Kryogenní čerpadla| Návrh, instalace a údržba
Předmluva
S rozvojem chemického průmyslu, zejména vzestupem uhelného chemického průmyslu jako náhrady za ropu v posledních letech, zařízení na separaci vzduchu směřuje k větším měřítkům, vyšším úrovním tlaku plynných produktů, kapalnějším produktům, vyšší čistotě produktů, nižším provozním nákladům. a stabilní a spolehlivý provoz zařízení. V procesech separace vzduchu, vnitřní komprese a bezvodíkových výrobních procesech argonu se běžně používají čerpadla kryogenní kapaliny (dále označovaná jako čerpadla kryogenní kapaliny) jako procesní čerpadla a produkční čerpadla. Čerpadla kryogenní kapaliny hrají klíčovou roli v procesech separace vzduchu a jejich provozní podmínky přímo ovlivňují, zda celý proces separace vzduchu může splnit stanovené cíle.
Jako přední dodavatel zařízení pro kryogenní plyn,Zoiun Fluid & Gas Equipment Co., Ltd.má rozsáhlé zkušenosti s konstrukcí a aplikací čerpadel na kryogenní kapalinu. V současné době poskytujeme zařízení, která splňují mezinárodní standardy pro zajištění efektivního a stabilního provozu. Vzhledem k technologické propasti mezi domácími a zahraničními produkty se domácí čerpadla pro kryogenní kapalinu obvykle používají ve vysokotlakých, nízkoprůtokových nebo nízkoprůtokových vysokotlakých aplikacích, zatímco zařízení na separaci vzduchu s kapacitou nad 20,{{5} } Nm³/h často používají zahraniční značky čerpadel kryogenní kapaliny.
Mezi běžné zahraniční značky patří CRYOSTAR, CRYOMEC a ACD. Čerpadla na kryogenní kapalinu se obecně dělí na vertikální čerpadla a horizontální čerpadla na základě jejich konstrukce. Horizontální čerpadla se používají hlavně pro kapaliny s malým průtokem, jako jsou argonová čerpadla, kyslíková čerpadla v malých jednotkách pro separaci vzduchu a plnicí čerpadla. Vertikální čerpadla pro kryogenní kapalinu se používají hlavně ve vnitřních jednotkách pro separaci stlačeného vzduchu s relativně velkými průtoky, jako jsou velká procesní čerpadla pro separaci vzduchu. Tento článek se zaměří na vertikální čerpadla.
Konstrukční návrh čerpadel kryogenních kapalin
Principy návrhu
>Procesy separace vzduchu zahrnují čerpadla kapalného kyslíku, čerpadla kapalného argonu, čerpadla kapalného dusíku a někdy i plnicí čerpadla, všechna jsou navržena s jedním v provozu a jedním v pohotovostním režimu. Pro snadnou instalaci, údržbu a bezpečnost je každé kapalinové čerpadlo vyrobeno se samostatným chladicím boxem umístěným mimo hlavní chladicí box jednotky separace vzduchu. Pro usnadnění údržby je k oddělení obou čerpadel použita přepážka s panelem vyrobeným z Q235B a zesíleným sekcemi na vhodných místech. V procesu návrhu a výroby,Zoiun Fluid & Gas Equipment Co., Ltd.zajišťuje pevnost konstrukce při plném zohlednění pohodlí obsluhy a údržby.
>CRYOSTAR používá přírubovou konstrukci pro horní podporu svých čerpadel. Kaifeng Air Separation Group Research Institute používá 30 mm silnou ocelovou desku k otevření otvoru v horní části malého chladicího boxu, zatímco ACD obecně vyrábí samostatnou podpěru pro splnění konstrukčních požadavků. Podpěry zařízení a podpěry potrubí použité ve vnitřní skříni jsou všechny vyrobeny z nerezové oceli, aby byla zajištěna pevnost materiálu v kryogenním prostředí. Elastická páska PTFE se používá jako polštář na spoji mezi kryogenním potrubím a podpěrou potrubí. Použití podpěry s otvorem z ocelového plechu o tloušťce 30 mm může lépe utěsnit chladící box čerpadla, čímž se zabrání výměně tepla mezi vnějším vlhkým vzduchem a vzduchem uvnitř chladícího boxu, čímž se zlepší izolační účinek chladícího boxu.Zoiuntechnici také přijali podobná opatření v konstrukci chladicích boxů, aby zajistili stabilní provoz našeho zařízení při extrémně nízkých teplotách.
>Výtlačné potrubí kapaliny na vstupu čerpadla musí být vyvedeno z horní části potrubí. Protože je potrubí topného plynu čerpadla instalováno na výstupním potrubí čerpadla, musí být instalován filtr. Potrubí topného plynu čerpadla musí být rovněž vyvedeno z horní části potrubí. Podpěry pro vstupní a výstupní potrubí čerpadla musí být schopny odolat namáhání způsobenému smršťováním potrubí uvnitř chladicího boxu a splňovat požadavky výrobce čerpadla na podpěry.Zoiunvěnuje zvláštní pozornost racionalitě uspořádání potrubí při návrhu zařízení, aby byla zajištěna stabilita zařízení za různých pracovních podmínek.
