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化学プロセスポンプの選択: プラントエンジニアのための材料、シール、および負荷点ガイド

冷却水で 6 年間稼働した 316L ステンレス鋼ポンプは、摂氏 45 度の 15% 次亜塩素酸ナトリウムラインで 4 か月でピットスルーできます。同じデューティポイント、同じシャフト速度、同じサプライヤー。変化した変数は媒体でした。そのため、化学プロセス ポンプは流量ではなく流体データシートから指定する必要があります。

ポンプメーカーのサービスデスクに届く現場の故障のほとんどでは、油圧装置に問題はありませんでした。接液冶金、シールの配置、または想定された動作範囲が間違っていました。 Jiangsu Huanyu Chemical New Materials Co., Ltd. は 1987 年以来、江蘇省京江でポンプを製造しており、そのカタログは現在、ステンレス鋼、二相ステンレス、ニッケル合金、チタン、フッ素樹脂構造にわたる 10 以上のシリーズと 300 以上の仕様を網羅しています。

300
単段化学遠心ポンプから計量、自吸式、磁気駆動設計まで、10 のポンプ シリーズにわたる仕様を網羅しています。

化学プロセスポンプとして重要なもの

化学プロセス ポンプは、腐食性、有毒、または高温の流体用に設計された連続使用ポンプであり、接液材料、シーリング配置、油圧動作点という 3 つの固定的な決定に基づいて仕様が定められています。

汎用ウォーター ポンプとプロセス ポンプは、全体配置図では同じように見えますが、使用中の動作はまったく同じではありません。プロセス構造により、腐食代のために肉厚が追加され、ケーシングのドレン、回転アセンブリが配管を壊さずにケーシングから離れるためのバックプルアウト設計、実際に取り付けられるシールに合わせたサイズのシールチャンバー、および連続使用定格のベアリングが追加されています。

  • ケーシングとカバーの腐食代は、積極的な使用の場合は通常 3 mm です。
  • バックプルアウトアセンブリとシールチャンバーは、選択されたフラッシュプランに適合します。
  • ベアリングの寿命と振動の限界は購入仕様書に記載されており、後で測定されるものではありません。

4 つの標準が市場の大部分をカバーしており、それぞれが異なる決定セットを固定しています。

プロセスポンプの規格と設計上の決定は、それぞれが修正します。
標準 代表的なサービス 修正内容
ASME B73.1 横型遠心式、一般化学プラント業務 ノズルとフットの寸法、シールチャンバー、316L およびデュプレックスのオプション
ISO 2858 および ISO 5199 国際プロジェクトにおけるバックプルアウト式ケミカルポンプ 性能エンベロープとクラス II 許容差
API 610 / ISO 13709 製油所および石油化学のヘビーデューティ OH2 および BB2 レイアウト、25,000 時間のベアリング寿命、高温材料
API 675 および API 682 投与義務およびシールサポートシステム 計量精度とフラッシュプランの選択

サイズを決定する前に、湿った材料を媒体に合わせてください

ポンプの寿命が 5 年か 5 か月かは接液材質によって決まります。重要な入力は、塩化物含有量、pH、温度、固形物の順です。

10 生産中のポンプシリーズ
300 範囲全体の仕様
9 接液部材料ファミリ

316L がデフォルトであるのには正当な理由があります。溶接可能で、広く入手可能で、ニッケル合金に次いで安価です。また、最も誤って適用されるグレードでもあります。塩化物濃度が約 200 ppm で摂氏 60 度を超えると、316L は孔食や隙間腐食にさらされ、ケーシング壁を貫通するピンホールが故障するまで気付かれません。スーパーオーステナイト 904L と二相 2205 または 2507 は塩化物の範囲を拡張し、CD4MCu はスラリーが関係する場所での耐浸食性を高め、ハステロイ C-276 は混合酸と次亜塩素酸塩に耐えます。チタンは湿った塩素と酸化性塩化物に対しては優れていますが、乾燥した塩素やメタノールに対しては不正解です。

接液部材料の相対コスト指数、316L = 100
304L
70
316L
100
2205 二重
165
904L
255
チタンGr. 2
430
合金 C-276
600
インデックスは指標であり、相対比較のみを目的としています。実際のコストは、鋳物のサイズ、数量、合金市場のタイミングによって異なります。

媒体がこれらのグレードを攻撃する場合、その答えは濡れた経路から金属を完全に除去することです。フッ素樹脂ライニングは、標準的なステンレス鋼を破壊する温度での塩酸、混合酸、塩化第二鉄を処理し、同じライニングを遠心力、水中、または磁気駆動プラットフォーム全体に適用できます。

FSB Fluoroplastic Chemical Pump for Corrosive Acid Service FSB 腐食酸サービス用フッ素樹脂ケミカルポンプ 金属接液部が不適切な攻撃的な酸や酸化性媒体の場合、このフッ素樹脂製ケミカルポンプは 1400 m3/h までの流量を処理します。 製品を見る→

化学プロセスポンプを過剰なサイズにせずにサイジングする

化学プロセスポンプは、信頼できる最悪の動作ケースでサイズを決定し、通常のケースでも効率的な帯域内に収まるようにチェックする必要があります。

計算された流量に 10%、ヘッドに 5% ~ 10% を追加しますが、そこで停止します。サイズが大きすぎると、インペラが最高効率点のはるか左に移動し、そこで内部再循環によって振動が増大し、シャフトに負荷がかかります。通常の動作点を BEP の 80% ~ 110% の間に保ち、70% 未満のものは制御上の問題ではなく設計欠陥として扱います。粘度は静かな罠です。補正係数が適用されると、500 cP の流体ではデューティ ポイントが 20% 以上移動する可能性があり、重いスラリーには通常、ヘッドのディレーティングとより広いランニング クリアランスが必要です。

