozitāti u, cieto daļiņu diametru un gāzes saturu vidē utt. Tas ietver sistēmas augstumu, efektīvās kavitācijas robežas aprēķinu un piemērotā sūkņa veidu: ķīmiskās īpašības galvenokārt attiecas uz ķīmisko koroziju un šķidrās vides toksicitāte, kas ir svarīgs pamats sūkņa materiālu izvēlei un vārpstas blīvējuma veida izvēlei.
4. Cauruļvadu izvietojuma nosacījumi
Ierīces sistēmas cauruļvadu izvietojuma nosacījumi attiecas uz šķidruma padeves augstumu, šķidruma padeves attālumu, šķidruma padeves virzienu, zemāko šķidruma līmeni iesūkšanas pusē, augstāko šķidruma līmeni izplūdes pusē un citiem datiem un cauruļvadu specifikācijām un to garumu, materiāli, cauruļu veidgabalu specifikācijas, daudzums utt., lai aprēķinātu sistēmas galvu un pārbaudītu kavitācijas rezervi.
5. Ekspluatācijas apstākļi
Darbības nosacījumi satur daudz satura, piemēram, šķidruma darbība T, piesātināta tvaika spēks P, sūkšanas puses spiediens PS (absolūts), izplūdes puses tvertnes spiediens PZ, augstums virs jūras līmeņa, apkārtējās vides temperatūra, vai darbība ir periodiska vai nepārtraukta, un vai sūkņa pozīcija ir fiksēta vai pārvietojama.
Naftas un ķīmiskā rūpniecība ieņem ļoti nozīmīgu vietu valsts ekonomikā. Ķīmisko procesu sūkņi kā galvenais palīgaprīkojums arī piesaista arvien lielāku uzmanību. Ņemot vērā ķīmisko vielu sarežģītās īpašības un pieaugošās vides aizsardzības prasības, kādiem aspektiem jāpievērš uzmanība, izvēloties ķīmiskos sūkņus?
01. Korozijas ietekme
Korozija vienmēr ir bijusi viens no satraucošākajiem ķīmisko iekārtu apdraudējumiem. Ja neesat piesardzīgs, tas vismaz sabojās aprīkojumu un sliktākajā gadījumā izraisīs negadījumus vai pat katastrofas. Saskaņā ar attiecīgo statistiku aptuveni 60% ķīmisko iekārtu bojājumu izraisa korozija. Tāpēc, izvēloties ķīmiskos sūkņus, vispirms jāpievērš uzmanība materiālu atlases zinātniskajam raksturam.
Parasti rodas pārpratums, ka nerūsējošais tērauds ir "universāls materiāls". Ir ļoti bīstami izmantot nerūsējošo tēraudu neatkarīgi no vides un vides apstākļiem. Tālāk ir apskatīti galvenie materiālu izvēles punkti dažiem bieži lietotiem ķīmiskiem līdzekļiem:
1. Sērskābe
Sērskābe kā viena no spēcīgajām korozīvām vidēm ir svarīga rūpnieciskā izejviela ar plašu pielietojumu. Dažādas koncentrācijas un temperatūras sērskābei ir liela materiālu korozijas atšķirība. Koncentrētai sērskābei, kuras koncentrācija ir lielāka par 80% un temperatūra ir mazāka par 80 grādiem, oglekļa tēraudam un čugunam ir laba izturība pret koroziju, taču tie nav piemēroti sērskābei ar lielu ātrumu un nav piemēroti lietošanai kā materiāli sūkņiem un vārstiem.
