Saat merancang peralatan, lembaga desain harus menentukan tujuan dan kinerja pompa serta memilih jenis pompa. Pemilihan ini harus dimulai terlebih dahulu dari jenis dan bentuk pompa. Lalu prinsip apa yang harus digunakan dalam memilih pompa? Apa dasarnya?
Dasar pemilihan pompa
Dasar pemilihan pompa harus dipertimbangkan dari lima aspek berdasarkan aliran proses dan kebutuhan pasokan air dan drainase, yaitu volume pengiriman cairan, head perangkat, sifat cairan, tata letak pipa, dan kondisi pengoperasian.
1. Laju aliran
Laju aliran adalah salah satu data kinerja penting untuk pemilihan pompa, yang berhubungan langsung dengan kapasitas produksi dan kapasitas pengiriman seluruh perangkat. Misalnya, lembaga desain dapat menghitung laju aliran normal, minimum dan maksimum pompa dalam desain proses. Saat memilih pompa, laju aliran maksimum digunakan sebagai dasar, dengan mempertimbangkan laju aliran normal. Bila tidak ada laju aliran maksimum, 1,1 kali laju aliran normal biasanya dapat diambil sebagai laju aliran maksimum.
2. Kepala
Head yang diperlukan oleh sistem perangkat merupakan data kinerja penting lainnya untuk pemilihan pompa. Umumnya, kepala setelah memperbesar margin sebesar 5%-10% digunakan untuk seleksi.
3. Sifat cair
Sifat-sifat zat cair meliputi nama medium cair, sifat fisika, sifat kimia dan sifat-sifat lainnya. Sifat fisik meliputi suhu c, kepadatan d, viskositas u, diameter partikel padat dan kandungan gas dalam medium, dll. Hal ini melibatkan head sistem, penghitungan margin kavitasi efektif, dan jenis pompa yang sesuai: sifat kimia terutama mengacu pada sifat korosif kimia dan toksisitas media cair, yang merupakan dasar penting dalam pemilihan bahan pompa dan jenis segel poros yang harus dipilih.
4. Kondisi tata letak pipa
Kondisi tata letak pipa sistem perangkat mengacu pada ketinggian pengiriman cairan, jarak pengiriman cairan, arah pengiriman cairan, level cairan terendah di sisi hisap, level cairan tertinggi di sisi pelepasan dan data lainnya serta spesifikasi pipa serta panjangnya, bahan, spesifikasi alat kelengkapan pipa, kuantitas, dll., untuk menghitung head sistem dan memeriksa margin kavitasi.
5. Kondisi pengoperasian
Kondisi pengoperasian mengandung banyak kandungan, seperti operasi cairan T, gaya uap jenuh P, tekanan sisi hisap PS (mutlak), tekanan wadah sisi pelepasan PZ, ketinggian, suhu lingkungan, apakah pengoperasiannya terputus-putus atau terus menerus, dan apakah posisi pompa tetap atau bergerak.
Industri perminyakan dan kimia menempati posisi yang sangat penting dalam perekonomian nasional. Sebagai peralatan pendukung utama, pompa proses kimia juga semakin menarik perhatian. Karena karakteristik media kimia yang kompleks dan meningkatnya persyaratan perlindungan lingkungan, aspek apa yang harus diperhatikan ketika memilih pompa kimia?
01. Dampak korosi
Korosi selalu menjadi salah satu bahaya yang paling mengganggu pada peralatan kimia. Jika tidak hati-hati, paling tidak akan merusak peralatan, dan paling parah menyebabkan kecelakaan atau bahkan bencana. Menurut statistik yang relevan, sekitar 60% kerusakan peralatan kimia disebabkan oleh korosi. Oleh karena itu, ketika memilih pompa kimia, pertama-tama Anda harus memperhatikan sifat ilmiah dari pemilihan material.
Biasanya terdapat kesalahpahaman bahwa baja tahan karat adalah “bahan universal”. Sangat berbahaya menggunakan baja tahan karat apapun media dan kondisi lingkungannya. Berikut pembahasan poin-poin penting pemilihan material untuk beberapa media kimia yang umum digunakan:
1. Asam sulfat
Sebagai salah satu media korosif yang kuat, asam sulfat merupakan bahan baku industri penting dengan berbagai kegunaan. Asam sulfat dengan konsentrasi dan temperatur yang berbeda memiliki perbedaan yang besar dalam korosi material. Untuk asam sulfat pekat dengan konsentrasi lebih dari 80% dan suhu kurang dari 80 derajat, baja karbon dan besi tuang memiliki ketahanan korosi yang baik, namun tidak cocok untuk asam sulfat yang mengalir berkecepatan tinggi dan tidak cocok untuk digunakan sebagai bahan untuk pompa dan katup.
