不同的场合,不同的介质,不同的材料...选择合适的化工泵似乎不那么容易。此次特意整理了关于选泵最重要方面知识。
(1)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,如磁力驱动泵、隔膜泵、屏蔽泵。
(2)对输送腐蚀性介质的泵,要求对流部件采用耐腐蚀性材料,如AFB不锈钢耐腐蚀泵,CQF工程塑料磁力驱动泵。
(3)对输送含固体颗粒介质的泵,要求对流部件采用耐磨材料,必要时轴封用采用清洁液体冲洗。
(1)离心泵具有转速高、体积小、重量轻、效率高、流量大、结构相对比较简单、输液无脉动、性能平稳、容易操作和维修方便等特点。
(3)扬程要求很高,流量很小且无合适小流量高扬程离心泵可选用时,可选用往复泵,如汽蚀要求不高时也可选用旋涡泵。
(5)介质粘度较大(大于650~1000mm2/s)时,可考虑选用转子泵或往复泵(齿轮泵、螺杆泵)
(6)介质含气量75%,流量较小且粘度小于37.4mm2/s时,可选用旋涡泵。
(7)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)专用泵膜泵。
流量是选泵的重要性能数据之一,它必然的联系到整个装置的的生产能力和输送能力。如设计院工艺设计中能算出泵正常、最小、最大三种流量。选择泵时,以最大流量为依据,兼顾正常流量,在没有最大流量时,通常可取正常流量的1.1倍作为最大流量。
装置系统所需的扬程是选泵的又一重要性能数据,一般要用放大5%-10%余量后扬程来选型。
液体性质,包括液体介质名称,物理性质,化学性质和其它性质,这涉及到系统的扬程,有效气蚀余量计算和合适泵的类型,选用泵材料和选用哪一种轴封型式等。
装置系统的管路布置条件指的是送液高度送液距离送液走向,吸入侧最低液面,排出侧最高液面等一些数据和管道规格及其长度、材料、管件规格、数量等,以便进行系梳扬程计算和汽蚀余量的校核。
操作条件的确定,如液体的操作T饱和蒸汽力、吸入侧压力(绝对)、排出侧容器压力、海拔高度、环境和温度操作是间隙的还是连续的、泵的位置是固定的还是可移的。都是选型时的重要依据。
A.合理选择管道直径,管道直径大,在相同流量下、液流速度小,阻力损失小,但价格高,管道直径小,会导致阻力损失急剧增大,使所选泵的扬程增加,配带功率增加,成本和运行的成本都增加。因此应从技术和经济的角度综合考虑。
C.管道布置应尽可能布置成直管,尽量减小管道中的附件和尽量缩小管道长度,必须转弯的时候,弯头的弯曲半径应该是管道直径的3~5倍,角度尽可能大于90℃。
D.泵的排出侧必须装设阀门(球阀或截止阀等)和逆止阀。阀门用来调节泵的工况点,逆止阀在液体倒流时可防止泵反转,并使泵避免水锤的打击。(当液体倒流时,会产生巨大的反向压力,使泵损坏)
无泄漏是化工设备的永远追求,正是这种要求促成了磁力泵和屏蔽泵的应用日益扩展。
对于静密封来说,通常只有密封垫和密封圈两种形式,而密封圈又以O型圈应用最广;
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、平衡型和非平衡型之分,平衡型适用于高压介质的密封(通常指压力大于1.0MPa),双端面机封大多数都用在高温、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。
化工泵静密封的材料一般都会采用氟橡胶,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,并不是硬质合金对硬质合金就最好,价格高是一方面,两者没有硬度差也并不合理,所以最好根据介质特点区别对待。
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。
输送硫酸的泵阀一般会用高硅铸铁(铸造及加工难度大)、高合金不锈钢(20号合金)制造。氟塑料具备比较好的耐硫酸性能,采用衬氟泵(F46)是一种更为经济的选择。
绝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的能力,所以内衬橡胶泵和塑料泵(如聚丙烯、氟塑料等)是输送盐酸的最好选择。
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316、316L)对硝酸的耐蚀性不仅不优于普通不锈钢(如304、321),有时甚至不如。而对于高温硝酸,一般会用钛及钛合金材料。
它是有机酸中腐蚀性最强的物质之一,普通钢铁在一切浓度和温度的醋酸中都会严重腐蚀,不锈钢是优良的耐醋酸材料,含钼的316不锈钢还能适用于高温和稀醋酸蒸汽。对于高温高浓醋酸或含有其它腐蚀介质等苛刻要求时,可选用高合金不锈钢或氟塑料泵。
普通不锈钢对碱液的耐蚀性与铸铁相比无显著优点,只要介质中容许少量铁份掺入不推荐采用不锈钢。
对于高温碱液多采用钛及钛合金或者高合金不锈钢。公司一般铸铁泵均可用于常温低浓度碱液,特别的条件时可采用各类不锈钢泵或氟塑料泵。
大多数金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。
普通钢铁在氯化钠溶液和海水、咸水中腐蚀率不太高,一般须采用涂料保护。各类不锈钢也有很低的均匀腐蚀率,但可能因氯离子而引起局部性腐蚀,一般会用316不锈钢较好。
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、、丁醚等,它们基本没腐蚀性,常用材料均可适用,具体选用时还应根据介质的属性和有关要求做出合理选择。
另外有必要注意一下的是酮、酯、醚对多种橡胶有溶解性,在选择密封材料时避免出错。
介质的粘度对泵的性能影响是很大的,当粘度增加时,泵的扬程曲线下降,最佳工况的扬程和流量均随之下降,而功率则随之上升,因而效率降低。一般样本上的参数均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关换算图表)。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。
对于温度不高于120℃的介质,通常不设置专门的冷却系统,多采用本身介质来润滑和冷却。
对于120℃以上、300℃以内的介质,一般在泵盖上须设有冷却腔,密封室也应接通冷却液(须配双端面机械密封),当不允许冷却液渗入介质中时,应采取将本身介质冷却后接入(可通过简易热交换器实现)。
对于300℃以上的高温介质,不仅泵头部分需要冷却,悬架轴承室也应设有冷却系统,泵结构一般为中心支承形式,机械密封最好采用金属波纹管型,但价格高(价格是普通机封的10多倍)。