Kryogénne čerpadlá| Dizajn, inštalácia a údržba
Predslov
S rozvojom chemického priemyslu, najmä vzostupom uhoľného chemického priemyslu ako náhrady za ropu v posledných rokoch, zariadenia na separáciu vzduchu smerujú k väčším rozsahom, vyšším úrovniam tlaku plynných produktov, tekutejším produktom, vyššej čistote produktov, nižším prevádzkovým nákladom. a stabilnú a spoľahlivú prevádzku zariadenia. V procesoch separácie vzduchu, vnútornej kompresii a procesoch výroby argónu bez vodíka bežne využívajú čerpadlá kryogénnej kvapaliny (ďalej len čerpadlá kryogénnej kvapaliny) ako procesné čerpadlá a výrobné čerpadlá. Čerpadlá na kryogénnu kvapalinu zohrávajú kľúčovú úlohu v procesoch separácie vzduchu a ich prevádzkový stav priamo ovplyvňuje, či celý proces separácie vzduchu môže splniť stanovené ciele.
Ako popredný dodávateľ zariadení na kryogénny plyn,Zoiun Fluid & Gas Equipment Co., Ltd.nazbierala rozsiahle skúsenosti s návrhom a aplikáciou čerpadiel kryogénnej kvapaliny. V súčasnosti poskytujeme zariadenia, ktoré spĺňajú medzinárodné štandardy na zabezpečenie efektívnej a stabilnej prevádzky. V dôsledku technologického rozdielu medzi domácimi a zahraničnými výrobkami sa domáce čerpadlá na kryogénnu kvapalinu zvyčajne používajú vo vysokotlakových, nízkoprietokových alebo nízkoprietokových vysokotlakových aplikáciách, zatiaľ čo zariadenia na separáciu vzduchu s kapacitou nad 20,{{5} } Nm³/h často používajú čerpadlá kryogénnej kvapaliny zahraničných značiek.
Medzi bežné zahraničné značky patria CRYOSTAR, CRYOMEC a ACD. Čerpadlá na kryogénnu kvapalinu sa vo všeobecnosti delia na vertikálne čerpadlá a horizontálne čerpadlá na základe ich konštrukcie. Horizontálne čerpadlá sa používajú hlavne na kvapaliny s malým prietokom, ako sú argónové čerpadlá, kyslíkové čerpadlá v malých jednotkách na separáciu vzduchu a plniace čerpadlá. Vertikálne čerpadlá kryogénnej kvapaliny sa používajú hlavne vo vnútorných jednotkách na separáciu stlačeného vzduchu s relatívne veľkými prietokmi, ako sú veľké procesné čerpadlá na separáciu vzduchu. Tento článok sa zameria na vertikálne čerpadlá.
Konštrukčný návrh čerpadiel na kryogénne kvapaliny
Princípy dizajnu
>Procesy separácie vzduchu zahŕňajú čerpadlá kvapalného kyslíka, čerpadlá kvapalného argónu, čerpadlá kvapalného dusíka a niekedy plniace čerpadlá, pričom všetky sú navrhnuté s jedným v prevádzke a jedným v pohotovostnom režime. Pre jednoduchú inštaláciu, údržbu a bezpečnosť je každé kvapalinové čerpadlo vyrobené so samostatným chladiacim boxom, ktorý je umiestnený mimo hlavného chladiaceho boxu jednotky separácie vzduchu. Na uľahčenie údržby sa na oddelenie dvoch čerpadiel používa priečka s panelom vyrobeným z Q235B a vystuženým sekciami na vhodných miestach. V procese navrhovania a výroby,Zoiun Fluid & Gas Equipment Co., Ltd.zaisťuje pevnosť konštrukcie pri plnom zohľadnení pohodlia prevádzky a údržby.