Parasts nerūsējošais tērauds, piemēram, 304 (0Cr18Ni9) un 316 (0Cr18Ni12Mo2Ti), arī ir ierobežots lietojums sērskābes vidē. Tāpēc sūkņi un vārsti sērskābes transportēšanai parasti ir izgatavoti no čuguna ar augstu silīcija saturu (grūti liešana un apstrāde) un augsti leģēta nerūsējošā tērauda (20. sakausējums). Fluoroplastmasai ir laba izturība pret sērskābi, un ar fluoru pārklātu sūkņu (F46) izmantošana ir ekonomiskāka izvēle. Uzņēmuma piemērojamie produkti ietver: IHF fluora oderējumu sūkņus, PF (FS) ļoti izturīgus pret koroziju centrbēdzes sūkņus, CQB-F fluora plastmasas magnētiskos sūkņus utt.
2. Sālsskābe
Lielākā daļa metālu materiālu nav izturīgi pret sālsskābes koroziju (ieskaitot dažādus nerūsējošā tērauda materiālus), un molibdēnu saturošu dzelzi ar augstu silīcija saturu var izmantot tikai sālsskābei, kuras temperatūra ir zemāka par 50 grādiem un 30%. Atšķirībā no metāla materiāliem, lielākajai daļai nemetālisko materiālu ir laba izturība pret koroziju pret sālsskābi, tāpēc gumijas sūkņi un plastmasas sūkņi (piemēram, polipropilēna, fluoroplastmasas utt.) ir labākā izvēle sālsskābes transportēšanai. Uzņēmuma piemērojamie produkti ietver: IHF fluora oderējumu sūkņus, PF (FS) spēcīgus korozijizturīgus centrbēdzes sūkņus, CQ polipropilēna magnētiskos sūkņus (vai fluoroplastikas magnētiskos sūkņus) utt.
3. Slāpekļskābe
Parasti lielākā daļa metālu ātri sarūsē un iznīcina slāpekļskābē. Nerūsējošais tērauds ir visplašāk izmantotais pret slāpekļskābi izturīgs materiāls. Tam ir laba izturība pret koroziju pret visu koncentrāciju slāpekļskābi istabas temperatūrā. Ir vērts pieminēt, ka molibdēnu saturošs nerūsējošais tērauds (piemēram, 316, 316L) ne tikai nav labāks par parasto nerūsējošā tērauda (piemēram, 304, 321) koroziju pret slāpekļskābi, bet dažreiz pat sliktāks.
Augstas temperatūras slāpekļskābei parasti izmanto titānu un titāna sakausējumu materiālus. Uzņēmuma piemērojamie produkti ir: DFL (W) H ķīmiskie sūkņi, DFL (W) PH ekranēti ķīmiskie sūkņi, DFCZ procesa sūkņi, DFLZP pašsūcošie ķīmiskie sūkņi, IH ķīmiskie sūkņi, CQB magnētiskie sūkņi utt., kas izgatavoti no 304.
4. Etiķskābe
Tā ir viena no kodīgākajām vielām starp organiskajām skābēm. Parastais tērauds tiks stipri sarūsēts visu koncentrāciju un temperatūru etiķskābē. Nerūsējošais tērauds ir lielisks etiķskābes izturīgs materiāls. Molibdēnu saturošu 316 nerūsējošo tēraudu var izmantot arī augstas temperatūras un atšķaidītas etiķskābes tvaikiem. Stingrām prasībām, piemēram, augstām temperatūrām un augstas koncentrācijas etiķskābei vai citiem kodīgiem materiāliem, var izvēlēties augstas leģētā nerūsējošā tērauda vai fluoroplastmasas sūkņus.
5. Sārms (nātrija hidroksīds)
Tērauds tiek plaši izmantots nātrija hidroksīda šķīdumos zem 80 grādiem un 30% koncentrācijā. Ir arī daudzas rūpnīcas, kurās joprojām tiek izmantots parastais tērauds 100 grādu temperatūrā un zem 75%. Lai gan korozija palielinās, tā ir ekonomiska.
