Špecifikácia odstredivého čerpadla pre chemický proces nikdy nie je len o prietoku a dopravnej výške. Procesný inžinier, ktorý si vyberie prečerpávacie čerpadlo API 610, sa musí rozhodnúť medzi previslou a medziložiskovou konfiguráciou, jednostupňovým alebo viacstupňovým rotorom a horizontálnym alebo vertikálnym puzdrom. Okrem toho môže byť architektúrou tesnenia konvenčné mechanické tesnenie alebo spojka magnetického pohonu. Každá voľba zmení plán údržby, rozpočet náhradných dielov a správanie sa čerpadla, keď sa proces zhorší. Táto príručka vysvetľuje typy odstredivých čerpadiel ktoré sú skutočne dôležité v korozívnom, abrazívnom a vysokoteplotnom prevádzke a poskytujú rámec pre výber toho správneho pri prvom prechode.
Odstredivé čerpadlo je rotodynamický stroj, ktorý premieňa rotačnú energiu na rýchlosť a tlak tekutiny prostredníctvom rotujúceho obežného kolesa. Typy čerpadiel sa líšia počtom stupňov, podperou ložísk, orientáciou krytu a architektúrou tesnenia.
O každom type odstredivého čerpadla rozhodujú štyri konštrukčné osi
Odstredivé čerpadlo je klasifikované podľa štyroch konštrukčných osí: usporiadanie obežného kolesa, poloha podpery rotora, orientácia krytu a architektúra tesnenia. Štandard API 610, najrozšírenejšia špecifikácia pre petrochemické čerpadlá, ich formalizuje do konfigurácií OH (nadsadené), BB (medzi ložiskami) a VS (vertikálne). Keď viete, do ktorej kategórie čerpadlo patrí, zistíte jeho rozpätie ložísk, usporiadanie nasávania a očakávanú cestu údržby ešte predtým, ako otvoríte technický list.
Napríklad čerpadlo OH2 má jednu súpravu ložísk a samostatné puzdro ložiska, zatiaľ čo čerpadlo BB2 má dve súpravy ložísk a axiálne delené puzdro. Tieto štrukturálne rozdiely nie sú kozmetické; určujú, ako sa čerpadlo udržiava a čo sa stane, keď stratí splachovaciu vodu. Na kartách s údajmi nižšie sú zhrnuté štrukturálne rozdiely, ktoré riadia väčšinu rozhodnutí o výbere.
Jednostupňový verzus viacstupňový: Ako etapa mení hlavu a náklady
Ak je možné požadovanú dopravnú výšku vyrobiť jedným obežným kolesom pri dostupnej rýchlosti, jednostupňové čerpadlo je najekonomickejšou voľbou z hľadiska prvých nákladov, účinnosti a údržby. Jednostupňové závesné čerpadlo dodáva približne 20 až 150 m výšky pri 2900 ot./min. To zahŕňa väčšinu povinností spojených s prenosom chemikálií, od dávkovania kyseliny až po cirkuláciu procesnej vody. Krátky hriadeľ udržuje mechanickú upchávku v dosahu a celé obežné koleso možno vybrať bez narušenia sacieho potrubia.
Jednostupňové horizontálne chemické čerpadlo na korozívne kvapaliny Toto čerpadlo série CZ sa zhoduje s popísaným jednostupňovým zaťažením a ponúka spoľahlivý prenos chemikálií v súlade s normou DIN/ISO. Vyhovuje kvapalinám s nízkou až vysokou teplotou, vrátane korozívnych a granulovaných médií, čo z neho robí praktickú štandardnú voľbu pre mnohé spracovateľské odvetvia. Zobraziť produkt → Viacstupňové čerpadlo naskladá obežné kolesá do jedného krytu a každý stupeň pridá svoj vlastný prírastok dopravnej výšky. Celková hlava je aditívna, takže viacstupňové rotory dosahujú 2000 m alebo viac. To z nich robí jediný praktický typ pre napájanie kotlov, vysokotlakové umývacie systémy a recyklačné linky s minimálnym prietokom v rafinačných jednotkách. Trestom je dlhší hriadeľ, viac ložísk a viac opotrebovacích krúžkov, čo výrazne zvyšuje celkové náklady na údržbu.
Previsnuté vs. medzi ložiskami: Čo ovláda konfigurácia ložiska
Ložiskové čerpadlo podopiera obežné koleso na jednom konci hriadeľa pomocou jednej sady ložísk. Obežné koleso je vykonzolované za ložiskami. Do tejto rodiny patria typy API 610 OH1, OH2, OH3 a OH4. V konfigurácii OH2 má obežné koleso jediné nasávanie a hriadeľ je relatívne krátky, vďaka čomu je výchylka nízka a životnosť tesnenia je predvídateľná.
