Axiálně dělené vedení čerpadla: Limity pláště, materiály a pravidla výběru

Plánovač údržby v petrochemickém komplexu o kapacitě 600 000 t/rok může zvednout rotor z axiálně děleného čerpadla a uvést stroj zpět do provozu během jedné osmihodinové směny. Stejná práce na radiálně dělené skříni stejného výkonu trvá dva až tři dny, protože sací a výtlačná příruba, spojka a někdy i základní deska se musí rozbít, než se svazek rotorů pohne. Tato mezera tři ku jedné v době obratu rozhoduje o větším výběru čerpadel, než kdy kdy rozhodují křivky účinnosti.

Tato otázka se znovu objevuje při každé přestavbě, zvýšení kapacity a výměně v korozivních podmínkách. Rozhodují čtyři technické skutečnosti: jak je plášť rozdělen, jak velký tlak může šroubový spoj vydržet, co médium udělá s kovem a jak bude stroj udržován v příštích dvaceti letech.

Co je axiálně dělené čerpadlo a kde je v API 610

Axiálně dělené čerpadlo je odstředivé čerpadlo, jehož skříň je rozdělena na vodorovné rovině osou hřídele, takže horní polovinu lze zvednout z rotoru, aniž by došlo k narušení sacího potrubí, výtlačného potrubí, pohonu nebo základu.

API 610, standard, kterým se řídí rafinérská a petrochemická čerpadla, rozeznává dvě axiálně dělené rodiny ložisek.

• BB1: jeden nebo dva stupně, obvykle s dvojitým sacím oběžným kolem, pokrývající úkoly s vysokým průtokem se středním spádem, jako je přeprava ropy, chladicí voda a pomocná jednotka.
• BB3: vícestupňové horizontálně dělené pouzdro s protilehlými oběžnými koly, nesoucí hlavu, kterou jeden stupeň nemůže, při zachování přístupu k horní polovině.

Termín je pravidelně zaměňován s axiálním průtokovým čerpadlem, které pohybuje kapalinou podél osy hřídele pomocí oběžného kola ve tvaru vrtule. Axiální proudění popisuje hydraulickou dráhu; axiálně dělený popisuje kloub pouzdra. Smícháním těchto dvou v žádosti o cenovou nabídku vznikne nesprávná nabídka a příležitostně nesprávný stroj na místě.

Stejná logika vodorovného spoje činí jednostupňovou jednotku s dvojitým sáním praktickou pro velké úlohy cirkulující vody a ropy.

Dvojité sací čerpadlo S SH pro cirkulační vodu a přepravu ropy Axiálně dělené jednostupňové čerpadlo s dvojitým sáním vhodné pro velké úkoly s cirkulační vodou a surovou přepravou, s rychlejším přístupem k rotačnímu prvku pro údržbu. Zobrazit produkt →

Přístup k údržbě: Proč axiálně dělená čerpadla vítězí v době obratu

Při podobném provozu zkracuje axiálně dělené pouzdro přístupový čas k rotačnímu prvku o 60 až 75 procent oproti radiálně dělenému pouzdru se stejným průtokem a hlavou.

Tuto mezeru vytvářejí tři mechanické detaily.

• Vodorovný spoj je jednoduchá šroubovaná příruba. Zvedání horní poloviny nevyžaduje žádné lámání trubky, žádné laserové vyrovnávání a žádné injektážní práce.
• Distanční spojka umožňuje axiální vytažení rotorového svazku, jakmile je horní polovina pryč.
• Protilehlá oběžná kola v BB3 ruší většinu axiálního tahu hydraulicky, takže zde není žádný vyvažovací buben, žádná vyvažovací linka a o jeden opotřebitelný díl méně, který by bylo třeba přestavovat.

Kloub trestá i neopatrnou práci. Spirálově vinuté těsnění s flexibilní grafitovou výplní, řízená sekvence utahování šroubů s křížovým vzorem a opětovný utahovací moment po prvním zahřívacím cyklu oddělují plášť, který zůstává roky suchý, od pláště, který pláče při každé tepelné výchylce.

Závody, které provozují BB1 nebo BB3 jako náhradní stroj, obvykle udržují vyváženou sestavu rotoru na polici. Výměna předvyvážené kazety je jednosměnná a vyjmutý rotor jde do dílny, zatímco čerpadlo běží.

Tlakové a teplotní stropy: Kde přestane fungovat horizontální spoj

Axiálně dělené pouzdro je správnou odpovědí až do zhruba 40 barů pro jednostupňový BB1 a asi 100 až 150 barů pro vícestupňový BB3. Nad tím se šroubované horizontální ohraničení stává nejméně spolehlivou částí stroje a vítězí radiálně dělený nebo sudový plášť.

