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技術(shù)文章
化工離心泵選型摘要
點擊次數(shù)：328 發(fā)布時間：2014-11-12
石油化學(xué)工業(yè)在國民經(jīng)濟中占據(jù)非常重要的位置，化工流程泵作為關(guān)鍵配套設(shè)備也越來越受到人們的關(guān)注。由于化工介質(zhì)的特性錯綜復(fù)雜，加之用戶的要求不斷提高，作為生產(chǎn)廠家，我們應(yīng)如何選型？應(yīng)重點注意哪些方面？…等等顯得尤為重要。現(xiàn)結(jié)合公司相關(guān)產(chǎn)品特點以及個人的膚淺認(rèn)識對常用化工泵的選型做一點簡要評述，希望能有益于同仁在該領(lǐng)域更好地開展工作。
耐腐蝕問題
一直以來，腐蝕就是化工設(shè)備zui頭痛的危害之一，稍有不慎，輕則損壞設(shè)備，重則造成事故甚至引發(fā)災(zāi)難。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計，化工設(shè)備的破壞約有60%是由于腐蝕引起的，因此在化工泵選型時首先要注意選材的科學(xué)性。通常有一種誤區(qū)，認(rèn)為不銹鋼是“材料”，不論什么介質(zhì)和環(huán)境條件都捧出不銹鋼，這是很危險的。下面針對一些常用化工介質(zhì)談?wù)勥x材的要點：
1.硫酸作為強腐蝕介質(zhì)之一，硫酸是用途非常廣泛的重要工業(yè)原料。不同濃度和溫度的硫酸對材料的腐蝕差別較大，對于濃度在80%以上、溫度小于80℃的濃硫酸，碳鋼和鑄鐵有較好的耐蝕性，但它不適合高速流動的硫酸,不適用作泵閥的材料；普通不銹鋼如304（0Cr18Ni9）、316（0Cr18Ni12Mo2Ti）對硫酸介質(zhì)也用途有限。因此輸送硫酸的泵閥通常采用高硅鑄鐵（鑄造及加工難度大）、高合金不銹鋼（20號合金）制造。氟塑料具有較好的耐硫酸性能，采用襯氟泵（F46）是一種更為經(jīng)濟的選擇。公司適用產(chǎn)品有：IHF襯氟泵、PF(FS)強耐腐蝕離心泵、CQB-F氟塑料磁力泵等。
2.鹽酸決大多數(shù)金屬材料都不耐鹽酸腐蝕（包括各種不銹鋼材料），含鉬高硅鐵也僅可用于50℃、30%以下鹽酸。和金屬材料相反，絕大多數(shù)非金屬材料對鹽酸都有良好的耐腐蝕性，所以內(nèi)襯橡膠泵和塑料泵（如聚丙烯、氟塑料等）是輸送鹽酸的選擇。公司適用產(chǎn)品有：IHF襯氟泵、PF(FS)強耐腐蝕離心泵、CQ聚丙烯磁力泵（或氟塑料磁力泵）等。
3.硝酸一般金屬大多在硝酸中被迅速腐蝕破壞，不銹鋼是應(yīng)用zui廣的耐硝酸材料，對常溫下一切濃度的硝酸都有良好的耐蝕性，值得一提的是含鉬的不銹鋼（如316、316L）對硝酸的耐蝕性不僅不優(yōu)于普通不銹鋼（如304、321），有時甚至不如。而對于高溫硝酸，通常采用鈦及鈦合金材料。公司適用產(chǎn)品有：DFL(W)H化工泵、DFL(W)PH屏蔽化工泵、DFCZ流程泵、DFLZP自吸化工泵、IH化工泵、CQB磁力泵等，材料為304。