Baja tahan karat biasa seperti 304 (0Cr18Ni9) dan 316 (0Cr18Ni12Mo2Ti) juga memiliki kegunaan terbatas untuk media asam sulfat. Oleh karena itu, pompa dan katup untuk mengalirkan asam sulfat biasanya terbuat dari besi cor dengan kandungan silikon tinggi (sulit untuk dituang dan diproses) dan baja tahan karat paduan tinggi (Paduan 20). Fluoroplastik memiliki ketahanan yang baik terhadap asam sulfat, dan penggunaan pompa berlapis fluor (F46) adalah pilihan yang lebih ekonomis. Produk perusahaan yang dapat diterapkan meliputi: pompa berlapis fluor IHF, pompa sentrifugal PF (FS) yang sangat tahan korosi, pompa magnet plastik fluorin CQB-F, dll.
2. Asam klorida
Sebagian besar bahan logam tidak tahan terhadap korosi asam klorida (termasuk berbagai bahan baja tahan karat), dan besi silikon tinggi yang mengandung molibdenum hanya dapat digunakan untuk asam klorida di bawah 50 derajat dan 30%. Berbeda dengan bahan logam, sebagian besar bahan non-logam memiliki ketahanan korosi yang baik terhadap asam klorida, sehingga pompa karet berlapis dan pompa plastik (seperti polipropilen, fluoroplastik, dll.) adalah pilihan terbaik untuk mengangkut asam klorida. Produk perusahaan yang dapat diterapkan meliputi: pompa berlapis fluor IHF, pompa sentrifugal kuat tahan korosi PF (FS), pompa magnet polipropilen CQ (atau pompa magnet fluoroplastik), dll.
3. Asam nitrat
Umumnya, sebagian besar logam cepat terkorosi dan hancur dalam asam nitrat. Baja tahan karat adalah bahan tahan asam nitrat yang paling banyak digunakan. Ini memiliki ketahanan korosi yang baik terhadap asam nitrat dari semua konsentrasi pada suhu kamar. Perlu disebutkan bahwa baja tahan karat yang mengandung molibdenum (seperti 316, 316L) tidak hanya tidak lebih baik dari baja tahan karat biasa (seperti 304, 321) dalam ketahanan korosi terhadap asam nitrat, tetapi terkadang bahkan lebih buruk.
Untuk asam nitrat suhu tinggi, biasanya digunakan bahan titanium dan paduan titanium. Produk perusahaan yang berlaku meliputi: pompa kimia DFL (W) H, pompa kimia berpelindung DFL (W) PH, pompa proses DFCZ, pompa kimia self-priming DFLZP, pompa kimia IH, pompa magnet CQB, dll., terbuat dari 304.
4. Asam asetat
Ini adalah salah satu zat paling korosif di antara asam organik. Baja biasa akan terkorosi parah dalam asam asetat pada semua konsentrasi dan suhu. Baja tahan karat adalah bahan tahan asam asetat yang sangat baik. Baja tahan karat 316 yang mengandung molibdenum juga dapat digunakan untuk suhu tinggi dan uap asam asetat encer. Untuk persyaratan yang menuntut seperti suhu tinggi dan asam asetat konsentrasi tinggi atau media korosif lainnya, pompa baja tahan karat paduan tinggi atau fluoroplastik dapat dipilih.
5. Alkali (natrium hidroksida)
Baja banyak digunakan dalam larutan natrium hidroksida di bawah 80 derajat dan dalam konsentrasi 30%. Banyak juga pabrik yang masih menggunakan baja biasa pada suhu 100 derajat dan di bawah 75%. Meskipun korosi meningkat, namun tetap ekonomis.
Baja tahan karat biasa tidak memiliki keunggulan yang jelas dibandingkan besi tuang dalam ketahanan korosi terhadap larutan alkali. Selama sedikit besi diperbolehkan untuk ditambahkan ke dalam media, baja tahan karat tidak dianjurkan. Untuk larutan alkali suhu tinggi, banyak digunakan titanium dan paduan titanium atau baja tahan karat paduan tinggi. Pompa besi cor umum perusahaan dapat digunakan untuk larutan alkali konsentrasi rendah pada suhu kamar. Bila ada persyaratan khusus, berbagai jenis pompa stainless steel atau pompa fluoroplastik dapat digunakan.
6. Amonia (amonia hidroksida)
Sebagian besar logam dan non-logam sedikit terkorosi dalam amonia cair dan air amonia (amonia hidroksida), hanya tembaga dan paduan tembaga yang tidak cocok untuk digunakan. Sebagian besar produk perusahaan cocok untuk pengangkutan amonia dan air amonia.
