遠心ポンプの種類の説明: 化学プラントの完全な分類ガイド

化学プロセス用の遠心ポンプの指定は、決して流量と揚程だけを考慮するものではありません。 API 610 移送ポンプを選択するプロセス エンジニアは、オーバーハング構成とベアリング間構成、単段ローターか多段ローターか、水平ケーシングか垂直ケーシングかを決定する必要があります。それに加えて、シール構造は従来のメカニカルシールまたは磁気駆動カップリングであってもよい。それぞれの選択により、メンテナンスのスケジュール、スペアパーツの予算、プロセスが悪化したときのポンプの動作が変わります。このガイドでは、 遠心ポンプの種類 これは、腐食性、摩耗性、および高温での使用において実際に重要であり、最初のパスで正しいものを選択するためのフレームワークを提供します。

4 つの設計軸があらゆる遠心ポンプのタイプを決定します

遠心ポンプは、インペラの配置、ローターの支持位置、ケーシングの方向、シールの構造という 4 つの設計軸によって分類されます。石油化学ポンプの仕様として最も広く採用されている API 610 規格では、これらのポンプを OH (オーバーハング)、BB (ベアリング間)、VS (垂直) 構成に形式化しています。ポンプがどのカテゴリに分類されるかを知ることで、データシートを開く前に、そのベアリング スパン、吸引配置、および予想されるメンテナンス パスがわかります。

たとえば、OH2 ポンプには 1 つのベアリング セットと別個のベアリング ハウジングがあり、BB2 ポンプには 2 つのベアリング セットと軸方向に分割されたケーシングがあります。これらの構造的な違いは表面的なものではありません。ポンプがどのように維持されるか、また洗浄水が失われた場合に何が起こるかを決定します。以下のデータ カードは、ほとんどの選択決定の原因となる構造的な違いをまとめたものです。

シングルステージとマルチステージ: ステージングによりヘッドとコストがどのように変化するか

必要な揚程を 1 つのインペラで利用可能な速度で生成できる場合、初期コスト、効率、メンテナンスの点で単段ポンプが最も経済的な選択肢となります。単段オーバーハング ポンプは、2900 rpm でおよそ 20 ～ 150メートル の揚程を供給します。これは、酸の注入からプロセス水の循環まで、ほとんどの化学物質移送業務をカバーします。シャフトが短いため、メカニカルシールに手が届きやすく、吸入配管を妨げることなくインペラ全体を取り外すことができます。

腐食性液体用単段横型ケミカルポンプ この CZ シリーズ ポンプは、説明した単一ステージの用途に適合し、DIN/ISO 準拠の信頼性の高い化学物質移送を提供します。腐食性媒体や粒状媒体を含む低温から高温の​​液体に適しており、多くのプロセス産業にとって実用的な標準選択肢となっています。 製品を見る→

多段ポンプは単一のケーシング内に羽根車を積み重ねており、各段で独自の揚程が追加されます。全揚程は加算式であるため、多段ローターは 2000 m 以上に達します。そのため、ボイラー供給、高圧洗浄システム、精製装置の最小流量リサイクル ラインに実用的な唯一のタイプとなっています。その代償としてシャフトが長くなり、ベアリングやウェアリングの数が増えるため、全体のメンテナンスコストが大幅に増加します。

オーバーハング vs. ベアリング間: ベアリング構成が何を制御するか

オーバーハング ポンプは、単一のベアリング セットを使用してシャフトの一端でインペラを支持します。インペラはベアリングを越えて片持ち梁状になっています。 API 610 タイプ OH1、OH2、OH3、および OH4 は、このファミリーに属します。 OH2 構成では、インペラの吸引は 1 つで、シャフトは比較的短いため、たわみが低く抑えられ、シールの寿命が予測可能になります。

同時に、BB1 ～ BB5 タイプのように、ベアリング間ポンプは 2 つのベアリング サポートの間にインペラを配置します。これにより、利用可能なインペラの形状が変わります。両吸込インペラはベアリング間の設計にのみ適合し、軸方向の推力のバランスをとって、より高い流量を生成します。サービスが 1000 m3/h 以上を必要とする場合、通常は軸受間構成がベースラインとなり、選択肢にはなりません。

水平設置と垂直設置: 床面積と NPSH

ローターの位置合わせや検査が容易なため、プロセスプラントでは水平設置がデフォルトとなっています。垂直設置は、敷地スペースが限られている場合、またはポンプを正の吸込ヘッドゼロで開始する必要がある場合に選択されます。垂直排水ポンプ (VS4) は、液体レベルがポンプの中心線よりも下にあるタンク ファームまたは収集ピットに最適です。