4.醋酸它是有機酸中腐蝕性zui強的物質(zhì)之一，普通鋼鐵在一切濃度和溫度的醋酸中都會嚴(yán)重腐蝕，不銹鋼是優(yōu)良的耐醋酸材料，含鉬的316不銹鋼還能適用于高溫和稀醋酸蒸汽。對于高溫高濃醋酸或含有其它腐蝕介質(zhì)等苛刻要求時，可選用高合金不銹鋼或氟塑料泵。
5.堿（氫氧化鈉）鋼鐵廣泛應(yīng)用于80℃以下、30%濃度內(nèi)的氫氧化鈉溶液，也有許多工廠在100℃、75%以下時仍采用普通鋼鐵，雖然腐蝕增加，但經(jīng)濟性好。普通不銹鋼對堿液的耐蝕性與鑄鐵相比沒有明顯優(yōu)點，只要介質(zhì)中容許少量鐵份摻入不推薦采用不銹鋼。對于高溫堿液多采用鈦及鈦合金或者高合金不銹鋼。公司一般鑄鐵泵均可用于常溫低濃度堿液，特殊要求時可采用各類不銹鋼泵或氟塑料泵。
6.氨（氫氧化氨）大多數(shù)金屬和非金屬在液氨及氨水（氫氧化氨）中的腐蝕都很輕微，只有銅和銅合金不宜使用。公司產(chǎn)品大多適用于氨及氨水的輸送。
7.鹽水（海水）普通鋼鐵在氯化鈉溶液和海水、咸水中腐蝕率不太高，一般須采用涂料保護(hù)；各類不銹鋼也有很低的均勻腐蝕率，但可能因氯離子而引起局部性腐蝕，通常采用316不銹鋼較好。公司各類化工泵都有316材料配置。
8.醇類、酮類、酯類、醚類常見的醇類介質(zhì)有甲醇、乙醇、乙二醇、丙醇等，酮類介質(zhì)有丙酮、丁酮等，酯類介質(zhì)有各種甲酯、乙酯等，醚類介質(zhì)有甲醚、****、丁醚等，它們基本沒有腐蝕性，常用材料均可適用，具體選用時還應(yīng)根據(jù)介質(zhì)的屬性和相關(guān)要求做出合理選擇。另外值得注意的是酮、酯、醚對多種橡膠有溶解性，在選擇密封材料時避免出錯。
還有許多其它介質(zhì)不能在此一一介紹，總之在選材時切不可隨意和盲目，應(yīng)多查閱相關(guān)資料或借鑒成熟經(jīng)驗。
冷卻問題
高溫介質(zhì)的輸送對泵的結(jié)構(gòu)、材料以及輔助系統(tǒng)提出了更高要求，下面談一談不同的溫度變化對冷卻的要求以及公司適用泵型：
1.對于溫度低于120℃的介質(zhì)，通常不設(shè)置專門的冷卻系統(tǒng)，多采用本身介質(zhì)來潤滑和冷卻。像DFL(W)H化工泵、DFL(W)PH屏蔽化工泵(超過90℃時屏蔽電機的防護(hù)等級應(yīng)采用H級)；而DFCZ普通型和IH化工泵由于采用了懸架結(jié)構(gòu)可使溫度上限達(dá)到140℃~160℃；IHF襯氟泵zui高使用溫度可達(dá)200℃；只有CQB普通磁力泵使用溫度不超過100℃。值得一提是對于易結(jié)晶或含有顆粒的介質(zhì)應(yīng)配有密封面沖洗管路（設(shè)計時均留有接口）。
2.對于120℃以上、300℃以內(nèi)的介質(zhì)，一般在泵蓋上須設(shè)有冷卻腔，密封室也應(yīng)接通冷卻液（須配雙端面機械密封），當(dāng)不允許冷卻液滲入介質(zhì)中時，應(yīng)采取將本身介質(zhì)冷卻后接入（可通過簡易熱交換器實現(xiàn)）。目前公司有DFCZ型化工流程泵、GRG高溫管道泵以及HPK熱水循環(huán)泵（正在開發(fā)）可供選用，另外CQB-G高溫型磁力泵可用于280℃以內(nèi)的高溫介質(zhì)。
3.對于300℃以上的高溫介質(zhì)，不僅泵頭部分需要冷卻，懸架軸承室也應(yīng)設(shè)有冷卻系統(tǒng)，泵結(jié)構(gòu)一般為中心支承形式，機械密封采用金屬波紋管型，但價格高（價格是普通機封的10多倍）。目前公司只有DFAY離心油泵使用溫度能夠達(dá)到420℃（正在開發(fā)）。