7. Brine (air laut)
Laju korosi baja biasa dalam larutan natrium klorida, air laut dan air garam tidak terlalu tinggi, dan umumnya memerlukan perlindungan lapisan; berbagai jenis baja tahan karat juga memiliki laju korosi seragam yang sangat rendah, tetapi dapat menyebabkan korosi lokal akibat ion klorida, dan baja tahan karat 316 biasanya lebih baik. Semua jenis pompa kimia perusahaan dikonfigurasi dengan 316 bahan.
8. Alkohol, keton, ester, eter
Media alkohol yang umum meliputi metanol, etanol, etilen glikol, propanol, dll., media keton meliputi aseton, butanon, dll., media ester mencakup berbagai metil ester, etil ester, dll., media eter meliputi metil eter, etil eter, butil eter , dll., pada dasarnya tidak korosif, dan bahan yang umum digunakan dapat digunakan. Saat memilih, pilihan yang masuk akal harus dibuat berdasarkan sifat media dan persyaratan terkait.
Perlu juga diperhatikan bahwa keton, ester, dan eter larut dalam banyak jenis karet, jadi hindari kesalahan saat memilih bahan penyegel.
02. Pengaruh faktor lain
Umumnya kebocoran pada sistem perpipaan dapat diabaikan pada aliran proses pompa industri, namun dampak perubahan proses terhadap aliran harus diperhatikan. Jika pompa pertanian menggunakan saluran terbuka untuk mengalirkan air, kebocoran dan penguapan juga harus diperhatikan.
Tekanan: tekanan tangki hisap, tekanan tangki drainase, perbedaan tekanan dalam sistem pipa (head loss).
Data sistem perpipaan (diameter pipa, panjang, jenis dan jumlah aksesori pipa, ketinggian geometrik dari tangki hisap ke tangki tekanan, dll.).
Jika perlu, kurva karakteristik perangkat juga harus digambar.
03. Pengaruh jaringan pipa
Saat merancang dan mengatur jaringan pipa, hal-hal berikut harus diperhatikan:
(1) Pemilihan diameter pipa yang wajar. Diameter pipa yang besar berarti kecepatan aliran cairan yang kecil dan kehilangan resistansi yang kecil pada laju aliran yang sama, tetapi harganya tinggi. Diameter pipa yang kecil akan menyebabkan peningkatan tajam dalam kehilangan resistansi, peningkatan head pompa yang dipilih, peningkatan daya, dan peningkatan biaya dan beban pengoperasian. Oleh karena itu, hal ini harus dipertimbangkan secara komprehensif dari sudut pandang teknis dan ekonomi.
(2) Pipa pembuangan dan sambungan pipanya harus memperhitungkan tekanan maksimum yang dapat ditahannya.
(3) Pipa harus disusun selurus mungkin, dan jumlah perlengkapan dalam pipa serta panjang pipa harus diminimalkan. Jika diperlukan belokan, radius tekukan siku harus 3 hingga 5 kali diameter pipa, dan sudutnya harus sebesar mungkin.
(4) Katup (katup bola atau katup penghenti, dll.) dan katup periksa harus dipasang pada sisi pelepasan pompa. Katup digunakan untuk mengatur titik operasi pompa. Check valve dapat mencegah pompa mundur saat cairan mengalir kembali dan mencegah pompa terkena water hammer. (Ketika cairan mengalir kembali, tekanan balik yang sangat besar akan dihasilkan, menyebabkan kerusakan pada pompa)
04. Pengaruh tekanan aliran
Penentuan aliran
(1) Jika laju aliran minimum, normal, dan maksimum diberikan dalam proses produksi, laju aliran maksimum harus dipertimbangkan.
(2) Jika hanya laju aliran normal yang diberikan dalam proses produksi, margin tertentu harus dipertimbangkan.
Untuk pompa aliran besar ns100 dan head rendah, margin aliran adalah 5%, untuk pompa aliran kecil ns50 dan head tinggi, margin aliran adalah 10%, untuk 50 Kurang dari atau sama dengan ns Kurang dari atau sama dengan 100 pompa, aliran margin juga 5%, untuk pompa dengan kualitas buruk dan kondisi pengoperasian yang buruk, margin aliran harus 10%.
(3) Jika data dasar hanya memberikan bobot aliran, maka harus diubah menjadi aliran volume.
05, pengaruh suhu
Pengangkutan media bersuhu tinggi memberikan persyaratan yang lebih tinggi pada struktur, material, dan sistem tambahan pompa. Mari kita bahas tentang persyaratan pendinginan dalam perubahan suhu yang berbeda dan jenis pompa yang berlaku di perusahaan:
(1) Untuk media dengan suhu di bawah 120 derajat, sistem pendingin khusus biasanya tidak dipasang, dan media itu sendiri banyak digunakan untuk pelumasan dan pendinginan. Seperti pompa kimia DFL(W)H, pompa kimia berpelindung DFL(W)PH (tingkat perlindungan motor berpelindung harus tingkat H bila melebihi 90 derajat).