Parastam nerūsējošajam tēraudam nav acīmredzamu priekšrocību salīdzinājumā ar čugunu, jo tā ir izturīga pret koroziju pret sārmu šķīdumu. Kamēr barotnei ir atļauts pievienot nelielu daudzumu dzelzs, nerūsējošais tērauds nav ieteicams. Augstas temperatūras sārmu šķīdumam galvenokārt izmanto titānu un titāna sakausējumus vai augsti leģētu nerūsējošo tēraudu. Uzņēmuma vispārējos čuguna sūkņus var izmantot zemas koncentrācijas sārmu šķīdumam istabas temperatūrā. Ja ir īpašas prasības, var izmantot dažāda veida nerūsējošā tērauda sūkņus vai fluoroplastmasas sūkņus.
6. Amonjaks (amonjaka hidroksīds)
Lielākajai daļai metālu un nemetālu šķidrā amonjakā un amonjaka ūdenī (amonjaka hidroksīdā) ir neliela korozija, tikai varš un vara sakausējumi nav piemēroti lietošanai. Lielākā daļa uzņēmuma produktu ir piemēroti amonjaka un amonjaka ūdens transportēšanai.
7. Sālījums (jūras ūdens)
Parasta tērauda korozijas ātrums nātrija hlorīda šķīdumā, jūras ūdenī un sālsūdenī nav ļoti augsts, un tam parasti ir nepieciešama pārklājuma aizsardzība; dažāda veida nerūsējošajam tēraudam ir arī ļoti zems vienmērīgs korozijas ātrums, taču tas var izraisīt lokālu koroziju hlorīda jonu dēļ, un 316 nerūsējošais tērauds parasti ir labāks. Visa veida uzņēmuma ķīmiskie sūkņi ir konfigurēti ar 316 materiāliem.
8. Alkoholi, ketoni, esteri, ēteri
Parastās spirta barotnes ir metanols, etanols, etilēnglikols, propanols utt., ketonu barotnes ietver acetonu, butanonu utt., esteru vidē ietilpst dažādi metilesteri, etilesteri utt., ētera vidē ir metilēteris, etilēteris, butilēteris. u.c., tie būtībā nav kodīgi, un var tikt izmantoti parasti izmantotie materiāli. Izvēloties, ir jāizdara saprātīga izvēle, pamatojoties uz vides īpašībām un saistītajām prasībām.
Ir arī vērts atzīmēt, ka ketoni, esteri un ēteri šķīst daudzos gumijas veidos, tāpēc izvairieties no kļūdām, izvēloties blīvējuma materiālus.
02. Citu faktoru ietekme
Parasti noplūdi cauruļvadu sistēmā var ignorēt rūpniecisko sūkņu procesa plūsmā, taču jāņem vērā procesa izmaiņu ietekme uz plūsmu. Ja lauksaimniecības sūkņi izmanto atvērtus kanālus ūdens transportēšanai, jāņem vērā arī noplūde un iztvaikošana.
Spiediens: sūkšanas tvertnes spiediens, drenāžas tvertnes spiediens, spiediena starpība cauruļvadu sistēmā (galvas zudums).
Cauruļvadu sistēmas dati (caurules diametrs, garums, cauruļvadu piederumu veids un skaits, ģeometriskais pacēlums no iesūkšanas tvertnes līdz spiediena tvertnei utt.).
Ja nepieciešams, jānozīmē arī ierīces raksturlīkne.
03. Cauruļvadu ietekme
Projektējot un sakārtojot cauruļvadus, jāņem vērā šādi jautājumi:
(1) Saprātīga cauruļvada diametra izvēle. Liels cauruļvada diametrs nozīmē mazu šķidruma plūsmas ātrumu un nelielu pretestības zudumu pie tāda paša plūsmas ātruma, taču cena ir augsta. Neliels cauruļvada diametrs izraisīs strauju pretestības zuduma pieaugumu, palielinās izvēlētā sūkņa galvu, palielinās jaudu, kā arī palielinās izmaksas un ekspluatācijas izmaksas. Tāpēc tas būtu jāapsver vispusīgi no tehniskā un ekonomiskā viedokļa.
(2) Izplūdes caurulei un tās cauruļu savienojumiem jāņem vērā maksimālais spiediens, ko tie var izturēt.