密封問題
無泄漏是化工設(shè)備的永遠(yuǎn)追求，正是這種要求促成了磁力泵和屏蔽泵的應(yīng)用日益擴展。然而真正做到無泄漏還有很長的路要走，比如磁力泵隔離套和屏蔽泵屏蔽套的壽命問題、材料的孔蝕問題、靜密封的可靠性問題等等?，F(xiàn)就密封方面的一些基本情況簡單介紹如下：
1.密封形式對于靜密封來說，通常只有密封墊和密封圈兩種形式，而密封圈又以O(shè)型圈應(yīng)用zui廣；對于動密封，化工泵很少采用填料密封，以機械密封為主，機械密封又有單端面和雙端面、平衡型和非平衡型之分，平衡型適用于高壓介質(zhì)的密封（通常指壓力大于1.0MPa），雙端面機封主要用于高溫、易結(jié)晶、有粘度、含顆粒以及有毒揮發(fā)的介質(zhì)，雙端面機封應(yīng)向密封腔中注入隔離液，其壓力一般高于介質(zhì)壓力0.07~0.1MPa。
2.密封材料化工泵靜密封的材料一般采用氟橡膠，特殊情況才采用聚四氟材料；機械密封動靜環(huán)的材料配置較為關(guān)鍵，并不是硬質(zhì)合金對硬質(zhì)合金就，價格高是一方面，兩者沒有硬度差也并不合理，所以根據(jù)介質(zhì)特點區(qū)別對待。
?。ㄗⅲ好绹蛯W(xué)會API610第八版對機械密封和管路系統(tǒng)的典型配置在附錄D中有比較詳盡的規(guī)定）
粘度問題
介質(zhì)的粘度對泵的性能影響是很大的，當(dāng)粘度增加時，泵的揚程曲線下降，*工況的揚程和流量均隨之下降，而功率則隨之上升，因而效率降低。一般樣本上的參數(shù)均為輸送清水時的性能，當(dāng)輸送粘性介質(zhì)時應(yīng)進(jìn)行換算（不同粘度的修正系數(shù)可查閱相關(guān)換算圖表）。對于粘度較高的漿類、膏類及粘稠液的輸送，建議選用螺桿泵，公司DFGG單螺桿泵適用介質(zhì)粘度可達(dá)1000000cst。
耐腐蝕問題
一直以來，腐蝕就是化工設(shè)備zui頭痛的危害之一，稍有不慎，輕則損壞設(shè)備，重則造成事故甚至引發(fā)災(zāi)難。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計，化工設(shè)備的破壞約有60%是由于腐蝕引起的，因此在化工泵選型時首先要注意選材的科學(xué)性。通常有一種誤區(qū)，認(rèn)為不銹鋼是“材料”，不論什么介質(zhì)和環(huán)境條件都捧出不銹鋼，這是很危險的。下面針對一些常用化工介質(zhì)談?wù)勥x材的要點：
1.硫酸作為強腐蝕介質(zhì)之一，硫酸是用途非常廣泛的重要工業(yè)原料。不同濃度和溫度的硫酸對材料的腐蝕差別較大，對于濃度在80%以上、溫度小于80℃的濃硫酸，碳鋼和鑄鐵有較好的耐蝕性，但它不適合高速流動的硫酸,不適用作泵閥的材料；普通不銹鋼如304（0Cr18Ni9）、316（0Cr18Ni12Mo2Ti）對硫酸介質(zhì)也用途有限。因此輸送硫酸的泵閥通常采用高硅鑄鐵（鑄造及加工難度大）、高合金不銹鋼（20號合金）制造。氟塑料具有較好的耐硫酸性能，采用襯氟泵（F46）是一種更為經(jīng)濟的選擇。公司適用產(chǎn)品有：IHF襯氟泵、PF(FS)強耐腐蝕離心泵、CQB-F氟塑料磁力泵等。
