为苛刻工况而生

作者:Annette van Dorp 本文作者供职于德国杜塞尔多 文章来源:《流程工业》 发布时间:2015-10-22

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不要失效:Bungartz公司是专啃硬骨头的企业,例如输送硝酸铵的大型半轴流叶轮循环泵(上图左)或者配用了两套滑动密封、有着系统的耐压变化的V-AN系列的自调节离心泵(上图右)

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综合材料、密封和轴承技术——这些对提高离心泵在苛刻工况下的运行能力有哪些帮助?Bungartz泵在应用中的出色表现说明,这些技术可以让离心泵输送各种极端性质的液体介质。

 

化工、石油精炼和化肥生产中许多艰难的输送任务都与腐蚀性、磨蚀性、含气的、炙热的甚至到达沸点的介质有关,这些介质往往是危险的。所有的这类液体介质都对输送时使用的泵的材料和密封技术提出了严峻的挑战。同样,也必需要遵守污染物排放、TA-Luft空气质量和Atex防爆安全等相关法规的规定。“在输送某些特殊的液体介质时,例如在输送含有固体物质混合物的化肥、矿物油浓缩物或者像四氯化钛和硝酸铵等特殊原材料时,很多泵就力不从心了。”Hans-Wilhelm Möllmann先生在《流程工业》杂志举办的泵技术论坛的报告中说道。作为致力于为用户提供特殊解决方案的专家,Bungartz公司研发生产的泵是应对苛刻工况的最佳选择。面对很多难以输送的介质,譬如热硫酸、液态沥青、含有氧化铁固体悬浮物的液体以及像液化气罐车卸车等具有易燃易爆性质的液体介质,Bungartz公司都研发出了相应的解决方案。

所有的Bungartz泵都是根据工况要求定制的。通过与用户的充分沟通,Bungartz泵正确的选用不锈钢材料、碳化硅材料以及它们的正确组合。最畅销的特殊用途离心泵根据被输送介质的性质确定泵的密封技术和轴承技术方案,从而使设计的离心泵能够满足难以输送液体介质带来的挑战,提高离心泵的使用寿命和安全性。在介绍这些泵的具体特点前,Möllmann先生先介绍了一些反面例子。

V-AN系列离心泵有背筋的叶轮

例如,造成离心泵损伤的一个可怕原因就是气蚀。在自吸式的离心泵中,叶轮的吸入侧是产生气蚀和压力降低的典型部位,是一个容易出问题的部位。通过压力吸入侧低于蒸汽压力的压力下降会导致液体迅速的蒸发气化。这就产生了蒸汽气泡,在泵的压力区产生干扰。在离心泵内,这些气泡聚积在一起,它们的破裂会带来破坏,中断被输送液体的流动,离心泵零部件的损毁直至离心泵必需更换。随着离心泵吸入侧和压出侧液体介质压力差的减小(相当于气蚀余量NPSH值),气蚀风险也就越大。

当在具有气蚀风险的应用中使用具有常规自吸性能的离心泵时,始终都要采取一些预防气蚀的特殊措施,这将导致很高的成本和费用支出。

自我调节避免气蚀

Bungartz公司研发生产的、具有自动调节功能的V-An系列离心泵受到气蚀干扰的可能性很小。它采用了特殊的结构设计使其具有自主调节的功能,能够按照变化了的吸入量进行调节。所有的V-AN系列离心泵都具有失油干运行能力和运行保护,能够自动排气,有着很低的NPSH气蚀余量(<0.1 m)。除了高可靠性和长寿命外,安装高度低也为使用者节约了大笔的设备安装费用。离心泵用户称赞该离心泵在输送接近沸点的液体或含有气体的液体时有着非常好的表现。当需要把容器完全抽空时,例如把液化气罐车彻底卸空;或者在真空过滤器、离心机、蒸馏塔、蒸汽设备或污水容器等输送和收集冷凝水类的液体介质时,该离心泵是非常好的选择。

当所有苛刻条件汇集在一起时

像可怕的气蚀一样,含有磨蚀性成分的液体介质和悬浮液也是非常难以输送的液体介质。有一些更难输送的介质兼具磨蚀性、腐蚀性和汽蚀,例如含有固体镍成分的硫酸。输送含有固体成分的腐蚀性液体,尤其是悬浮液时,都对所使用的泵提出了严峻的挑战。在这些工况中可以选用结构设计坚固的M-MOR、M-UMOR型泥浆泵。由于它们的叶轮和泵壳使用了创新性的基于碳化硅的耐磨材料,因此有着非常突出的优点。另外,在泵内直接磨损的部位还可以附加贴附碳化硅陶瓷材料。

“去年改进了一台MOR型泵。从1948年起该企业就开始用这台泵,并且始终运行良好!”

——Hans-Wilhelm Möllmann先生,Bungartz公司

卧式离心泵工作时,由可以干运行的磁力偶合器驱动或者Bungartz公司研发的非接触式液动力学轴密封驱动。带有背筋的叶轮(星轮)工作时,其轴间隙在液压动力学的原理下被密封起来。在泵的启动过程中,安装在轴承座中的离心调节器控制着叶轮的轴向移动。

锥形轴套与轴端密封之间的间隙避免了通常情况下常见的磨损。在泵停止工作的过程中,在离心力的作用下叶轮又重新回到静止时密封的状态。轴端密封严密的封堵了轴端的缝隙。利用这种叶轮复位机制和附加的密封轮可以准确的调节泵的转速。

这种坚固耐压的卧式离心泵有着广泛的应用领域。适合于输送含有固体物质的液体:“去年改进了一台MOR型泵。从1948年起它就开始用这台泵了,并且始终运行良好!” Möllmann先生说。

即便是在长期运行过程中也不必担心泄漏,也无需使用止漏润滑液。在使用碳化硅材料后,明显的减少了泵的磨损部位和重要零部件的磨损,延长了叶轮和磨损部位零部件的使用寿命,基于其高可靠性和长维护保养周期,能够为用户节约大量的费用和支出。


应用案例

当酸中含有固体成分和化肥时

化肥生产领域中的实例清楚的告诉人们:改用Bungartz公司的泵之后会在短期和长期实现多大的节约。

需要输送的是由酸、固体物质和化肥组成的混合物。这一被输送液体中各种成分的比例如下:硝酸9%,磷酸13.5%,硝酸钙40%,六氟合硅酸1%,沙子15%。输送时液体介质的温度为80℃。

设计时要求实现的目标为:流量200 m3/h,使用标准的自吸泵。要彻底更换原来使用的泵,因为之前使用的泵在四周时间里维修了10次。

企业决定改换Bungartz公司生产的M-MOR泵,该泵采用了两套滑动密封的、集成了水流冷却技术且转速可以调节的离心泵。离心泵工作了6个月没有出现问题。由于它的耐磨片和叶轮使用的是碳化硅材料,因此液体介质在泵体内的流动没有涡流。由于泵体的设计非常合理,因此泵体内仅出现了少量的磨损痕迹,可以实现的使用寿命估计为2年。为便于拆卸,对耐磨片的安装座进行了改进。

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