(3) Cauruļvadam jābūt pēc iespējas taisnākam, un cauruļvada piederumu skaitam un cauruļvada garumam jābūt pēc iespējas mazākam. Ja nepieciešams pagrieziens, elkoņa lieces rādiusam jābūt 3 līdz 5 reizes lielākam par cauruļvada diametru, un leņķim jābūt pēc iespējas lielākam.
(4) Sūkņa izplūdes pusē jāuzstāda vārsti (lodveida vārsti vai noslēgvārsti utt.) un pretvārsti. Vārstu izmanto sūkņa darbības punkta regulēšanai. Pretvārsts var novērst sūkņa apgriešanos, kad šķidrums plūst atpakaļ, un novērst sūkņa triecienu ar ūdens āmuru. (Kad šķidrums plūst atpakaļ, tiks radīts milzīgs pretējais spiediens, kas izraisa sūkņa bojājumus)
04. Plūsmas galvas ietekme
Plūsmas noteikšana
(1) Ja ražošanas procesā ir norādīts minimālais, parastais un maksimālais plūsmas ātrums, jāņem vērā maksimālais plūsmas ātrums.
(2) Ja ražošanas procesā tiek norādīts tikai parastais plūsmas ātrums, jāņem vērā noteikta rezerve.
ns100 lielas plūsmas un zemas spiediena sūkņiem plūsmas rezerve ir 5%, ns50 mazas plūsmas un augsta spiediena sūkņiem plūsmas rezerve ir 10%, 50 mazāka vai vienāda ar ns Mazāka vai vienāda ar 100 sūkņiem, plūsma rezerve arī ir 5%, sliktas kvalitātes sūkņiem un sliktiem darbības apstākļiem plūsmas rezervei jābūt 10%.
(3) Ja pamatdati norāda tikai svara plūsmu, tie jāpārvērš tilpuma plūsmā.
05, temperatūras ietekme
Augstas temperatūras vides transportēšana izvirza augstākas prasības sūkņa konstrukcijai, materiāliem un palīgsistēmām. Parunāsim par prasībām dzesēšanai pie dažādām temperatūras izmaiņām un uzņēmuma piemērojamajiem sūkņu veidiem:
(1) Apdrukājamajiem materiāliem, kuru temperatūra ir zemāka par 120 grādiem, īpaša dzesēšanas sistēma parasti netiek iestatīta, un pašu barotni galvenokārt izmanto eļļošanai un dzesēšanai. Tāpat kā DFL(W)H ķīmisko vielu sūkņi, arī DFL(W)PH ekranēti ķīmisko vielu sūkņi (ekranētā motora aizsardzības līmenim jābūt H līmenim, ja tas pārsniedz 90 grādus).
DFCZ parastā tipa un IH ķīmiskie sūkņi balstiekārtas struktūras dēļ var sasniegt augšējo temperatūras robežu 140 grādi ~ 160 grādi; IHF fluora oderējuma sūkņa maksimālā darba temperatūra var sasniegt 200 grādus; tikai parastajam CQB magnētiskajam sūknim ir darba temperatūra, kas nepārsniedz 100 grādus. Ir vērts pieminēt, ka viegli kristalizējamiem vai daļiņas saturošiem materiāliem ir jānodrošina blīvējuma virsmas skalošanas cauruļvads (saskarnes tiek rezervētas projektēšanas laikā).
(2) Ja barotne ir virs 120 grādiem un nepārsniedz 300 grādus, uz sūkņa vāka parasti ir jānodrošina dzesēšanas kamera, un blīvējuma kamerai arī jābūt savienotai ar dzesēšanas šķidrumu (jānodrošina divgalu mehāniskais blīvējums). Kad dzesēšanas šķidrumam nav atļauts iekļūt vidē, pati vide ir jāatdzesē un pēc tam jāpievieno (to var panākt, izmantojot vienkāršu siltummaini).
