Kako izbrati pravo centrifugalno črpalko za transport naftnih derivatov

V petrokemičnem inženiringu, mešanju mazalnih olj, polnjenju/razkladanju goriva in upravljanju skladišč nafte je prenos naftnih proizvodov pogosta in kritična operacija. Izbira napačne centrifugalne črpalke lahko v najboljšem primeru povzroči nezadosten pretok in nizko učinkovitost, v najslabšem primeru pa puščanje mehanskega tesnila, zamašitev gredi opreme ali celo požar in eksplozijo.

Kot raziskovalec strojev s tekočinami ta članek z vidika odločevalca o izbiri združuje načela mehanike tekočin in pogoje delovanja na kraju samem, da razčleni 6 ključnih korakov za izbirocentrifugalne črpalkeza prenos naftnih derivatov.

1. Pojasnite fizikalne in kemijske lastnosti naftnih proizvodov

Preden odprete izbirni priročnik, najprej analizirajte značilnosti prenašanega medija. Za razliko od vode imajo naftni proizvodi parametre, ki močno vplivajo na delovanje črpalke.

Viskoznost

Viskoznost je glavni odločilni dejavnik pri izbiri.

• Naftni proizvodi z nizko viskoznostjo (npr. bencin, dizel, lahka nafta):Viskoznost je blizu vodni, zato so primerne običajne centrifugalne črpalke. Upoštevajte, da imajo takšni mediji visok parni tlak in so nagnjeni k kavitaciji, zato je treba posebno pozornost nameniti neto pozitivni sesalni višini, ki je na voljo sistemu.
• Srednje in visoko viskozni naftni proizvodi (npr. mazalno olje, težko dizelsko gorivo, surova nafta):Ko kinematična viskoznost preseže 50 cSt, učinkovitost centrifugalnih črpalk močno pade. V tem primeru, če je še vedno izbrana običajna centrifugalna črpalka, se upoštevajo korekcijski faktorji viskoznosti (npr. pretvorba po standardih HSI) ali pa se neposredno izbere rotacijska črpalka; če se zahteva centrifugalna črpalka, se izbere poseben model s širokim pretočnim kanalom, zasnovan za visoko viskoznost.

Mazljivost in korozivnost

Oljni proizvodi imajo določene samomazalne lastnosti, ki ugodno vplivajo na življenjsko dobo mehanskih tesnil. Vendar je potrebna previdnost:

• Mediji, ki vsebujejo žveplo/kisli mediji:Izbrati je treba materiale, odporne proti koroziji (304 za šibko korozijo, 316/316L za srednje in visoko vsebnost žvepla ter močne korozivne medije), da se prepreči kontaminacija olja z rjo zaradi korozije ogljikovega jekla.
• Brezvodno/vsebuje vodo:Nekateri naftni proizvodi (npr. letalski kerozin) so izjemno občutljivi na vodo, zato je treba material ohišja črpalke dehidrirati ali pa izbrati materiale, odporne proti rji.

Plamenišče in vnetljivost

Za prenos medijev z nizkim plameniščem, kot sta bencin in benzen, je ocena odpornosti proti eksploziji obvezen indikator. Izbrati je treba popolnoma protieksplozijsko varen motor (Ex d II BT4 ali višji), rotor je lahko izdelan iz brona, da se zmanjša nevarnost isker zaradi trenja, celoten stroj pa mora biti ustrezno ozemljen za statično elektriko.

2. Natančno izračunajte delovne parametre, da se ujemajo z osnovno zmogljivostjo črpalke

Natančen izračun delovnih parametrov izboljša učinkovitost in zmanjša porabo energije.

Zahteva glede pretoka

Rezervirajte 10–20-odstotno maržo nihanja glede na dejansko količino prenosa; izberite dvosesalne centrifugalne črpalke za velike pretoke in majhne enostopenjske centrifugalne črpalke za majhne pretoke ter jih opremite z napravo za pretvorbo frekvence za pogoje delovanja z velikimi nihanji.

Izračun glave

Dejanska zahtevana višina = dobavna višina + upor cevovoda + lokalni upor. Ocenjena višina za izbiro mora biti 10 %–15 % višja od dejanskega povpraševanja po rezervi marže.

Delovna temperatura in pogoji sesanja

Izberite tesnila in materiale, odporne na visoke temperature, za naftne proizvode pri visokih temperaturah in razmislite o antikoagulaciji za naftne izdelke pri nizkih temperaturah; izračunajte neto pozitivno sesalno višino in izberite samosesalne centrifugalne črpalke za slabe sesalne pogoje, da preprečite kavitacijo.

3. Neto pozitivna sesalna višina (NPSH)

Naftni izdelki imajo običajno visok nasičen parni tlak in je večja verjetnost, da bodo izhlapeli, zlasti v okoljih z visoko temperaturo.