>CRYOSTAR používa prírubovú štruktúru pre hornú podporu svojich čerpadiel. Výskumný ústav skupiny Kaifeng Air Separation Group používa 30 mm hrubú oceľovú dosku na otvorenie otvoru v hornej časti malého chladiaceho boxu, zatiaľ čo ACD vo všeobecnosti vyrába samostatnú podperu, aby splnila štrukturálne požiadavky. Podpery zariadenia a podpery potrubí používané vo vnútornej skrini sú vyrobené z nehrdzavejúcej ocele, aby sa zabezpečila pevnosť materiálu v kryogénnom prostredí. Elastická páska PTFE sa používa ako podložka na spoji medzi kryogénnym potrubím a podperou potrubia. Použitie podpery s otvorom z oceľového plechu s hrúbkou 30 mm môže lepšie utesniť chladiaci box čerpadla, čím sa zabráni výmene tepla medzi vonkajším vlhkým vzduchom a vzduchom vo vnútri chladiaceho boxu, čím sa zlepší izolačný účinok chladiaceho boxu.Zoiuninžinieri tiež prijali podobné opatrenia v dizajne chladiaceho boxu, aby zabezpečili stabilnú prevádzku našich zariadení pri extrémne nízkych teplotách.
>Výtlačné potrubie kvapaliny na vstupe čerpadla musí byť vyvedené z hornej časti potrubia. Pretože je potrubie vykurovacieho plynu čerpadla inštalované na výstupnom potrubí čerpadla, musí byť nainštalovaný filter. Potrubie vykurovacieho plynu čerpadla musí byť tiež vyvedené z hornej časti potrubia. Podpery pre vstupné a výstupné potrubia čerpadla musia byť schopné odolať namáhaniu spôsobenému kontrakciou potrubí vo vnútri chladiaceho boxu a musia spĺňať požiadavky výrobcu čerpadla na podperu.Zoiunvenuje osobitnú pozornosť racionalite usporiadania potrubí pri návrhu zariadenia, aby sa zabezpečila stabilita zariadenia v rôznych pracovných podmienkach.
>Po vstupnom ventile čerpadla je pridaný poistný ventil s úrovňou tlaku zmenenou na 5 barg (1 bar=10^5 Pa).
>K čerpadlu je potrebné nainštalovať spätné plynové potrubie, ktoré je možné priamo odvzdušniť alebo vrátiť do chladiaceho boxu. Pri vrátení do chladiaceho boxu musí vratné plynové potrubie vždy udržiavať stúpajúci sklon. Mnohé miesta nedodržujú nákresy počas konfigurácie potrubia, čo má za následok, že čerpadlo kryogénnej kvapaliny sa nespustí normálne, dokonca ani vytvorí kvapalinové tesnenie. V posledných rokoch sa bežnou praxou stalo vracanie odpareného plynného produktu do destilačnej kolóny, aby sa znížil odpad produktu a zlepšila sa rýchlosť extrakcie. Riešenia, ktoré poskytujeZoiunplne zvážiť návrh spätného plynovodu, aby sa zabezpečil hladký návrat plynu a minimalizovalo sa plytvanie produktom.
>Tlak zdroja tesniaceho plynu čerpadla musí byť aspoň o 3 barg vyšší ako vstupný tlak čerpadla, ale nesmie presiahnuť 15 barg.
>Pred tesniacim plynovodom musí byť nainštalovaný miestny tlakomer.
>V miestnosti s meničom musí byť nainštalovaná klimatizácia, pretože teplota prevádzkového prostredia meniča by mala byť nižšia ako 40 stupňov.
>Nad čerpadlo je potrebné pridať slnečnú clonu, aby priame slnečné svetlo nespôsobilo príliš vysoké zvýšenie teploty ložísk motora.
>Kryt motora musí byť uzemnený na mieste, aby spĺňal požiadavky na uzemnenie motora.
Inštalácia čerpadiel kryogénnych kvapalín
Požiadavky na inštaláciu
>Všetky ventily, potrubia a armatúry musia byť pred inštaláciou čisté, suché a bez oleja. Ak ich výrobca už odmastil a nedošlo k ich znečisteniu, odmasťovanie pri montáži nie je potrebné. Ak dôjde k znečisteniu oleja, je potrebné odmastenie. Postup čistenia a odmasťovania rúr z hliníkovej zliatiny je nasledovný: alkalické umývanie → oplach čistou vodou → pasivácia kyselinou dusičnou → oplach čistou vodou → odmasťovanie → oplach čistou vodou. Pred odmasťovaním je potrebné odstrániť nečistoty a odpad z potrubia. Tetrachlórmetánové rozpúšťadlo sa nesmie použiť ako odmasťovač; namiesto toho sa musí použiť trichlóretylén alebo perchlóretylénové rozpúšťadlo.