Šobrīd uzņēmuma izvēlei ir DFCZ ķīmisko procesu sūkņi, GRG augstas temperatūras cauruļvadu sūkņi un HPK karstā ūdens cirkulācijas sūkņi (izstrādājumā). Turklāt CQB-G augstas temperatūras magnētisko sūkni var izmantot augstas temperatūras vidēm 280 grādu robežās.
(3) Augstas temperatūras barotnēm virs 300 grādiem ir jāatdzesē ne tikai sūkņa galva, bet arī balstiekārtas gultņu kamerai jābūt aprīkotai ar dzesēšanas sistēmu. Sūkņa struktūra parasti ir centra atbalsta tips. Mehāniskais blīvējums ir vēlams metāla silfona tipa, bet cena ir augsta (cena ir vairāk nekā 10 reizes lielāka nekā parastajām mehāniskajām blīvēm). Šobrīd uzņēmumam ir tikai DFAY centrbēdzes eļļas sūkņi, kas var sasniegt 420 grādu temperatūru (tiek izstrādes stadijā).
06. Blīvēšanas veiktspējas ietekme
Nekāda noplūde ir mūžīgā dzīšanās pēc ķīmiskām iekārtām. Tieši šī prasība ir izraisījusi magnētisko sūkņu un ekranēto sūkņu pielietojumu. Tomēr vēl ir tāls ceļš ejams, lai patiesi nepanāktu noplūdi, piemēram, magnētiskā sūkņa izolācijas uzmavas un aizsargsūkņa ekranēšanas uzmavas kalpošanas laiks, materiāla bedrīšu problēma, statiskā blīvējuma uzticamība utt. Tagad īsi iepazīstināsim ar pamatinformāciju par blīvējumu.
Blīvējuma forma
Statiskajiem blīvējumiem parasti ir tikai divi veidi: blīvgredzeni un blīvgredzeni, un O veida gredzens ir visplašāk izmantotais blīvgredzens.
Dinamiskajām blīvēm ķīmiskajos sūkņos reti tiek izmantotas blīves un galvenokārt tiek izmantotas mehāniskās blīves. Mehāniskās blīves iedala viengala un divgala, balansētajos un nelīdzsvarotajos veidos. Līdzsvarotais tips ir piemērots augstspiediena materiālu blīvēšanai (parasti attiecas uz spiedienu, kas lielāks par 1.0MPa). Divu galu mehāniskās blīves galvenokārt tiek izmantotas augstas temperatūras, viegli kristalizējamām, viskozām, daļiņas saturošām un toksiskām gaistošām vidēm. Divu galu mehāniskajām blīvēm ir jāievada izolācijas šķidrums blīvējuma dobumā, un tā spiediens parasti ir 0.07–0,1 MPa lielāks par vidējo spiedienu.
Blīvēšanas materiāli
Ķīmisko sūkņu statisko blīvējumu materiāls parasti ir fluorkaučuks, un īpašos gadījumos tiek izmantoti politetrafluoretilēna materiāli; Mehāniskā blīvējuma dinamisko un statisko gredzenu materiāla konfigurācija ir kritiskāka, un tā nav vislabākā no cementēta karbīda uz cementētu karbīdu. Augstā cena ir viens no aspektiem, un nav saprātīgi, ka starp abiem nav cietības atšķirības, tāpēc vislabāk ir tos apstrādāt atšķirīgi atkarībā no vides īpašībām.
(Piezīme: Amerikas Naftas institūta API 610 astotajā izdevumā ir sīki izstrādāti noteikumi par mehānisko blīvējumu un cauruļvadu sistēmu tipisko konfigurāciju D pielikumā)
05. Viskozitātes ietekme
Vides viskozitātei ir liela ietekme uz sūkņa veiktspēju. Palielinoties viskozitātei, sūkņa spiediena līkne samazinās, un attiecīgi samazinās augstuma un plūsmas ātrums vislabākajā darba stāvoklī, savukārt jauda palielinās, līdz ar to efektivitāte samazinās.