Pompa kimia tipe biasa DFCZ dan pompa kimia IH dapat mencapai batas suhu atas 140 derajat ~ 160 derajat karena struktur suspensi; suhu operasi maksimum pompa berlapis fluor IHF dapat mencapai 200 derajat; hanya pompa magnet biasa CQB yang memiliki suhu pengoperasian tidak melebihi 100 derajat. Perlu disebutkan bahwa untuk media yang mudah mengkristal atau mengandung partikel, pipa pembilas permukaan penyekat harus disediakan (antarmuka dicadangkan selama desain).
(2) Untuk media di atas 120 derajat dan dalam 300 derajat, ruang pendingin umumnya harus disediakan pada penutup pompa, dan ruang penyegel juga harus dihubungkan ke cairan pendingin (segel mekanis ujung ganda harus disediakan). Jika cairan pendingin tidak diperbolehkan menembus ke dalam medium, medium itu sendiri harus didinginkan dan kemudian dihubungkan (hal ini dapat dicapai melalui penukar panas sederhana).
Saat ini, perusahaan memiliki pompa proses kimia DFCZ, pompa pipa suhu tinggi GRG, dan pompa sirkulasi air panas HPK (sedang dikembangkan) untuk dipilih. Selain itu, pompa magnet suhu tinggi CQB-G dapat digunakan untuk media bersuhu tinggi dalam suhu 280 derajat.
(3) Untuk media bersuhu tinggi di atas 300 derajat, tidak hanya kepala pompa yang perlu didinginkan, tetapi ruang bantalan suspensi juga harus dilengkapi dengan sistem pendingin. Struktur pompa umumnya merupakan tipe penyangga pusat. Segel mekanis lebih disukai jenis logam bellow, tetapi harganya tinggi (harganya lebih dari 10 kali lipat dari segel mekanis biasa). Saat ini, perusahaan hanya memiliki pompa minyak sentrifugal DFAY yang mampu mencapai suhu 420 derajat (dalam pengembangan).
06. Dampak kinerja penyegelan
Tidak ada kebocoran adalah pengejaran peralatan kimia yang abadi. Persyaratan inilah yang menyebabkan meningkatnya penerapan pompa magnet dan pompa berpelindung. Namun, masih ada jalan panjang untuk benar-benar mencapai tidak ada kebocoran, seperti umur selongsong isolasi pompa magnetis dan selongsong pelindung dari pompa pelindung, masalah lubang pada material, keandalan segel statis, dll. Sekarang mari kita perkenalkan secara singkat beberapa informasi dasar tentang pemeteraian.
Bentuk penyegelan
Untuk seal statis, biasanya hanya ada dua bentuk: gasket penyegel dan cincin penyegel, dan O-ring adalah cincin penyegel yang paling banyak digunakan.
Untuk segel dinamis, pompa kimia jarang menggunakan segel pengepakan, dan terutama menggunakan segel mekanis. Segel mekanis dibagi menjadi tipe ujung tunggal dan ujung ganda, seimbang dan tidak seimbang. Tipe seimbang cocok untuk menyegel media bertekanan tinggi (biasanya mengacu pada tekanan yang lebih besar dari 1.0MPa). Segel mekanis ujung ganda terutama digunakan untuk media yang mudah menguap bersuhu tinggi, mudah mengkristal, kental, mengandung partikel, dan beracun. Segel mekanis ujung ganda harus menyuntikkan cairan isolasi ke dalam rongga penyegelan, dan tekanannya umumnya 0.07~0,1MPa lebih tinggi dari tekanan sedang.
Bahan penyegel
Bahan segel statis pompa kimia umumnya adalah karet fluoro, dan bahan politetrafluoroetilen digunakan dalam kasus khusus; konfigurasi material cincin dinamis dan statis segel mekanis lebih penting, dan ini bukan yang terbaik untuk karbida disemen ke karbida disemen. Harganya yang mahal adalah salah satu aspeknya, dan tidak masuk akal jika tidak ada perbedaan kekerasan di antara keduanya, jadi yang terbaik adalah memperlakukannya secara berbeda sesuai dengan karakteristik medianya.
(Catatan: API 610 American Petroleum Institute edisi kedelapan memiliki peraturan rinci tentang konfigurasi umum segel mekanis dan sistem perpipaan di Lampiran D)
05. Pengaruh viskositas
Viskositas medium mempunyai pengaruh yang besar terhadap kinerja pompa. Ketika viskositas meningkat, kurva head pompa menurun, dan head serta laju aliran pada kondisi kerja terbaik menurun, sedangkan daya meningkat, sehingga efisiensi menurun.