2.鹽酸決大多數(shù)金屬材料都不耐鹽酸腐蝕（包括各種不銹鋼材料），含鉬高硅鐵也僅可用于50℃、30%以下鹽酸。和金屬材料相反，絕大多數(shù)非金屬材料對鹽酸都有良好的耐腐蝕性，所以內(nèi)襯橡膠泵和塑料泵（如聚丙烯、氟塑料等）是輸送鹽酸的選擇。公司適用產(chǎn)品有：IHF襯氟泵、PF(FS)強耐腐蝕離心泵、CQ聚丙烯磁力泵（或氟塑料磁力泵）等。
3.硝酸一般金屬大多在硝酸中被迅速腐蝕破壞，不銹鋼是應(yīng)用zui廣的耐硝酸材料，對常溫下一切濃度的硝酸都有良好的耐蝕性，值得一提的是含鉬的不銹鋼（如316、316L）對硝酸的耐蝕性不僅不優(yōu)于普通不銹鋼（如304、321），有時甚至不如。而對于高溫硝酸，通常采用鈦及鈦合金材料。公司適用產(chǎn)品有：DFL(W)H化工泵、DFL(W)PH屏蔽化工泵、DFCZ流程泵、DFLZP自吸化工泵、IH化工泵、CQB磁力泵等，材料為304。
4.醋酸它是有機酸中腐蝕性zui強的物質(zhì)之一，普通鋼鐵在一切濃度和溫度的醋酸中都會嚴(yán)重腐蝕，不銹鋼是優(yōu)良的耐醋酸材料，含鉬的316不銹鋼還能適用于高溫和稀醋酸蒸汽。對于高溫高濃醋酸或含有其它腐蝕介質(zhì)等苛刻要求時，可選用高合金不銹鋼或氟塑料泵。
5.堿（氫氧化鈉）鋼鐵廣泛應(yīng)用于80℃以下、30%濃度內(nèi)的氫氧化鈉溶液，也有許多工廠在100℃、75%以下時仍采用普通鋼鐵，雖然腐蝕增加，但經(jīng)濟性好。普通不銹鋼對堿液的耐蝕性與鑄鐵相比沒有明顯優(yōu)點，只要介質(zhì)中容許少量鐵份摻入不推薦采用不銹鋼。對于高溫堿液多采用鈦及鈦合金或者高合金不銹鋼。公司一般鑄鐵泵均可用于常溫低濃度堿液，特殊要求時可采用各類不銹鋼泵或氟塑料泵。
6.氨（氫氧化氨）大多數(shù)金屬和非金屬在液氨及氨水（氫氧化氨）中的腐蝕都很輕微，只有銅和銅合金不宜使用。公司產(chǎn)品大多適用于氨及氨水的輸送。
7.鹽水（海水）普通鋼鐵在氯化鈉溶液和海水、咸水中腐蝕率不太高，一般須采用涂料保護(hù)；各類不銹鋼也有很低的均勻腐蝕率，但可能因氯離子而引起局部性腐蝕，通常采用316不銹鋼較好。公司各類化工泵都有316材料配置。
8.醇類、酮類、酯類、醚類常見的醇類介質(zhì)有甲醇、乙醇、乙二醇、丙醇等，酮類介質(zhì)有丙酮、丁酮等，酯類介質(zhì)有各種甲酯、乙酯等，醚類介質(zhì)有甲醚、****、丁醚等，它們基本沒有腐蝕性，常用材料均可適用，具體選用時還應(yīng)根據(jù)介質(zhì)的屬性和相關(guān)要求做出合理選擇。另外值得注意的是酮、酯、醚對多種橡膠有溶解性，在選擇密封材料時避免出錯。
還有許多其它介質(zhì)不能在此一一介紹，總之在選材時切不可隨意和盲目，應(yīng)多查閱相關(guān)資料或借鑒成熟經(jīng)驗。
冷卻問題
高溫介質(zhì)的輸送對泵的結(jié)構(gòu)、材料以及輔助系統(tǒng)提出了更高要求，下面談一談不同的溫度變化對冷卻的要求以及公司適用泵型：
