水泵的选型与配管问题
水泵的选型与配管问题
一、基本依据
1.流量是泵的重要性能数据之一,它直接关系到整个机组的生产能力和输送能力,例如设计时可以在工艺设计中计算泵的正常、最小和最大流量。在选择泵时,应以最大流量为基础,并考虑正常流量。当没有最大流量时,可以将正常流量的1.1倍作为最大流量。
2.装置系统所需扬程是水泵选型的另一个重要性能数据,一般采用扬程增大5%-10%的方法来选择。
3.液体性质,包括液体介质名称、物理性质、化学性质等。物理性质包括温度C、密度D、粘度U、介质中的固体颗粒直径和气体含量等,这涉及系统头部、有效气蚀余量计算和合适的泵类型:化学性质,主要指液体介质的化学腐蚀和毒性,是泵材料和重要的轴封选型依据。
4.设备系统的管道布置条件是指输送高度、输送距离、输送方向、吸入侧最小液位、排放侧最大液位、管道规格及其长度、材料、管件装配规格、数量等数据,以便进行梳扬程计算和检查汽蚀余量。
5.有许多操作条件,如液体操作T的饱和蒸汽力P、吸入侧压力PS(绝对值)、排出侧容器压力PZ、海拔高度、环境温度操作是间歇的还是连续的、泵的位置是固定的还是可移动的。
二、腐蚀的影响
长期以来腐蚀是化工设备最头痛的危害之一。稍有不慎,就可能损坏设备,甚至引发事故甚至灾难。据有关统计,化工设备损坏约60%是由腐蚀引起的,因此在选用化工泵时,首先要注意选材的科学性。人们普遍误解不锈钢是一种“通用材料”。无论在何种介质和环境条件下,盛放不锈钢都是非常危险的。以下是一些常用的化学介质,谈谈选材要点:
1.硫酸作为一种强腐蚀性介质,是一种用途广泛的重要工业原料。不同浓度和温度的硫酸对材料的腐蚀有很大的影响。对于浓度80%以上、温度80℃以下的浓硫酸,碳钢和铸铁具有较好的耐腐蚀性,但不适用于高速流动的硫酸,也不适用于泵阀材料;普通不锈钢如304(0Cr18Ni9)和316(0Cr18Ni12Mo2Ti)在硫酸介质中的应用有限。因此,输送硫酸的泵阀通常由高硅铸铁(难以铸造和加工)和高合金不锈钢(合金20)制成。氟塑料具有较好的耐硫酸性。采用衬氟泵(F46)是一种较为经济的选择。公司适用产品有:IHF内衬氟泵、PF(FS)强腐蚀离心泵、cqb-f氟塑料磁力泵等。
2。盐酸金属材料大多不耐盐酸腐蚀(包括各种不锈钢材料),含钼高硅铁只能用于50℃以下和30%以下的盐酸。与金属材料相比,大多数非金属材料具有良好的耐盐酸腐蚀性能,因此内衬橡胶泵和塑料泵(如聚丙烯、氟塑料等)是输送盐酸的最佳选择。公司适用产品有:IHF内衬氟泵、PF(FS)强腐蚀离心泵、CQ聚丙烯磁力泵(或氟塑料磁力泵)等。
3.硝酸中的大多数普通金属都会被萧酸中的快速腐蚀破坏。不锈钢是应用最广泛的耐酸材料。常温下对各种浓度的弱酸都有良好的耐腐蚀性能。值得一提的是,含钼不锈钢(如316、316L)对弱酸的耐蚀性不仅比普通不锈钢(如304、321)好,有时甚至更差。对于高温弱酸,通常使用钛和钛合金。
4.乙酸是有机酸中最具腐蚀性的物质之一。普通钢在所有浓度和温度的醋酸下都会受到严重腐蚀。不锈钢是一种优良的耐醋酸材料。含钼316不锈钢也可用于高温稀醋酸蒸汽。对于高温高浓度醋酸或含有其他腐蚀性介质,可选用高合金不锈钢或氟塑料泵。
5.氢氧化钠)钢在氢氧化钠溶液中广泛应用于80℃和30%℃的溶液中。许多工厂仍然使用100℃和75%以下的普通钢。虽然腐蚀加剧,但经济性良好。与铸铁相比,普通不锈钢的耐碱腐蚀性能没有明显的优势。只要允许在介质中掺入少量铁,就不推荐使用不锈钢。高温碱液主要采用钛及钛合金或高合金不锈钢。
6.氨(氨水)中的大多数金属和非金属在液氨和氨水(氨氢氧化物)中有轻微腐蚀,只有铜和铜合金不适合使用。我们的大部分产品都适合运输氨水和氨水。
