Axiálne delené vedenie čerpadla: Obmedzenia plášťa, materiály a pravidlá výberu

Plánovač údržby v petrochemickom komplexe s kapacitou 600 000 t/r dokáže zdvihnúť rotor z axiálne deleného čerpadla a vrátiť stroj do prevádzky počas jednej osemhodinovej zmeny. Rovnaká práca na radiálne delenej skrini s rovnakou prevádzkou trvá dva až tri dni, pretože sacia a výtlačná príruba, spojka a niekedy aj základná doska sa musia zlomiť, kým sa zväzok rotorov pohne. Táto medzera tri ku jednej v čase obratu rozhoduje o väčšom výbere čerpadiel ako krivky účinnosti.

Táto otázka sa znovu objavuje pri každej rekonštrukcii, zvýšení kapacity a výmene v korozívnom zaťažení. Riešia to štyri technické fakty: ako je plášť rozdelený, aký tlak dokáže skrutkový spoj udržať, čo médium robí s kovom a ako sa bude stroj udržiavať v priebehu nasledujúcich dvadsiatich rokov.

Čo je axiálne rozdelené čerpadlo a kde sa nachádza v API 610

Axiálne delené čerpadlo je odstredivé čerpadlo, ktorého plášť je rozdelený v horizontálnej rovine cez os hriadeľa, takže horná polovica môže byť zdvihnutá z rotora bez narušenia sacieho potrubia, výtlačného potrubia, pohonu alebo základov.

API 610, štandard, ktorým sa riadia čerpadlá pre rafinérie a petrochemické čerpadlá, rozoznáva dve axiálne rozdelené rodiny ložísk.

• BB1: jeden alebo dva stupne, zvyčajne s dvojitým nasávacím obežným kolesom, pokrývajúce úlohy s vysokým prietokom so stredným spádom, ako je preprava ropy, chladiaca voda a pomocné čerpadlo.
• BB3: viacstupňové horizontálne delené puzdro s protiľahlými obežnými kolesami, nesúce hlavu, ktorú jeden stupeň nedokáže, pričom má prístup k hornej polovici.

Termín sa pravidelne zamieňa s axiálnym prietokovým čerpadlom, ktoré pohybuje kvapalinou pozdĺž osi hriadeľa s obežným kolesom v tvare vrtule. Axiálny prietok opisuje hydraulickú dráhu; axiálne delené opisuje kĺb plášťa. Zmiešaním týchto dvoch v žiadosti o cenovú ponuku vznikne nesprávna cenová ponuka a príležitostne nesprávny stroj na mieste.

Rovnaká logika horizontálneho spoja robí z jednostupňovej jednotky s dvojitým nasávaním praktickú pre veľké úlohy spojené s cirkuláciou vody a ropy.

Dvojité sacie čerpadlo S SH na cirkuláciu vody a prepravu ropy Axiálne rozdelené dvojstupňové čerpadlo s dvojitým nasávaním vhodné pre veľké úlohy cirkulujúcej vody a ropy, s rýchlejším prístupom k rotačnému prvku pre údržbu. Zobraziť produkt →

Prístup k údržbe: Prečo axiálne rozdelené čerpadlá vyhrávajú v čase obrátky

Pri podobnej prevádzke axiálne rozdelené puzdro skracuje čas prístupu k rotačnému prvku o 60 až 75 percent oproti radiálne rozdelenému puzdru s rovnakým prietokom a hlavou.

Túto medzeru vytvárajú tri mechanické detaily.

• Vodorovný spoj je jedna skrutkovaná príruba. Zdvíhanie hornej polovice nevyžaduje žiadne lámanie potrubia, žiadne laserové zarovnávanie a žiadne injektážne práce.
• Dištančná spojka umožňuje axiálne vytiahnutie zväzku rotora, keď je horná polovica vypnutá.
• Protiľahlé obežné kolesá v BB3 rušia väčšinu axiálneho ťahu hydraulicky, takže tu nie je žiadny vyvažovací bubon, žiadna vyvažovacia línia a o jeden opotrebiteľný diel menej na prestavbu.

Kĺb trestá aj neopatrnú prácu. Špirálovo vinuté tesnenie s pružnou grafitovou výplňou, riadená sekvencia uťahovania skrutiek s krížovým vzorom a opätovný krútiaci moment po prvom zahrievacom cykle oddeľujú plášť, ktorý zostane roky suchý, od plášťa, ktorý plače pri každej tepelnej odchýlke.