• Na voljo neto pozitivna sesalna višina (NPSHa):Določeno s cevovodnim sistemom na kraju samem (višina nivoja tekočine v skladiščnem rezervoarju, izgube v sesalnem cevovodu, atmosferski tlak, parni tlak naftnih derivatov).
• Zahtevana neto pozitivna sesalna višina (NPSHr):Določeno s črpalko samo.

Izbirno pravilo:NPSHa ＞ NPSHr + 1,0 m (varnostni rob)

Za prenos naftnih derivatov je oblika sesalne strani pogosto pomembnejša od same črpalke. Priporočila:

• Čim bolj uporabite poplavno namestitev.
• Če je samosesalna črpalka obvezna, izberite samosesalno centrifugalno črpalko, namestite nožni ventil na sesalno cev in nadzorujte sesalno višino znotraj 2 m.

4. Tesnilni sistem: Osnovna obrambna linija proti puščanju

Puščanje naftnih derivatov ni le gospodarska škoda, ampak tudi potencialno varnostno tveganje. Za prenos naftnih derivatov je izbira mehanskih tesnil ključnega pomena. Glede na lastnosti naftnih proizvodov se priporoča naslednja stopenjska izbira:

1.Enojno mehansko tesnilo + Načrt načrta izpiranja 01/02

Primerno za nenevarne, nehlapne naftne proizvode (npr. običajno mazalno olje, dizelsko gorivo). Samoizpiranje s črpanim medijem za odvajanje toplote s tesnilne površine.

2. Enojno mehansko tesnilo + načrt izpiranja, načrt 11

Standardna konfiguracija, vodenje visokotlačnega medija iz izhoda črpalke za izpiranje tesnilne komore, primerno za večino čistih naftnih proizvodov.

3.Tandemsko mehansko tesnilo (API 682 načrt načrt 52/53)

Zelo priporočljivo za zelo hlapne in strupene medije, kot so bencin, benzen in toluen. Ta struktura uporablja dvostopenjska tesnila z vbrizgano izolacijsko tekočino (belo olje ali etilen glikol). Tudi če primarno tesnilo pušča, naftni produkti ne bodo uhajali v ozračje, ampak bodo tekli v varnostni rezervoar, kar močno izboljša varnost.

5. Izbira materiala: od litega železa do nerjavečega jekla

Za prenos naftnih proizvodov izbira materiala sledi naslednji logiki:

• Lito železo/lito jeklo:Primerno za nekorozivne lahke oljne izdelke pri normalni temperaturi (npr. dizelsko gorivo, mazalno olje) z najvišjo stroškovno učinkovitostjo.
• Nerjaveče jeklo 304 (CF8):Primerno za šibko korozivne medije, belo olje za živila in fine kemične oljne izdelke, občutljive na železove ione.
• Nerjaveče jeklo 316 (CF8M):Primerno za surovo nafto ali kemične intermediate z visokim kloridnim ionom in kislostjo.

Poleg tega je treba za nizkotemperaturne ogljikovodike, utekočinjene pline (npr. nizkotemperaturni propan) ali visokotemperaturno olje za prenos toplote izbrati posebne materiale, odporne na nizke/visoke temperature, in ustrezne strukture za hlajenje/ogrevanje ležajev.

6. Premisleki glede učinkovitosti motorja in energije

Prenos naftnih derivatov pogosto zahteva dolgotrajno neprekinjeno delovanje, stroškov porabe energije pa ni mogoče prezreti.

• Ocena eksplozijske zaščite: Določite stopnjo eksplozijske zaščite motorja glede na klasifikacijo območij na kraju samem (cona 1 ali cona 2). Skupni standard je Ex d II BT4 (ognjevarni tip, primeren za večino petrokemičnih scenarijev).
• Standardi energetske učinkovitosti (IE3/IE4): Priporočeni so motorji z IE3 ali višjim razredom energetske učinkovitosti. Čeprav je začetni strošek nabave nekoliko višji, se lahko razlika v ceni zaradi naraščajočih cen električne energije običajno povrne v 1–2 letih.
• Nadzor spremenljive frekvence: če je treba pretok pretoka naftnih proizvodov pogosto prilagajati, je priporočljiv pogon s spremenljivo frekvenco (VFD). Prilagajanje hitrosti s pretvorbo frekvence namesto z dušenjem ventila lahko prihrani 20–40 % električne energije.

Zaključek

Izbira prave centrifugalne črpalke za pretakanje naftnih derivatov ni nujno zapletena. Z jasnim razumevanjem značilnosti vaših naftnih proizvodov, delovnih parametrov in aplikacijskih zahtev, v kombinaciji s Teffikovo strokovno tehnično podporo in rešitvami izdelkov, lahko najdete kos opreme, ki zagotavlja zanesljivo delovanje več let.

Pridružite se nam pri raziskovanju neskončnih možnosti fluidne tehnologije. Obiščite uradno spletno stran:http://www.teffiko.com