7.普通钢在盐水(海水)中,在氯化钠溶液、海水和盐水中的腐蚀速率不是很高,一般需要涂层保护;各种不锈钢的均匀腐蚀速率也很低,但局部腐蚀可能是由氯离子引起的,所以316不锈钢一般比较好。
8.醇、酮、酯、醚是常见的醇介质,如甲醇、乙醇、乙二醇、丙醇、酮介质如丙酮、丁酮等,酯介质如甲酯、乙酯等,醚介质如甲醚、醚、丁醚等,基本无腐蚀性,可采用普通材料。在选择时还应根据媒体的性质和相关要求进行合理选择。另外要注意酮、酯、醚在各种橡胶中都有溶解度,因此在选择密封材料时可以避免错误。
三、其它因素影响
一般工业用泵在工艺流程中可以忽略管道系统中的泄漏量,但必须考虑工艺变化时对流量的影响。农业用泵如果是采用明渠输水,还必须考虑渗漏及蒸发量。
压力:吸水池压力,排水池压力,管道系统中的压力差(扬程损失)。
管道系统数据(管径、长度、管道附件种类及数目,吸水池至压水池的几何标高等)。
如果需要的话还应作出装置特性曲线。
四、管道的影响
在设计布置管道时,应注意如下事项:
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,成本和运行费用都增加。因此应从技术和经济的角度综合考虑。
B.排出管及其管接头应考虑所能承受的最大压力。
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)
五,流量扬程的影响
流量的确定
A.如果生产工艺中已给出最小、正常、最大流量,应按最大流量考虑。
B.如果生产工艺中只给出正常流量,应考虑留有一定的余量。
对于ns100的大流量低扬程泵,流量余量取5%,对ns50的小流量高扬程泵,流量余量取10%,50≤ns≤100的泵,流量余量也取5%,对质量低劣和运行条件恶劣的泵,流量余量应取10%。
C.如果基本数据只给重量流量,应换算成体积流量。
六,温度的影响
高温介质的输送对泵的结构、材料以及辅助系统提出了更高要求,下面谈一谈不同的温度变化对冷却的要求以及公司适用泵型:
1.对于温度低于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。像DFL(W)H化工泵、DFL(W)PH屏蔽化工泵(超过90℃时屏蔽电机的防护等级应采用H级);而DFCZ普通型和IH化工泵由于采用了悬架结构可使温度上限达到140℃~160℃;IHF衬氟泵最高使用温度可达200℃;只有CQB普通磁力泵使用温度不超过100℃。值得一提是对于易结晶或含有颗粒的介质应配有密封面冲洗管路(设计时均留有接口)。
2.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)。
3.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)。
七,密封性的影响
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。然而真正做到无泄漏还有很长的路要走,比如磁力泵隔离套和屏蔽泵屏蔽套的寿命问题、材料的孔蚀问题、静密封的可靠性问题等等。现就密封方面的一些基本情况简单介绍
1.密封形式 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),双端面机封主要用于高温、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。
2.密封材料 化工泵静密封的材料一般采用氟橡胶,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。
八,粘度的影响
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。
