Wissenschaftlicher Leitfaden zur Auswahl und Rohrleitungsgestaltung von Chemiepumpen

In Branchen wie der Petrochemie, Feinchemie, Pharmazie und dem Umweltschutz dienen Chemiepumpen als zentrale Ausrüstung für den Flüssigkeitstransfer. Die Wissenschaftlichkeit ihrer Auswahl und die Rationalität der Rohrleitungskonstruktion stehen in direktem Zusammenhang mit der Sicherheit, Stabilität und den Betriebskosten der gesamten Ausrüstung. Allerdings übersehen viele Unternehmen in praktischen Anwendungen häufig Details, was zu häufigen Geräteausfällen, übermäßigem Energieverbrauch und sogar Sicherheitsunfällen führt. Aus der Sicht eines professionellen Forschers rekonstruiert dieser Artikel systematisch die Kernlogik der Auswahl chemischer Pumpen und des Rohrleitungsdesigns und liefert wichtige Entscheidungspunkte.

I. Eckpfeiler vonChemische PumpeAuswahl

Der primäre Schritt bei der Pumpenauswahl besteht nicht darin, Produkthandbücher überstürzt zu lesen, sondern zum Prozess selbst zurückzukehren und die Daten in den folgenden fünf Dimensionen genau zu erfassen:

1. Dynamisches Gleichgewicht von Durchflussrate und Förderhöhe: Die Pumpenauswahl sollte auf der maximalen Durchflussrate basieren, die der Prozess bereitstellt, und gleichzeitig die normale Durchflussrate berücksichtigen. Für die Förderhöhe sollte ein Spielraum von 5–10 % zum berechneten Wert hinzugefügt werden, um praktischen Situationen wie der Alterung der Rohrleitung und lokalen Verstopfungen Rechnung zu tragen. Es ist wichtig, Pumpen nicht ausschließlich auf der Grundlage „normaler Betriebsbedingungen“ auszuwählen, da dies zu keinem Anpassungsspielraum für das System führt.
2. Medieneigenschaften: Entscheidende Faktoren für die Materialauswahl: Name, Konzentration, Temperatur, Dichte, Viskosität, Feststoffpartikelgehalt und Korrosivität des Mediums sind alles entscheidende Details. Insbesondere die chemische Korrosivität bestimmt direkt das Material und die Dichtungsform der Pumpe.
3. Pipeline-System: Versteckter Schlüssel zu Kosten und Effizienz: Es muss eine vollständige Pipeline-Layout-Zeichnung erstellt werden, einschließlich Flüssigkeitsabgabehöhe, Abstand, Richtung, Pipeline-Spezifikationen, Länge, Material und Anzahl der Rohrverbindungsstücke. Diese Daten bilden die Grundlage für die Berechnung der Systemförderhöhe und die Überprüfung der erforderlichen positiven Nettosaughöhe (NPSHr) und sind der Schlüssel zur Vermeidung von Kavitation.
4. Umfassende Berücksichtigung der Betriebsbedingungen: Erfolgt der Betrieb kontinuierlich oder intermittierend? Wie hoch sind die Umgebungstemperatur und der Umgebungsdruck? Wie groß ist die Höhe? Ist die Pumpe stationär oder mobil? Diese Bedingungen wirken sich auf die Auswahl der Pumpenkonfiguration, des Motorschutzniveaus und des Kühlschemas aus.
5. Priorität von Sicherheit und Umweltschutz: Bei giftigen, schädlichen, brennbaren, explosiven oder teuren Medien ist eine Leckage absolut inakzeptabel. Dies führt direkt zur Auswahl leckagefreier Pumpen.

