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氯堿工業(yè)中固、液兩相流泵選用分析
（作者未知） 2010/8/16
摘要:由于輸送介質(zhì)不同,輸送介質(zhì)的含固量,固體顆粒大小、顆粒軟硬程度,固、液兩相綜合粘度狀況以及對(duì)材料、腐蝕、磨蝕程度不同,選擇生產(chǎn)用泵類(lèi)型也會(huì)有不同。因此對(duì)于各種使用工況都必須進(jìn)行認(rèn)真分析。
關(guān)鍵詞:固、液兩相流泵;選用;氯堿工業(yè)
1概述
在氯堿工業(yè)生產(chǎn)中,經(jīng)常需要輸送含固體顆粒的液體,譬如鹽泥、電石渣漿、脫硫漿液、污水處理、聚氯乙烯懸浮液、爐灰渣漿等輸送。由于輸送介質(zhì)不同,輸送介質(zhì)的含固量,固體顆粒大小、顆粒軟硬程度,固、液兩相綜合粘度狀況以及對(duì)材料、腐蝕、磨蝕程度不同,選擇生產(chǎn)用泵類(lèi)型也會(huì)有不同。某些工礦適用容積泵輸送,而另外一些工礦卻需用特殊的離心泵輸送(鹽泥泵、聚氯乙烯懸浮液泵、渣漿泵、陶瓷泵、高吸入壓力離心泵、旋流泵)。選用合適輸送泵和可靠軸封做到兼能滿足工藝操作條件,又能達(dá)到長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行及降低泵能源消耗;使之投資和運(yùn)行費(fèi)用等綜合性的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo),符合經(jīng)濟(jì)、安全、適用的原則。
2氯堿生產(chǎn)裝置固、液兩相流程泵選擇基本要求
(1)首先要求保持長(zhǎng)期連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行,年運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間保證在8000小時(shí)以上。
按照美國(guó)石油學(xué)會(huì)API610規(guī)定,泵要求連續(xù)運(yùn)行3年,年運(yùn)行8000小時(shí),壽命20年,要求輸送泵成熟、可靠,節(jié)能,拆裝檢修方便。
(2)輸送介質(zhì)屬于易燃、易爆、有毒固液兩相流工業(yè)流程泵,其軸封要求嚴(yán)密、可靠,杜絕泄漏。
一般采用雙端面機(jī)械密封和一套軸封沖洗冷卻系統(tǒng),也可采用單端面機(jī)械密封和一套軸封沖洗冷卻系統(tǒng)。動(dòng)密封摩擦付材料采用碳化硅、陶瓷、硬質(zhì)合金等抗磨損的材料。靜密封O形圈材料要注意介質(zhì)溫度和對(duì)介質(zhì)適應(yīng)性,介質(zhì)為有機(jī)溶劑的話,嚴(yán)禁使用橡膠制品,以免靜密封O形圈溶脹失效,機(jī)械密封遭破壞。
(3)介質(zhì)含固體顆粒狀態(tài)。
一般工業(yè)上輸送介質(zhì)含固體量﹥15%才稱為固、液兩相流。根據(jù)石家莊強(qiáng)大泵業(yè)集團(tuán)有限公司(原石家莊水泵廠)研究資料介紹,由于固體沉降造成離心泵效率明顯下降。因此要考慮采用沉降速度理論及相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)公式對(duì)泵效率和揚(yáng)程進(jìn)行修正。一般其軸功率要比清水泵大10%以上,甚至于更大。具體可以由專(zhuān)業(yè)制造廠根據(jù)介質(zhì)操作狀況分析、計(jì)算、確定軸功率和配套電機(jī)功率。
若介質(zhì)綜合粘度很大,個(gè)人認(rèn)為單純按固、液兩相流離心泵對(duì)泵效率和揚(yáng)程修正是不夠的,尚還需按介質(zhì)綜合粘度去修正效率和揚(yáng)程進(jìn)行校核,取修正下降值大的來(lái)計(jì)算軸功率確定配套電機(jī)功率。當(dāng)介質(zhì)綜合粘度﹥100厘泊狀態(tài)下,離心泵效率有可能相對(duì)泵在水狀態(tài)下效率下降50%。此時(shí),要分析一下采用離心泵是否合理、是否可以其它形式泵取代(螺桿泵、齒輪泵、往復(fù)計(jì)量泵等),否則會(huì)使能耗大,影響長(zhǎng)期運(yùn)行成本。若介質(zhì)有纖維狀、塊狀膠粒,要防止葉輪流道堵塞,葉輪結(jié)構(gòu)宜采用寬流道葉輪、開(kāi)式葉輪,減少葉輪數(shù)量來(lái)適應(yīng)工況條件。
旋流泵葉輪為板式,葉輪緊靠泵體后部,介質(zhì)液由泵進(jìn)口輸入,經(jīng)葉輪旋流直接由泵體前部流向出口,同時(shí)85%料漿不受葉輪切割,一般采用低轉(zhuǎn)速,進(jìn)出口均在4“或4”以上(DN100),不易堵塞流道。對(duì)于聚氯乙烯懸浮液輸送,均采用板式葉輪、寬流道、低轉(zhuǎn)速。聚氯乙烯裝置中輸送料漿30—35%濃漿液,使用情況良好,且絕大部分料漿不受葉輪切割,高分子鏈不受破壞,且不易受堵。
(4)固、液兩相流離心泵材質(zhì)和結(jié)構(gòu)。
對(duì)于固、液兩相流離心泵,按輸送含固體顆粒、雜質(zhì)、液體對(duì)葉輪和泵體損壞原因分為兩類(lèi)泵,一類(lèi)是由固體顆粒沖刷腐蝕引起的,譬如:電石渣漿廢渣液輸送泵、鍋爐煤渣輸送泵。這類(lèi)輸送泵含固在20—30%,顆粒為0.1-5mm左右,顆粒硬,但介質(zhì)基本上沒(méi)有什么腐蝕,主要是漿體中含有硬質(zhì)磨料的固體物(濃度、固體物粒度、形狀、硬度等),使渣漿泵過(guò)流部分產(chǎn)生磨損。泵過(guò)流段材料應(yīng)選用硬質(zhì)鎳、鉻26、27、A49等抗磨蝕好的材料,由于材料耐磨蝕性好,材料鑄造和加工性能很差,且是屬脆性材料,泵殼、葉輪等為高耐磨材料;另一類(lèi)固體顆粒硬度度不大卻含腐蝕性介質(zhì),如聚氯乙烯料漿液輸送泵及鹽泥泵等,這類(lèi)泵要求耐腐蝕性較好,葉輪、泵體材質(zhì)一般選304、316、或316l也襯天然橡膠、氯丁橡膠、耐磨高性能塑料等的固、液兩相流離心泵的結(jié)構(gòu),由于輸送含固體顆粒的液體,因此要求泵的過(guò)流部件耐腐蝕。為了防止杜塞,葉輪泵的葉片數(shù)較少,泵體采用較寬的流道;為了防止固體顆粒進(jìn)入軸封,也防止外部空氣流入,軸封處采用清洗業(yè)作為封液,并要求軸封結(jié)構(gòu)可靠,對(duì)于此類(lèi)泵轉(zhuǎn)速一般不高,通常為1000—1450r/min,相應(yīng)的泵效率也較低。一般固、液兩相流離心泵的葉輪是平行蓋板,漿體進(jìn)入葉輪后,在出口處由中心向兩側(cè)形成外旋渦,使葉輪的前后蓋板和內(nèi)襯嚴(yán)重磨損,已造成過(guò)流部分部件（未完，下一頁(yè)）
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