>Chladiace ventily vo vnútri chladiaceho boxu čerpadla kryogénnej kvapaliny by mali byť inštalované súčasne s ich príslušnými podperami. Driek ventilu ventilu kryogénnej kvapaliny by sa mal nakloniť nahor o 10-15 stupňov. Pri zváraní potrubia a telesa ventilu by mal byť ventil najskôr zatvorený a mali by sa prijať opatrenia na chladenie, aby sa zabezpečilo, že teplota zvárania neprekročí požadovanú teplotu. Pri inštalácii ventilu by mal byť smer šípky na tele ventilu zarovnaný so smerom prúdenia kvapaliny a mala by sa venovať pozornosť správnej inštalácii ventilu.
>Paralelná vzdialenosť medzi vykurovacím potrubím a potrubím na kryogénnu kvapalinu alebo stenou nádoby na kvapalinu by mala byť najmenej 300 mm a vzdialenosť kríženia by mala byť najmenej 200 mm.
>Vzdialenosť medzi vonkajšou stenou potrubia a vnútornou stenou oceľového rámu chladiaceho boxu by mala byť: najmenej 400 mm pre potrubia kryogénnej kvapaliny a najmenej 300 mm pre potrubia kryogénneho plynu.
>Pri manipulácii s hliníkovými rúrami sa nesmie používať hrdzavé náradie a treba použiť nerezovú drôtenú kefu.
>Odchýlka pozdĺžnej úrovne inštalácie inštalovaného čerpadla by nemala presiahnuť {{0}}.10/1000 a odchýlka úrovne priečnej úrovne by nemala presiahnuť 0,20/1000. Odchýlka by sa mala merať na povrchoch vstupnej a výstupnej príruby čerpadla alebo iných horizontálnych povrchoch.
>Všetky pevné spojenia by mali byť tesné a všetky zobrazovacie prístroje, bezpečnostné ochranné zariadenia a elektrické ovládacie zariadenia by mali byť citlivé, presné a spoľahlivé.
Postupy uvádzania čerpadiel kryogénnych kvapalín do prevádzky
Proces uvedenia do prevádzky
>Zmerajte izoláciu motora a hodnota by mala byť väčšia ako 100 MΩ; v opačnom prípade sa musí zistiť a riešiť príčina.
> Otvorte potrubie pred tesniacim plynovým filtrom, aby ste prefúkli tesniace plynové potrubie. Tlak tesniaceho plynu na mieste by mal byť 5-100 bar a požiadavka na rosný bod je nižšia ako -65 stupeň . Nastavte tlak tesniaceho plynomera: vstupný tlak by mal byť o 0,2 bar vyšší ako referenčný tlak, referenčný tlak by mal byť o 0,2 bar vyšší ako výstupný tlak a stredný tlak plynu na čistenie tela by mal byť 0.2 bar.
>Zatvorte vstupné a výstupné ventily čerpadla, otvorte vstupný vykurovací ventil a výstupný odvzdušňovací ventil, aby ste prečistili teleso čerpadla a spojovacie potrubia, a zmerajte rosný bod plynu vypúšťaného z výstupného preplachovacieho ventilu, ktorý by mal byť pod -65 stupňa . Odvlhčovanie špirály potrubia by sa malo vykonávať tak, ako to vyžaduje proces.
>Manuálne otáčanie musí byť jednoduché.
>Keď rosný bod splní požiadavku, zatvorte vstupný ventil ohrevu, otvorte odvzdušňovací ventil v trojventilovej skupine na potrubí vykurovacieho plynu, otvorte vstupný ventil čerpadla, vstupné a výstupné odvzdušňovacie ventily, spätný ventil telesa čerpadla a teleso čerpadla odvzdušňovací ventil a začnite chladiť čerpadlo.