Závody, ktoré prevádzkujú BB1 alebo BB3 ako náhradný stroj, zvyčajne uchovávajú vyváženú zostavu rotora na polici. Výmena vopred vyváženej kazety je jednozmenná a odstránený rotor ide do dielne, zatiaľ čo čerpadlo beží.

Tlakové a teplotné stropy: kde horizontálny spoj prestane fungovať

Axiálne rozdelené puzdro je správnou odpoveďou až do približne 40 barov pre jednostupňový BB1 a približne 100 až 150 barov pre viacstupňový BB3. Nad tým sa skrutkované horizontálne ohraničenie stáva najmenej spoľahlivou časťou stroja a vyhráva radiálne delený alebo sudový plášť.

Dôvod je geometrický. Horizontálny spoj je kontinuálna cesta úniku prebiehajúca po celej dĺžke plášťa na oboch stranách hriadeľa, zhruba dvakrát dlhšia ako radiálny spoj, a každých ďalších 10 barov výtlačného tlaku znásobuje zaťaženie skrutky potrebné na udržanie stlačeného tesnenia.

Vodorovný spoj nie je slabý dizajn. Ide o dizajn s tlakovým stropom a tento strop je nastavený skôr zaťažením skrutky, dotvarovaním tesnenia a tepelným cyklovaním než obežným kolesom.

Teplota sa správa rovnakým spôsobom. Rozdielna expanzia medzi hornou a dolnou polovicou mierne otvára spoj pri každom zahriatí, takže nad približne 200 C je potrebné zvoliť tesnenie pre elastické zotavenie a nie samotné stlačenie. To je bod, v ktorom skúsení inžinieri prechádzajú na radiálne delené puzdro.

Materiály rozhodujú o tom, či puzdro prežije médium

Výber materiálu, nie delená konštrukcia, rozhoduje o tom, či čerpadlo vydrží päť rokov alebo päť mesiacov v rovnakom prevádzkovom bode.

Telesá pre axiálne delené procesné čerpadlá sa bežne dodávajú v jednej z týchto skupín.

• Uhlíková oceľ A216 WCB pre vodu, soľanku a neškodné uhľovodíky.
• Austenitická nehrdzavejúca 304 a 316L pre zriedené kyseliny a všeobecné chemické služby.
• Duplex 2205 a super duplex 2507, kde chloridy vylučujú 316L cez korózne praskanie pod napätím.
• CD4MCu a podobné liate duplexné triedy pre abrazívne a korozívne kaly.
• Zliatiny niklu, ako je Hastelloy, plus titán, pre silné chloridy a oxidačné kyseliny.
• Tepelne odolný 2520 pre vysokoteplotné procesné prúdy.

Jiangsu Huanyu Chemical New Materials Co., Ltd. odlieva a obrába čerpadlá v Jingjiangu od roku 1987 a prevádzkuje vlastnú zlievareň, lisovne, obrábanie a montážne dielne na nekovy s viac ako 300 špecifikáciami. Na tomto vertikálnom reťazci záleží vo fáze výberu: zlieváreň pred zadaním objednávky potvrdí, ktorá trieda je skutočne odlievateľná pri požadovanej hrúbke profilu, namiesto toho, aby ju objavila v modelárni.

Platí jedno upozornenie. Ak je médium silne kyslé a prietok je mierny, čerpadlo s fluoroplastom alebo bez tesnenia s magnetickým pohonom je často lacnejšie a bezpečnejšie ako kovové puzdro, pretože zmáčaná hranica je skôr polymér než zliatina. Prispôsobte štýl puzdra povinnosti, nikdy nie naopak.

Axiálne rozdelené alebo radiálne rozdelené: praktické porovnanie

Pri tlaku nad 150 barov v rafinérskej vsádzke a hydrospracovaní je jedinou rozumnou voľbou radiálne delený alebo sudový stroj. Na okruhu chladiacej vody s výkonom 3 000 m3/h alebo na prepravnom potrubí ropy vyhráva axiálne delené puzdro v nákladoch na životný cyklus, pretože úspora údržby sa opakuje pri každom otvorení stroja.

Tam, kde je služba uprostred, poskytuje horizontálne procesné čerpadlo so spätným výsuvom kompromis: rotor sa vysunie zozadu bez pretrhnutia sacieho potrubia, aj keď nie tak rýchlo ako zdvihnutie hornej polovice.

