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國外專家傳授如何正確選擇與使用化工泵

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【摘要】:
流程泵企業總是愿意把節能型流程泵的研發視為其最大的成就,強調高效率在能源轉型中的意義和作用。泵技術論壇的主持人Friedrich-WilhelmHennecke博士指出的卻是另外一個事實:“在化工領域中,流程泵的效率僅僅在購置時有一點作用。在化工生產實踐中,流程泵的可用性則是最重要的!”Gendorf化學工業園的JosefLehner先生也在他的報告中證實了這一觀點,他說:“流程泵應首先能夠滿足泵

  流程泵企業總是愿意把節能型流程泵的研發視為其最大的成就,強調高效率在能源轉型中的意義和作用。泵技術論壇的主持人Friedrich-Wilhelm Hennecke博士指出的卻是另外一個事實:“在化工領域中,流程泵的效率僅僅在購置時有一點作用。在化工生產實踐中,流程泵的可用性則是最重要的!” Gendorf化學工業園的Josef Lehner先生也在他的報告中證實了這一觀點,他說:“流程泵應首先能夠滿足泵送任務,流程泵用戶看重的是高可用性和低維護保養成本。”

  Lehner先生認為,最大的問題是泵供應商經常被要求標準化,單一的流程泵類型無法滿足各種流程工藝泵送任務的要求,所以用戶經常選用規格高或型號大于實際需要的流程泵產品。一旦有一個流程泵的規格選擇的較小就會被視為是設計工作中的錯誤,按照這種思維模式,規格型號大一點是最佳的解決方案。但就Lehner先生的觀點來看,這卻是思維邏輯上的錯誤,因為在部分負載工況下流程泵的氣蝕會加重,從而提高了流程泵的故障概率。

  “要大膽些!讓您的泵在最佳工作點工作運行。”——Josef Lehner先生,Gendorf工業園運營公司

  在流程泵出現故障時,可能不僅僅是流程泵的問題,也常常會有使用操作不當或材料的耐磨性能設計失誤導致磨損而致使流程泵失效的情況。Erlangen-Nürnberg大學流體機械系的教授Ebernhard Schlücker先生向流程泵用戶們建議:始終從流程工藝過程的角度考慮問題就能找到答案,并且要經常傾聽流程泵運行過程中的聲音,“若它的聲音過高,則是對當前的使用情況提出抗議。”

  Gendorf工業園中使用的方法被證明是行之有效的,在流程泵的旁邊豎立一塊被稱為“啟動、停止操作規程”的指示牌——指示牌上清楚地寫明了流程泵啟動、關閉時的每一個操作步驟。還有一種非常有益的幫助方法,即為每一臺流程泵建立一份“病例”,在病例中清楚地記錄下該泵所有的維護保養和檢修內容。它將會很快地告訴您,您所選用的流程泵是否適合。

  如何減少泵的磨損

  實踐家是如何避免流程泵損壞的?巴斯夫公司的Oliver Klein先生非常清楚,今天的泵從機械制造技術方面來講是沒有問題的,若流程泵出現了問題,則是使用配置不當和不正確的操作過程所帶來的結果。“這樣使用必將導致流程泵損壞。”他一針見血地說道,并建議使用軟啟動器,它能明顯減少水力沖擊對泵軸承的磨損。在可以調節設定的啟動時間段內,流程泵驅動電機的電壓在軟啟動器的相位控制下被降低了,從而有目的地影響著流程泵的啟動過程。

  當使用的流程泵是葉片泵時必須始終注意,葉片泵啟動時要首先灌滿液體。對此,Eagle-Burgmann公司的Andreas Eiletz先生指出,通常情況下使用滑動密封流程泵時要絕對避免失油干運行,而“最佳設計的流程泵總是使用了合適的滑動密封。”滑動密封有著很好的抵抗被輸送介質化學性能的特性,也有著很好的耐高溫工作性能。Eiletz先生說,常常容易被人們忽視的還有滑動密封必要的(耐高溫、耐高壓、耐酸、耐堿性能)清潔周期問題。有時還會遇到用油潤滑還是用水潤滑的問題。油潤滑的潤滑性能自然比水要好,但油的導熱性能比水差。因此,油潤滑時摩擦熱不易散發出去,從而有可能導致過熱,Eiletz先生說道。