Medziložiskové čerpadlo zároveň umiestňuje obežné koleso medzi dve podpery ložísk, ako pri typoch BB1 až BB5. Tým sa zmení dostupná geometria obežného kolesa. Obežné koleso s dvojitým nasávaním sa hodí iba do konštrukcie medzi ložiskami a vyrovnáva axiálny ťah, aby sa dosiahli oveľa vyššie prietoky. Ak vaša služba vyžaduje viac ako 1 000 m3/h, konfigurácia medzi ložiskami je zvyčajne základnou líniou, nie voľbou.
Previsnuté čerpadlo
- Kompaktný, krátky hriadeľ
- Jednoduchý prístup k mechanickému uzáveru
- Najlepšie pre väčšinu úloh spojených s prenosom chemikálií
Medzi ložiskami pump
- Dlhší hriadeľ, dve sady ložísk
- Podporuje obežné koleso s dvojitým nasávaním
- Najlepšie pre služby s vysokým prietokom
Horizontálna vs. vertikálna inštalácia: Podlahová plocha a NPSH
Horizontálne inštalácie sú štandardné v procesných zariadeniach, pretože rotor sa dá ľahko zarovnať a skontrolovať. Vertikálne inštalácie sa vyberajú, keď je priestor na pozemku obmedzený alebo keď sa čerpadlo musí spustiť s nulovou kladnou sacou výškou. Vertikálne kalové čerpadlo (VS4) je správnou odpoveďou pre tankovisko alebo zbernú jamu, kde hladina kvapaliny leží pod osou čerpadla.
In-line vertikálne čerpadlá sa montujú priamo do potrubia, čo eliminuje základnú dosku čerpadla a znižuje pôdorys. Vertikálne turbínové čerpadlá sú na druhej strane postavené z modulárnych misových sekcií a sú bežné v systémoch chladiacej vody a požiarnej vody, kde zdrojom je čerpacia nádrž alebo nádrž. Vertikálne čerpadlá stoja viac na jednotku výkonu, ale môžu byť jediným spôsobom, ako uspokojiť tesné usporiadanie alebo nízku požiadavku na NPSH.
Odstredivé čerpadlá s magnetickým pohonom: typ bez tesnenia
Odstredivé čerpadlo s magnetickým pohonom nahrádza mechanické tesnenie magnetickou spojkou, čím sa úplne eliminuje dynamická cesta úniku. Zostava vonkajšieho magnetu sa otáča s motorom a poháňa rotor s vnútorným magnetom pripojený k obežnému kolesu. Ochranná škrupina oddeľuje mokrú a suchú stranu. Pretože neexistuje žiadne dynamické tesniace rozhranie, jediné možné netesnosti sú cez statické tesnenia, ktoré možno monitorovať pomocou sekundárneho ochranného obalu.
Bezuzáverové čerpadlo s magnetickým pohonom na nebezpečné kvapaliny Magnetické čerpadlo CQB eliminuje dynamické tesnenia a úplne zabraňuje úniku. Je ideálny pre horľavé, toxické alebo vzácne kvapaliny, kde je zlyhanie tesnenia neprijateľné a jeho materiály odolné voči korózii bezpečne zvládajú agresívne médiá. Zobraziť produkt → Tento typ je prvou voľbou pre nebezpečné rozpúšťadlá, kryštalizujúce chemikálie a agresívne kyseliny, kde by zlyhanie mechanického tesnenia predstavovalo bezpečnostné alebo environmentálne riziko. Čerpadlá s magnetickým pohonom tiež zmenšujú plány preplachovania tesnenia a podporné systémy požadované API 682. V korozívnom médiu sú zmáčané časti často obložené fluoroplastom a hnacie magnety umožňujú, aby čerpadlo bežalo na krátke obdobia nasucho, keď sa proces rozprúdi.
Porovnanie hlavných typov odstredivých čerpadiel v chemickej prevádzke
V tabuľke nižšie sú zhrnuté praktické rozdiely medzi štyrmi rodinami čerpadiel. Je to prvotriedny skríningový nástroj pre procesného inžiniera, ktorý prechádza z pracovného bodu do užšieho výberu. Typy odstredivých čerpadiel, ktoré sú tu zobrazené, dominujú v chemickom procese.