>Za vstupní ventil čerpadla je přidán pojistný ventil s úrovní tlaku změněnou na 5 barg (1 bar=10^5 Pa).
>K čerpadlu je potřeba instalovat zpětné plynové potrubí, které lze přímo odvzdušňovat nebo vracet do chladicího boxu. Při návratu do chladicího boxu musí vratné plynové potrubí vždy udržovat stoupající sklon. Mnoho míst nedodržuje výkresy během konfigurace potrubí, což má za následek, že čerpadlo kryogenní kapaliny se nespustí normálně, dokonce ani vytvoří kapalinové těsnění. V posledních letech se vracení odpařeného plynného produktu do destilační kolony za účelem snížení odpadu produktu a zlepšení rychlosti extrakce stalo běžnou praxí. Řešení poskytovaná společnostíZoiunplně zohledněte konstrukci vratného plynovodu, abyste zajistili hladký návrat plynu a minimalizovali plýtvání produktem.
>Tlak zdroje těsnicího plynu čerpadla musí být alespoň o 3 barg vyšší než vstupní tlak čerpadla, ale nesmí překročit 15 barg.
>Před těsnící plynovod musí být instalován místní manometr.
>V místnosti s invertorem musí být instalována klimatizace, protože teplota provozního prostředí střídače by měla být nižší než 40 stupňů.
>Nad čerpadlo je třeba přidat sluneční clonu, aby přímé sluneční světlo nezpůsobilo příliš vysoké zvýšení teploty ložisek motoru.
>Skříň motoru musí být uzemněna na místě, aby byly splněny požadavky na uzemnění motoru.
Instalace čerpadel kryogenních kapalin
Požadavky na instalaci
>Všechny ventily, potrubí a potrubní armatury musí být před instalací čisté, suché a zbavené oleje. Pokud je výrobce již odmastil a nedošlo k jejich znečištění, není odmašťování při montáži nutné. Pokud dojde ke znečištění olejem, je nutné odmaštění. Postup čištění a odmaštění trubek z hliníkové slitiny je následující: alkalické mytí → oplach čistou vodou → pasivace kyselinou dusičnou → oplach čistou vodou → odmaštění → oplach čistou vodou. Před odmaštěním je nutné odstranit nečistoty a odpadky uvnitř potrubí. Tetrachlormethanové rozpouštědlo se nesmí používat jako odmašťovadlo; místo toho musí být použito rozpouštědlo trichlorethylen nebo perchlorethylen.
>Chladicí ventily uvnitř chladicího boxu čerpadla kryogenní kapaliny by měly být instalovány současně s jejich odpovídajícími podpěrami. Dřík ventilu ventilu kryogenní kapaliny by se měl naklonit nahoru o 10-15 stupňů. Při svařování trubky a tělesa ventilu by měl být ventil nejprve uzavřen a měla by být přijata opatření pro chlazení, aby teplota svařování nepřekročila požadovanou teplotu. Při instalaci ventilu by měl být směr šipky na těle ventilu v souladu se směrem proudění kapaliny a měla by být věnována pozornost správné instalaci ventilu.
>Paralelní vzdálenost mezi topnou trubkou a trubkou pro kryogenní kapalinu nebo stěnou nádoby na kapalinu by měla být alespoň 300 mm a vzdálenost křížení by měla být alespoň 200 mm.
>Vzdálenost mezi vnější stěnou potrubí a vnitřní stěnou ocelového rámu chladicí komory by měla být: ne méně než 400 mm pro potrubí pro kryogenní kapalinu a ne méně než 300 mm pro potrubí pro kryogenní plyn.
>Při manipulaci s hliníkovými trubkami se nesmí používat rezavé nástroje a je třeba použít nerezový drátěný kartáč.
>Odchylka podélné úrovně instalace instalovaného čerpadla by neměla překročit {{0}}.10/1000 a odchylka úrovně příčné úrovně by neměla překročit 0,20/1000. Odchylka by měla být měřena na povrchu vstupní a výstupní příruby čerpadla nebo na jiných horizontálních plochách.
>Všechna pevná spojení by měla být pevná a všechny zobrazovací přístroje, bezpečnostní ochranná zařízení a elektrická ovládací zařízení by měla být citlivá, přesná a spolehlivá.
Postupy uvádění do provozu čerpadel kryogenních kapalin
Proces uvedení do provozu
>Změřte izolaci motoru a hodnota by měla být větší než 100 MΩ; v opačném případě je nutné zjistit a řešit příčinu.
> Otevřete potrubí před těsnícím plynovým filtrem a profoukněte těsnící plynové potrubí. Tlak těsnicího plynu na místě by měl být 5-100 bar a požadavek na rosný bod je nižší než -65 stupně. Upravte tlak těsnicího plynoměru: vstupní tlak by měl být o 0,2 bar vyšší než referenční tlak, referenční tlak by měl být o 0,2 bar vyšší než výstupní tlak a střední tlak plynu pro čištění těla by měl být 0.2 bar.