1.對于溫度低于120℃的介質(zhì)，通常不設(shè)置專門的冷卻系統(tǒng)，多采用本身介質(zhì)來潤滑和冷卻。像DFL(W)H化工泵、DFL(W)PH屏蔽化工泵(超過90℃時屏蔽電機的防護(hù)等級應(yīng)采用H級)；而DFCZ普通型和IH化工泵由于采用了懸架結(jié)構(gòu)可使溫度上限達(dá)到140℃~160℃；IHF襯氟泵zui高使用溫度可達(dá)200℃；只有CQB普通磁力泵使用溫度不超過100℃。值得一提是對于易結(jié)晶或含有顆粒的介質(zhì)應(yīng)配有密封面沖洗管路（設(shè)計時均留有接口）。
2.對于120℃以上、300℃以內(nèi)的介質(zhì)，一般在泵蓋上須設(shè)有冷卻腔，密封室也應(yīng)接通冷卻液（須配雙端面機械密封），當(dāng)不允許冷卻液滲入介質(zhì)中時，應(yīng)采取將本身介質(zhì)冷卻后接入（可通過簡易熱交換器實現(xiàn)）。目前公司有DFCZ型化工流程泵、GRG高溫管道泵以及HPK熱水循環(huán)泵（正在開發(fā)）可供選用，另外CQB-G高溫型磁力泵可用于280℃以內(nèi)的高溫介質(zhì)。
3.對于300℃以上的高溫介質(zhì)，不僅泵頭部分需要冷卻，懸架軸承室也應(yīng)設(shè)有冷卻系統(tǒng)，泵結(jié)構(gòu)一般為中心支承形式，機械密封采用金屬波紋管型，但價格高（價格是普通機封的10多倍）。目前公司只有DFAY離心油泵使用溫度能夠達(dá)到420℃（正在開發(fā)）。
密封問題
無泄漏是化工設(shè)備的永遠(yuǎn)追求，正是這種要求促成了磁力泵和屏蔽泵的應(yīng)用日益擴展。然而真正做到無泄漏還有很長的路要走，比如磁力泵隔離套和屏蔽泵屏蔽套的壽命問題、材料的孔蝕問題、靜密封的可靠性問題等等?，F(xiàn)就密封方面的一些基本情況簡單介紹如下：
1.密封形式對于靜密封來說，通常只有密封墊和密封圈兩種形式，而密封圈又以O(shè)型圈應(yīng)用zui廣；對于動密封，化工泵很少采用填料密封，以機械密封為主，機械密封又有單端面和雙端面、平衡型和非平衡型之分，平衡型適用于高壓介質(zhì)的密封（通常指壓力大于1.0MPa），雙端面機封主要用于高溫、易結(jié)晶、有粘度、含顆粒以及有毒揮發(fā)的介質(zhì)，雙端面機封應(yīng)向密封腔中注入隔離液，其壓力一般高于介質(zhì)壓力0.07~0.1MPa。
2.密封材料化工泵靜密封的材料一般采用氟橡膠，特殊情況才采用聚四氟材料；機械密封動靜環(huán)的材料配置較為關(guān)鍵，并不是硬質(zhì)合金對硬質(zhì)合金就，價格高是一方面，兩者沒有硬度差也并不合理，所以根據(jù)介質(zhì)特點區(qū)別對待。
?。ㄗⅲ好绹蛯W(xué)會API610第八版對機械密封和管路系統(tǒng)的典型配置在附錄D中有比較詳盡的規(guī)定）
粘度問題
介質(zhì)的粘度對泵的性能影響是很大的，當(dāng)粘度增加時，泵的揚程曲線下降，*工況的揚程和流量均隨之下降，而功率則隨之上升，因而效率降低。一般樣本上的參數(shù)均為輸送清水時的性能，當(dāng)輸送粘性介質(zhì)時應(yīng)進(jìn)行換算（不同粘度的修正系數(shù)可查閱相關(guān)換算圖表）。對于粘度較高的漿類、膏類及粘稠液的輸送，建議選用螺桿泵，公司DFGG單螺桿泵適用介質(zhì)粘度可達(dá)1000000cst。