II. Materialabstimmung für korrosive Medien

• Schwefelsäure: Kohlenstoffstahl funktioniert gut bei Temperaturen unter 80 °C und Konzentrationen >80 %, ist jedoch nicht für Hochgeschwindigkeitsströmungen geeignet; Empfohlen werden Pumpen aus Gusseisen mit hohem Siliziumgehalt, Legierung 20 oder mit Fluor ausgekleidet.
• Salzsäure: Fast kein Metall hält ihr stand; Bevorzugt werden Polypropylen-Magnetpumpen oder Perfluorkunststoffpumpen.
• Salpetersäure: Edelstahl 304 ist die herkömmliche Wahl; Titan wird für Arbeitsbedingungen bei hohen Temperaturen empfohlen.
• Essigsäure: Edelstahl 316 ist für verdünnte Essigsäure bei hohen Temperaturen geeignet; Bei hohen Konzentrationen oder Medien mit Verunreinigungen sollten Fluorkunststoffe oder hochlegierte Stähle in Betracht gezogen werden.
• Alkalische Lösungen (NaOH): Gewöhnlicher Kohlenstoffstahl ist wirtschaftlich und praktisch; Für Hochtemperatur- und Hochkonzentrationsbedingungen können Titan oder hochlegierter Edelstahl ausgewählt werden.
• Ammoniakwasser: Kupfer und Kupferlegierungen sind verboten; Andere Materialien sind grundsätzlich anwendbar.
• Meerwasser/Sole: Edelstahl 316 weist eine bessere Lochkorrosionsbeständigkeit auf; Kohlenstoffstahl sollte mit Korrosionsschutzbeschichtungen kombiniert werden.
• Alkohole, Ketone, Ester, Ether: Grundsätzlich nicht korrosiv, es sollte jedoch auf die Quellwirkung von Ketonen/Estern auf Gummidichtungen geachtet werden – es sollten Fluorkautschuk- oder PTFE-Dichtungen verwendet werden.

III. Pipeline-Systemdesign

Vier Prinzipien des Rohrleitungsdesigns:

1.Wirtschaftlich sinnvolle Auswahl des Rohrdurchmessers

• Zu kleiner Rohrdurchmesser → hohe Strömungsgeschwindigkeit → hoher Widerstand → erhöhter Förderhöhenbedarf → erhöhte Leistung → höhere Betriebskosten
• Zu großer Rohrdurchmesser → hohe Anfangsinvestition → mehr Grundfläche

Es wird empfohlen, Technologie und Wirtschaftlichkeit durch hydraulische Berechnungen in Einklang zu bringen.

2. Minimieren Sie Bögen und Anschlüsse

Der Radius der Bögen sollte das 3- bis 5-fache des Rohrdurchmessers betragen und der Winkel sollte möglichst ≥90° betragen, um Wirbelströme und Druckverluste durch scharfe Kurven zu vermeiden.

3.Ventile und Rückschlagventile müssen auf der Auslassseite installiert werden

• Regelventile dienen der Einstellung von Betriebspunkten;
• Rückschlagventile verhindern eine Pumpenumkehr oder Wasserschläge, die durch einen Rückfluss verursacht werden, wenn die Pumpe abgeschaltet wird.

4.Überprüfen Sie die Netto-Positiv-Saughöhe (NPSH)

Kombinieren Sie Flüssigkeitsansaughöhe, Position des Flüssigkeitsspiegels, Rohrleitungslänge und Anschlüsse, um sicherzustellen, dass die verfügbare positive Nettosaughöhe größer ist als die erforderliche positive Nettosaughöhe der Pumpe.

Kühlstrategien für Hochtemperaturumgebungen

• <120℃: Die meisten Chemiepumpen können Selbstschmierung und Kühlung erreichen.
• 120~300℃: Auf dem Pumpendeckel sollte ein Kühlhohlraum installiert werden, der mit einer doppelten Gleitringdichtung ausgestattet ist, und der Kühlflüssigkeitsdruck sollte etwas höher als der mittlere Druck sein.
• 300℃: Verwenden Sie eine zentrale Stützstruktur + eine Metallbalg-Gleitringdichtung.

Abschluss

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