Štandardné chemické odstredivé čerpadlo série CZ Horizontálne DIN/ISO jednostupňové chemické čerpadlo pre neutrálne, korozívne, horúce, studené, čisté alebo časticami zaťažené kvapaliny v chemických, petrochemických, rafinérskych, energetických, farmaceutických a vodárenských činnostiach. Zobraziť produkt →

Ako správne špecifikovať axiálne delené čerpadlo

Šesť vstupov rozhoduje o tom, či axiálne rozdelené čerpadlo beží dvadsať rokov alebo sa stane povinnosťou údržby.

1. Opravte celú prevádzkovú obálku, nie menovitý bod. Prietoky o 20 percent nad a pod dizajnom menia špecifickú rýchlosť, úpravu obežného kolesa a vyváženie axiálneho ťahu.
2. Potvrďte rezervu NPSH v najhoršom prevádzkovom prípade. Polmetrový okraj na papieri zmizne po prvom znečistení sacieho sitka.
3. Vyberte počet stupňov podľa rýchlosti hriadeľa. Osem stupňov pri 3600 ot./min nie je rovnaký stroj ako štyri stupne pri 1800 ot./min, dokonca ani pri identickej hlave.
4. Prispôsobte metalurgiu médiu v každej zmáčanej časti: skriňa, obežné koleso, trecie krúžky, hriadeľ a tesniaca komora.
5. Mechanickú upchávku a jej plán potrubia API 682 špecifikujte s čerpadlom, nie za ním. Porucha tesnenia, nie porucha hydrauliky, spôsobuje väčšinu výpadkov procesného čerpadla.
6. Pred zadaním objednávky sa dohodnite na zozname náhradných dielov a intervale kontroly. O tom, ako dlho potrvá neplánovaný výpadok, rozhoduje náhradný rotor a náhradné tesnenie kazety.

Veľká časť tohto postupu sa prenáša do širšej rodiny procesných čerpadiel a sprievodcu ďalej ako vybrať petrochemické procesné čerpadlo pridáva kontroly, ktoré platia, keď sa stroj posadí do licencovanej rafinérskej jednotky.

Často kladené otázky o axiálne delených čerpadlách

Aký je rozdiel medzi axiálne deleným a radiálne deleným čerpadlom?

Kĺb puzdra je celý rozdiel. Na vodorovnú stredovú líniu je priskrutkované axiálne rozdelené puzdro, takže horná polovica sa zdvihne a rotor sa odkryje bez toho, aby sa dotkol potrubia. Okolo vertikálnej osi je priskrutkované radiálne rozdelené puzdro, takže rotor vychádza pozdĺž osi hriadeľa, čo na väčších strojoch znamená prerušenie spojky a potrubných spojov.

Aký maximálny tlak môže zvládnuť axiálne delené čerpadlo?

Jednostupňový BB1 je normálne obmedzený na výstupný tlak približne 40 barov. Viacstupňové konštrukcie BB3 bežia na 100 alebo 150 barov v závislosti od počtu stupňov, veľkosti skrutky a detailu spoja. Pri tlaku nad 150 barov prevládajú puzdrá hlavne, pretože tlaková hranica sa stáva jedným valcovým výkovkom a nie dvoma skrutkovanými polovicami.

Prečo viacstupňové axiálne delené čerpadlá používajú protiľahlé obežné kolesá?

Protiľahlé obežné kolesá rušia väčšinu hydraulického axiálneho tlaku vo vnútri skrine, takže axiálne ložisko nesie iba zvyškové zaťaženie a nie je potrebný žiadny vyvažovací bubon alebo vyvažovacie vedenie. Odstránenie týchto častí odstráni dva bežné body zlyhania a skráti rotor, čo uľahčuje vyzdvihnutie cez otvor v hornej polovici.

Zvládne axiálne delené čerpadlo agresívne chemikálie?

Áno, pokiaľ sa metalurgia zhoduje s médiom. Duplex 2205, super duplex 2507, CD4MCu, Hastelloy a titán rozširujú dizajn do chloridových, kyslých a abrazívnych služieb. V prípade silne agresívnych médií pri nízkom prietoku je zvyčajne menej rizikovou voľbou čerpadlo s magnetickým pohonom s fluoroplastom alebo bez tesnenia.

Máte pracovný bod, ktorý je potrebné skontrolovať? Pošlite prietok, výšku, teplotu, špecifickú hmotnosť a médium inžinierskemu tímu cez kontaktná stránka a požiadajte o počet fáz a kombináciu materiálov pred zmrazením údajového listu.