通常の場合に指定

ポンプは日常ラインの BEP の 45% にあり、再循環しますが、安定性を維持するにはバイパスまたは可変速ドライブが必要です。シャフトのたわみとシール面の摩耗は数か月以内に増加します。

定格の場合に規定

ポンプは正常点で BEP の 80% ~ 110% の間にあり、アセットケースをカバーします。スロットル損失は低く抑えられ、シールの寿命は予測可能になります。

製油所および石油化学ストリームの場合、定格ケースに高温や断続的なアップセットが含まれるため、CZ 石油化学プロセス ポンプ ファミリの厚壁バックプルアウト設計は、特注の鋳物を使用せずに流量と揚程範囲の中間をカバーします。

CZ Series Petrochemical Process Pump for Refinery and Chemical Duty CZシリーズ 製油所および化学用途向け石油化学プロセスポンプ 製油所および石油化学ストリーム用の厚壁バックプルアウト CZ ポンプで、2000 m3/h までの流量と 140 m までのヘッドをカバーします。 製品を見る→

シールと封じ込めがメンテナンス費用を決定します

ほとんどの化学プロセスポンプの漏れや計画外の停止は、油圧ではなくシールが原因であるため、シールの決定はインペラの選択と同じように注意する必要があります。

プラン 11 フラッシュを備えた 1 つのメカニカル シールは、清潔で毒性のない液体に適しています。 Plan 53A または 53B による二重加圧シールは、毒性、結晶性、または高蒸気圧の媒体に対する標準的な回答であり、プラントが実際に維持できるバリア流体の供給が必要です。外部フラッシュ、プラン 32 は固形分が重量で約 2% を超える場合に一般的ですが、フラッシュ水は製品を希釈し、流出負荷を追加します。漏洩が清掃作業ではなく時間損失を意味する場合、 シール計画は安全上の決定です メンテナンス程度。

磁気ドライブはシャフト シールを完全に取り除き、第 2 のバリアとして封じ込めシェルを追加します。そのため、磁気ドライブが酸や溶剤のデフォルトになっています。制限も同様に重要です。空運転の禁止、磁石温度の上限、モーター速度に応じて増加する渦電流損失などです。

圧力下でシールを除去する必要がある場合、二次封じ込めシェルを備えた高圧磁気ドライブ設計により、一次シェルが破損した場合でも媒体がポンプ内に保持されます。

HMD High Pressure Sealless Magnetic Drive Centrifugal Pump HMD 高圧シールレス磁気駆動遠心ポンプ 高圧腐食サービス用のシールレス磁気駆動ポンプ。ハステロイ C276 絶縁スリーブを備え、定格は 25 MPa および 300 °C です。 製品を見る→

現場での失敗を防ぐ仕様チェックリスト

7 つの項目が、健全な油圧選択を間違った設置に変えるギャップを埋めます。

  1. 流体データシート: 組成、濃度範囲、通常温度と最高温度、比重、粘度、蒸気圧、pH、塩化物 (ppm)、およびサイズとパーセンテージ別の固体。
  2. 記載された腐食許容値を備えた接液部材料の選択と、洗浄およびシャットダウン中の媒体の作用に関するメモ。
  3. デューティポイント: 通常、定格、最小流量、揚程、利用可能な NPSH、およびそれぞれの場合の流体温度。
  4. シール プラン、バリアまたはフラッシュ流体の供給、および供給が提供できる圧力と流量。
  5. 規格と文書: ISO 5199 または API 610、材料証明書、承認用の寸法図。
  6. テスト: 性能テスト、設計圧力の 1.5 倍での静水圧テスト、動作範囲全体にわたる振動の測定値。
  7. スペア: シール面、ウェアリング、シャフトスリーブ、実際の用途に合わせたベアリングセット。

完成したシートは見積後ではなく、見積段階の前にメーカーに送信してください。の お問い合わせページ 技術的な問い合わせに使用される電話、携帯電話、および電子メールのチャネルがリストされており、媒体についての短い会話により、通常はコストのかかる 2 回目の選択を回避できます。

化学プロセスポンプのエンジニアからよくある質問

化学プロセスポンプと通常の渦巻ポンプの違いは何ですか?

プロセス ポンプは、腐食性または危険な流体を継続的に使用できるように設計されているため、腐食代、より大きなシール チャンバー、バック プルアウト構造、および 24 時間動作に耐えるベアリングを備えています。通常の遠心ポンプは、周囲条件での水のような流体用に設計されており、そのような設備はありません。

磁気駆動ポンプとメカニカルシールポンプのどちらを選択すればよいですか?

液体が有毒、揮発性、または高価であり、漏れがないことが優先される場合は、媒体が清浄で温度が磁石の制限内にある限り、磁気ドライブを選択してください。固形物が存在する場合、粘度が高い場合、または空運転境界に近い負荷がかかる場合は、文書化されたフラッシュ計画を持つメカニカル シールを選択してください。

化学プロセスポンプにはどの程度の NPSH マージンが必要ですか?

定格流量で必要な NPSH より少なくとも 1 m 高い位置で NPSH を利用できるようにし、高エネルギーのポンプや蒸気圧に近い流体の場合はそのマージンを増やします。定格流量での薄いマージンは最小流量の場合に消え、通常はここからキャビテーション損傷が始まります。

化学プロセスポンプの寿命はどのくらいですか?

材料を正しく選択し、BEP の 80% ~ 110% の間で安定したデューティ ポイントを設定し、シール プランを維持すると、ケーシングとインペラは 5 ~ 10 年使用でき、シールの交換はおよそ 8,000 ~ 20,000 運転時間になります。 3 つのうちのいずれかが間違っている場合は、これらの数字を大幅に短くしてください。