インライン垂直ポンプは配管に直接取り付けられるため、ポンプのベースプレートが不要になり、設置面積が削減されます。一方、垂直タービンポンプは、モジュール式ボウルセクションから構築されており、水源がポンプサンプまたは盆地である冷却水および消火水システムで一般的です。垂直ポンプは性能単位あたりのコストが高くなりますが、狭いレイアウトや低い NPSH 要件を満たす唯一の方法となり得ます。

磁気駆動渦巻ポンプ シールレスタイプ

磁気駆動遠心ポンプはメカニカルシールを磁気カップリングに置き換え、動的漏れ経路を完全に排除します。外側の磁石アセンブリはモーターとともに回転し、インペラに取り付けられた内側の磁石ローターを駆動します。格納容器は湿潤側と乾燥側を分離します。動的シールインターフェースがないため、考えられる漏れは静的ガスケットのみであり、二次封じ込めで監視できます。

危険液体用シールレス磁気駆動ポンプ CQB 磁気ポンプは動的シールを排除し、漏れを完全に防ぎます。シールの破損が許容できない可燃性、有毒、または貴重な液体に最適であり、その耐食性材料は攻撃的な媒体を安全に扱います。 製品を見る→

このタイプは、メカニカルシールの故障により安全性や環境上のリスクが生じる危険な溶剤、結晶化する化学薬品、攻撃的な酸の場合に最初に選択されます。磁気駆動ポンプは、API 682 で必要とされるシール フラッシュ プランとサポート システムも削減します。腐食性媒体では、接液部はフッ素樹脂で裏打ちされることが多く、駆動磁石により、プロセスが急上昇したときにポンプを短時間空運転することができます。

化学サービスにおける遠心ポンプの主なタイプの比較

以下の表は、4 つのポンプ ファミリ間の実際の違いをまとめたものです。これは、職務から候補者リストに進むプロセス エンジニアのための最初のパス スクリーニング ツールです。ここに示す遠心ポンプのタイプは、化学プロセス サービスの主流を占めています。

実際の化学プロセス向けの遠心ポンプのタイプを選択する方法

通常の動作点ではなく、最悪のサービス点から開始します。最大流量、最大揚程、および最も高温のプロセス温度でのデューティ ポイントによってポンプ サイズが設定されます。流体プロパティとサイト拘束を収集し、テーブルを使用してファミリを削除します。

• 流量が 1000 m3/h を超える場合は、ベアリング間両吸込ポンプを選択してください。
• 高度 150 m を超える場合は、多段設計にステップアップします。
• pH 3 未満の腐食性媒体: フッ素樹脂でライニングされた遠心ポンプを使用します。
• 漏れゼロ要件: シールレス磁気駆動ポンプを選択してください。
• 床面積が限られている、または吸引力が低い場合: 垂直ポンプを使用してください。

フッ素樹脂ライニングの強力な酸用遠心ポンプ FSB ポンプはフッ素樹脂の接液部を使用しており、強酸、酸化剤、腐食性媒体に耐性があります。シールレス設計により液だれが防止され、厳しい任務を伴う化学、製薬、加工業界にとって信頼できる主力製品となっています。 製品を見る→

硫酸、苛性アルカリ、塩水、湿った塩素はすべて、遠心ポンプ内で異なる動作をします。 pH 3 未満の攻撃的な媒体の場合、オープンまたはセミオープンのインペラを備えたフッ素樹脂ライニングの遠心ポンプが信頼性の高い主力ポンプとなります。いかなる滴下も許容できないサービスの場合は、たとえその効率が密閉型ポンプよりわずかに低いとしても、密閉型磁気駆動ポンプがより安全な選択です。

選択ミスは最初の 1 か月に現れます。シール フラッシュの失敗、キャビテーション ノイズ、デッド ヘッド トリップなどです。多くの場合、利用可能な NPSH が制限要因となります。ポンプをオープンサンプから持ち上げる必要がある場合は、垂直構成または自吸ポンプがより安全な方法です。特に液体が酸っぱい場合やユニットが高温で動作する場合は、コミットする前に API 610 ポンプの選択基準を確認してください。いっぱい 石油化学プロセスポンプの選定ガイド 当社ウェブサイトで入手可能です。

遠心ポンプの種類に関するよくある質問