>Zavřete vstupní a výstupní ventily čerpadla, otevřete vstupní ventil topení a výstupní odvzdušňovací ventil, abyste pročistili těleso čerpadla a spojovací potrubí, a změřte rosný bod plynu vypouštěného z výstupního proplachovacího ventilu, který by měl být pod -65 stupně . Odvlhčování spirály potrubí by mělo být prováděno tak, jak to proces vyžaduje.
>Ruční otáčení musí být snadné.
>Poté, co rosný bod splní požadavek, uzavřete vstupní ventil topení, otevřete odvzdušňovací ventil ve skupině tří ventilů na potrubí topného plynu, otevřete vstupní ventil čerpadla, vstupní a výstupní odvzdušňovací ventily, zpětný ventil tělesa čerpadla a těleso čerpadla odvzdušňovací ventil a začněte chladit čerpadlo.
>Když vstupní a výstupní odvzdušňovací ventily vypouštějí kapalinu a doba přesáhne 4 hodiny, ruční otáčení by mělo být snadné. Zkontrolujte, zda je směr čerpadla správný (viz šipka na koncovém krytu motoru).
>Zcela otevřete vstupní a zpětný ventil čerpadla a znovu se přesvědčte, že vstupní a výstupní odvzdušňovací ventily čerpadla a odvzdušňovací ventil těla čerpadla vypouštějí pouze kapalinu bez směsi plynu a kapaliny.
>Podobně by v tuto chvíli mělo být snadné ruční otáčení.
>Zavřete výstupní odvzdušňovací ventil čerpadla, postupně uzavřete vstupní odvzdušňovací ventil čerpadla a odvzdušňovací ventil tělesa čerpadla, spusťte čerpadlo, postupně zrychlujte a zavřete zpětný ventil.
>Když se blížíte jmenovitému provoznímu bodu čerpadla, zavřete vstupní proplachovací ventil čerpadla (vstupní ventil čerpadla musí být zcela otevřen).
>Pokračujte ve zvyšování rychlosti a pomalu zavírejte zpětný ventil čerpadla (nezavírejte zcela zpětný ventil čerpadla). Dokud otáčky čerpadla, výstupní tlak a průtok nedosáhnou příslušných hodnot, zavřete odvzdušňovací ventil tělesa čerpadla.
>Pokud čerpadlo není izolováno, doporučuje se otevřít odvzdušňovací ventil čerpadla na 10 sekund nebo dokud kapalina nevyteče každé 4 hodiny.
Bezpečnostní opatření při každodenním provozu
Doporučení pro údržbu
Pokud je detekována kavitace, čerpadlo musí být zastaveno a zkontrolováno a znovu spuštěno po opětovném zahřátí a ochlazení čerpadla. Mezi příznaky kavitace patří:
1. Kolísání referenčního tlaku na těsnícím plynoměru čerpadla.
2. Nestabilní výstupní tlak, když rychlost čerpadla a potrubní ventily zůstávají nezměněny.
3. Nepřetržité snižování rozdílu tlaku mezi vstupem a výstupem, když otáčky čerpadla neklesají.
4. Žádná změna výstupního tlaku, když se rychlost čerpadla zvýší a výstupní ventil zůstane nezměněn.
5. Diferenční tlak se nezvýší, když otáčky čerpadla během spouštění stoupnou na 1000 ot./min.
6. Slyšet skřípavý zvuk z těla čerpadla nebo výrazné vibrace na místě.
7. Přibližně týden po prvním uvedení do provozu se doporučuje rozebrat a vyčistit vstupní filtr čerpadla.
8. Ložiska motoru by měla být pravidelně mazána podle modelu motoru stejným typem použitého maziva a míchání různých maziv není povoleno.
9. Ruční otáčení by mělo být provedeno před každým spuštěním čerpadla, aby bylo zajištěno hladké otáčení bez zaseknutí.
10. Pokud se oběžné kolo otáčí a tlak za čerpadlem je 0 nebo pokud je čerpadlo opraveno, je nutné znovu zahřát a propláchnout těleso čerpadla a potrubí a před spuštěním je nutné změřit rosný bod pod -65 stupně.
Závěr
Tento článek shrnuje zkušenosti související s návrhem, instalací, uvedením do provozu a provozem čerpadel kryogenní kapaliny. Jako technický týmZoiun Fluid & Gas Equipment Co., Ltd.jsme odhodláni poskytovat našim zákazníkům efektivní a stabilní zařízení na kryogenní kapalinu a neustále shromažďovat zkušenosti v praktických aplikacích. Doufáme, že tato doporučení pomohou inženýrům a technickému personálu zlepšit účinnost a stabilitu čerpadel na kryogenní kapalinu. Přísné dodržování technických detailů a specifikací ve skutečném inženýrství bude mít významný dopad na dlouhodobý provoz a výkon zařízení.