| Konfigurácia | Usporiadanie ložísk | Rozsah hlavy | Rozsah prietoku | Typická služba |
| Previs (OH) | Jedna sada ložísk | 20-150 m | 5-2000 m3/h | Chemický prenos, dávkovanie |
| Medzi ložiskami (BB) | Dve sady ložísk | 50-500 m | 20-5000 m3/h | Veľký obeh |
| Vertikálne (VS) | Vertikálny hriadeľ | 10-300 m | 5-3000 m3/h | Žumpa, presun nádrže |
| Magnetický pohon | Spojka bez tesnenia | 20-150 m | 1-400 m3/h | Nebezpečné rozpúšťadlá |
Ako vybrať typ odstredivého čerpadla pre skutočné chemické procesy
Začnite od najhoršieho servisného bodu, nie od normálneho prevádzkového bodu. Prevádzkový bod pri maximálnom prietoku, maximálnej dopravnej výške a najvyššej procesnej teplote nastaví veľkosť čerpadla. Zhromaždite vlastnosti tekutiny a obmedzenia lokality a potom použite tabuľku na odstránenie rodín.
- Prietok nad 1000 m3/h: zvoľte medziložiskové dvojsacie čerpadlo.
- Nadmorská výška nad 150 m: vykročte k viacstupňovému dizajnu.
- Korozívne médiá pod pH 3: použite odstredivé čerpadlo s fluoroplastovým obložením.
- Požiadavka na nulový únik: vyberte si čerpadlo s magnetickým pohonom bez tesnenia.
- Obmedzený priestor na podlahe alebo nízke sanie: použite vertikálne čerpadlo.
Fluoroplastové odstredivé čerpadlo na agresívne kyseliny Čerpadlo FSB používa časti zmáčané fluoroplastom, ktoré odolávajú silným kyselinám, oxidantom a korozívnym médiám. Jeho dizajn bez tesnenia zabraňuje kvapkaniu, vďaka čomu je spoľahlivým pracantom pre chemický, farmaceutický a spracovateľský priemysel s náročnými úlohami. Zobraziť produkt → Kyselina sírová, žieravina, soľanka a vlhký chlór sa v odstredivom čerpadle správajú odlišne. Pre agresívne médiá pod pH 3 je spoľahlivým ťahúňom odstredivé čerpadlo s fluoroplastovým obložením s otvoreným alebo polootvoreným obežným kolesom. Pre služby, ktoré netolerujú žiadne kvapkanie, je bezpečnejšou voľbou bezupchávkové čerpadlo s magnetickým pohonom, aj keď jeho účinnosť je o niečo nižšia ako u zapečateného čerpadla.
Chyba pri výbere sa objaví v prvom mesiaci: zlyhanie preplachovania tesnenia, kavitačný hluk alebo mŕtva hlava. Dostupná NPSH je často limitujúcim faktorom. Ak sa čerpadlo musí zdvíhať z otvorenej vane, bezpečnejšou cestou je vertikálna konfigurácia alebo samonasávacie čerpadlo. Predtým, ako sa zaviažete, skontrolujte kritériá výberu čerpadla API 610, najmä ak je kvapalina kyslá alebo jednotka beží pri vysokej teplote. Plný Sprievodca výberom petrochemického procesného čerpadla je k dispozícii na našej webovej stránke.
Často kladené otázky o typoch odstredivých čerpadiel
Aké sú najbežnejšie typy odstredivých čerpadiel?
Najbežnejšie kategórie sú závesné, medziložiskové, vertikálne a viacstupňové odstredivé čerpadlá. V rámci nich štandard API 610 definuje typy OH, BB a VS. Čerpadlá s magnetickým pohonom sú variáciou bez upchávky, ktorá sa používa, keď je potrebné úplne eliminovať únik.
Ako zistím, či potrebujem jednostupňové alebo viacstupňové čerpadlo?
Ak je celková dopravná výška pod cca 150 m pri 2900 ot./min., postačuje jednostupňové čerpadlo. Nad tým zvoľte viacstupňový dizajn. Bod kríženia závisí od priemeru obežného kolesa, rýchlosti motora a špecifickej rýchlosti nasávania.
Aký je rozdiel medzi previsnutým a medziložiskovým čerpadlom?
Ložiskové čerpadlo má jednu súpravu ložísk na jednej strane obežného kolesa, zatiaľ čo medziložiskové čerpadlo má ložiská na oboch stranách obežného kolesa. Konštrukcia medzi ložiskami umožňuje obežné koleso s dvojitým nasávaním a oveľa vyššie prietoky.
Čo je odstredivé čerpadlo s magnetickým pohonom?
Ide o odstredivé čerpadlo, v ktorom magnetická spojka prenáša krútiaci moment cez ochranný plášť, čím sa eliminuje mechanické tesnenie a jeho úniková cesta. Tento typ sa používa pre nebezpečné rozpúšťadlá, reaktívne chemikálie a prostredia, kde nie je povolený únik.