>Keď vstupné a výstupné odvzdušňovacie ventily vypúšťajú kvapalinu a čas prekročí 4 hodiny, ručné otáčanie by malo byť jednoduché. Skontrolujte, či je smer čerpadla správny (pozri šípku na koncovom kryte motora).
>Úplne otvorte vstupný a spätný ventil čerpadla, znova skontrolujte, či vstupné a výstupné odvzdušňovacie ventily čerpadla a odvzdušňovací ventil telesa čerpadla vypúšťajú iba kvapalinu bez zmesi plynu a kvapaliny.
>Podobne ručné otáčanie by malo byť v tomto čase jednoduché.
>Zatvorte výstupný odvzdušňovací ventil čerpadla, postupne zatvorte vstupný odvzdušňovací ventil čerpadla a odvzdušňovací ventil telesa čerpadla, spustite čerpadlo, postupne zrýchľujte a zatvárajte spätný ventil.
>Keď sa blížite k menovitému prevádzkovému bodu čerpadla, zatvorte vstupný preplachovací ventil čerpadla (vstupný ventil čerpadla musí byť úplne otvorený).
>Pokračujte vo zvyšovaní rýchlosti a pomaly zatvárajte spätný ventil čerpadla (nezatvárajte úplne spätný ventil čerpadla). Až kým otáčky čerpadla, výstupný tlak a prietok nedosiahnu príslušné hodnoty, zatvorte odvzdušňovací ventil telesa čerpadla.
>Odporúča sa otvoriť odvzdušňovací ventil čerpadla na 10 sekúnd alebo dovtedy, kým kvapalina nevytečie každé 4 hodiny, keď čerpadlo nie je izolované.
Bezpečnostné opatrenia počas každodennej prevádzky
Odporúčania na údržbu
Ak sa zistí kavitácia, čerpadlo sa musí zastaviť a skontrolovať a po opätovnom zahriatí a ochladení čerpadla ho znova spustiť. Medzi príznaky kavitácie patria:
1. Kolísanie referenčného tlaku na tesniacom plynomere čerpadla.
2. Nestabilný výstupný tlak, keď otáčky čerpadla a potrubné ventily zostanú nezmenené.
3. Nepretržité znižovanie rozdielu tlaku medzi vstupom a výstupom, keď otáčky čerpadla neklesnú.
4. Žiadna zmena výstupného tlaku, keď sa rýchlosť čerpadla zvýši a výstupný ventil zostane nezmenený.
5. Diferenčný tlak sa nezvýši, keď otáčky čerpadla stúpnu na 1000 ot./min. počas spúšťania.
6. Počuť pískanie z tela pumpy alebo výrazné vibrácie na mieste.
7. Približne týždeň po prvom uvedení do prevádzky sa odporúča rozobrať a vyčistiť vstupný filter čerpadla.
8. Ložiská motora by sa mali pravidelne premazávať podľa modelu motora s rovnakým typom použitého maziva a miešanie rôznych mazív nie je povolené.
9. Ručné otáčanie by sa malo vykonávať pred každým spustením čerpadla, aby sa zabezpečilo plynulé otáčanie bez zaseknutia.
10. Ak sa obežné koleso otáča a tlak za čerpadlom je 0, alebo ak je čerpadlo opravené, je potrebné znovu zahriať a prečistiť teleso čerpadla a potrubia a pred spustením je potrebné zmerať rosný bod pod -65 stupňov.
Záver
Tento článok sumarizuje skúsenosti súvisiace s návrhom, inštaláciou, uvedením do prevádzky a prevádzkou čerpadiel kryogénnej kvapaliny. Ako technický tímZoiun Fluid & Gas Equipment Co., Ltd., sme odhodlaní poskytovať našim zákazníkom efektívne a stabilné čerpadlá na kryogénnu kvapalinu a neustále hromadiť skúsenosti v praktických aplikáciách. Dúfame, že tieto odporúčania môžu pomôcť inžinierom a technickému personálu zlepšiť účinnosť a stabilitu čerpadiel kryogénnej kvapaliny. Prísne dodržiavanie technických detailov a špecifikácií v skutočnom inžinierstve bude mať významný vplyv na dlhodobú prevádzku a výkon zariadenia.