  Netzsch公司的Robert Kurz先生建議,在螺桿泵使用運行之前也灌入液體介質,“雖然它們屬于自吸式的泵類,但不能失油干運行!”它所使用的彈性體材料在沒有冷卻潤滑時會在100℃的溫度下快速失效。“流程泵用戶常常不能準確地知道其設備的特性。我們已經不斷地證實了這一點。” Kurz先生根據自己的經驗說道。就流程泵的可用性問題來講還要考慮到,“人們可以把泵做的小一點,但要把泵的轉速提高一點,但這樣做也就加重了流程泵的磨損!”Rheinhütte泵業公司的Gerhard Pracht博士證實說道,“流程泵的轉速對磨損有著明顯的影響!”根據他的經驗,泵的轉速翻一番時泵的磨損提高了6~8倍。

  從細節入手提高泵的可用性

  Lewa公司Matthias Sauter先生介紹的活塞隔膜泵最適合于輸送“含有固體成分的液體介質”。在這種泵中,具有腐蝕可能性的固體顆粒物不會與泵工作腔及周圍環境之間的動態密封相互接觸。這就保證了密封件可以有讓人接受的使用壽命。Sauter先生建議,對活塞隔膜泵的進口和出口的幾何形狀進行優化,避免出現沉積物的死角。在輸送懸浮液時,存儲懸浮液的儲罐中應配有攪拌設備并不停的攪拌、混合,保證顆粒物始終處于懸浮狀態。同時也要注意不要從儲罐底部抽取懸浮液,應使用側吸式的和開口朝上的上吸式吸取管道。活塞隔膜泵的壓送管道也應從泵處開始設計成略有一定的落差,并保證足夠的平均流速。

  Feluwa公司的Heinz N?gel先生說,往復式容積泵的使用不僅受到被輸送介質及其性質的影響,而且也受到由流量波動而帶來的壓力脈動的影響。作為解決方案,Feluwa公司開發了一種能夠自動補償容積泵氣室中氣體吸附的隔膜泵。這種雙管隔膜泵是按照模塊化結構設計的,隔膜泵的活塞桿能夠當作輔助壓縮機使用,并不斷向氣室提供氣體,從而保證了最佳的、可靠的氣室供氣。

  用螺桿泵替換離心泵也可以如此簡單

  化工標準的離心泵作為化工和石油化工領域中的千里馬得到了廣泛的應用。這不僅是因為它連接部分的幾何結構和尺寸以及其重要的性能參數等都標準化了,而且還在于它給設計師和流程泵用戶提供了獨立于流程泵生產廠家選擇、配置流程泵的可能性。而螺桿泵則相反,它沒有在幾何形狀和功率方面可以遵循的國家標準,這樣,在現有流程設備中,用具有可比性的螺桿泵來替代原來使用的離心泵時,不可能不對管道、安裝使用的基礎結構件和驅動裝置進行費時費力的修改。現在,這一不足被一種新型的接口尺寸符合DIN EN ISO 2858標準的多種螺桿泵系列所克服。這樣,正如Leistritz公司Ralf Richter先生所說的那樣:可以簡單地更換使用不同工作原理的流程泵。不僅是現有流程設備中舊泵的更新改造,還是新項目實施中的一大優點。

  業界關注的能效設計規范

  很長時間以來,流程工業領域一直在關注著根據生態設計指令制定的能效技術規范。

  KSB公司的Ralf Kurrich先生指出,從2017年開始執行的異步電動機新規定(功率在0.75~7.5?kW的電動機要滿足IE3能效標準的要求)明顯的要比原標準的電動機使用更多的材料,并且也會有幾何形狀的變化。從2018年起,功率在0.12~0.75?kW的小型電動機也要滿足IE2能效標準的規定,功率在375~1?000?kW的大型電動機則必須滿足IE3能效標準的規定。另外,IE5能效標準的“一只腳”已經進門了,它的目標是將IE4能效標準中的損失再減少20%。就這一問題,Kurrich先生給出了與ISO 5199標準有關的注意事項,標準對離心泵的驅動提出了功率儲備的要求。北美洲地區要求的功率儲備系數為1.15。這一儲備系數保證了電動機有著規定的過載保護性能,在正常工作時不會用到。Kurrich先生說,在正式公布了這一功率儲備系數之后,則ISO 5199標準中要求的功率儲備能力可以相應減小。

  小結

  主持人Hennecke先生在其總結報告中總結道,流程泵用戶需要注意新版Atex易燃易爆安全防護指令2014/34/EU及其重要性,對輸送含有固體成分液體介質的流程泵的選擇和使用運行有著非常重要的意義。凡是涉及到Atex易燃易爆安全防護的事項在選擇流程泵時都要注意,避免重復犯同樣的錯誤。

  此外,Hennecke先生最后強調,為保證流程泵的正常運行,操作者的正確使用也是非常重要的。希望來自流程工業企業的參會者能從此次的論壇交流中學習到正確選擇和使用流程泵的經驗,更好地應用在實際生產中。

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