Důvod je geometrický. Horizontální spoj je souvislá cesta úniku vedoucí po celé délce pouzdra na obou stranách hřídele, zhruba dvakrát delší než radiální spoj, a každých dalších 10 barů výtlačného tlaku násobí zatížení šroubu potřebné k udržení těsnění stlačeného.

Vodorovný spoj není slabé provedení. Jedná se o konstrukci s tlakovým stropem a tento strop je nastaven spíše zatížením šroubu, dotvarováním těsnění a tepelným cyklem než oběžným kolem.

Teplota se chová stejně. Rozdílná expanze mezi horní a spodní polovinou při každém zahřátí spoj mírně otevře, takže nad zhruba 200 C je třeba zvolit těsnění pro elastické zotavení spíše než samotné stlačení. To je bod, kdy zkušení inženýři přecházejí k radiálně dělené skříni.

Materiály rozhodují o tom, zda pouzdro přežije médium

O tom, zda čerpadlo vydrží pět let nebo pět měsíců ve stejném provozním bodě, rozhoduje výběr materiálu, nikoli dělená konstrukce.

Tělesa pro axiálně dělená procesní čerpadla se běžně dodávají v jedné z těchto rodin.

• Uhlíková ocel A216 WCB pro vodu, solanku a neškodné uhlovodíky.
• Austenitická nerez 304 a 316L pro zředěné kyseliny a obecný chemický provoz.
• Duplex 2205 a super duplex 2507, kde chloridy vylučují 316L prostřednictvím korozního praskání pod napětím.
• CD4MCu a podobné lité duplexní třídy pro abrazivní a korozivní kaly.
• Slitiny niklu, jako je Hastelloy, plus titan, pro silné chloridy a oxidační kyseliny.
• Tepelně odolný 2520 pro vysokoteplotní procesní proudy.

Jiangsu Huanyu Chemical New Materials Co., Ltd. odlévá a obrábí čerpadla v Jingjiangu od roku 1987 a provozuje vlastní slévárnu, lisovnu nekovových materiálů, obráběcí a montážní dílny s více než 300 specifikacemi. Na tomto vertikálním řetězci záleží ve fázi výběru: slévárna před zadáním objednávky potvrdí, která třída je skutečně odlévatelná při požadované tloušťce profilu, místo aby ji objevila v modelárně.

Platí jedno upozornění. Pokud je médium silně kyselé a průtok je mírný, fluoroplastem vyložené nebo bezucpávkové magnetické pohonné čerpadlo je často levnější a bezpečnější než kovové pouzdro, protože smáčená hranice je spíše polymer než slitina. Přizpůsobte styl pouzdra povinnosti, nikdy naopak.

Axiálně rozdělené nebo radiálně rozdělené: Praktické srovnání

Při tlaku nad 150 barů v rafinérské vsázce a hydrozpracování je jedinou rozumnou volbou radiálně dělený nebo sudový stroj. Na okruhu chladicí vody 3000 m3/h nebo na přepravním potrubí ropy vyhrává axiálně dělený plášť na nákladech životního cyklu, protože úspora údržby se opakuje při každém otevření stroje.

Tam, kde je úkol uprostřed, nabízí horizontální procesní čerpadlo se zadním výsuvem kompromis: rotor se vysouvá zezadu, aniž by přerušil sací potrubí, i když ne tak rychle jako zvednutí horní poloviny.

Standardní chemické odstředivé čerpadlo řady CZ Horizontální jednostupňové chemické čerpadlo DIN/ISO pro neutrální, korozivní, horké, studené, čisté kapaliny nebo kapaliny obsahující částice v chemických, petrochemických, rafinérských, energetických, farmaceutických a vodárenských provozech. Zobrazit produkt →

Jak správně specifikovat axiálně dělené čerpadlo

Šest vstupů rozhoduje o tom, zda axiálně dělené čerpadlo běží dvacet let, nebo se stane povinností údržby.

1. Opravte celou provozní obálku, nikoli jmenovitý bod. Průtoky o 20 procent nad a pod návrhem mění specifickou rychlost, obložení oběžného kola a vyvážení axiálního tahu.
2. Potvrďte marži NPSH v nejhorším provozním případě. Půlmetrový okraj na papíře zmizí po prvním znečištění sacího sítka.
3. Zvolte počet stupňů vůči otáčkám hřídele. Osm stupňů při 3600 otáčkách za minutu není stejný stroj jako čtyři stupně při 1800 otáčkách, a to i při stejné hlavě.
4. Přizpůsobte metalurgii médiu v každé smáčené části: skříň, oběžné kolo, třecí kroužky, hřídel a ucpávková komora.
5. Mechanickou ucpávku a její potrubní plán API 682 specifikujte s čerpadlem, nikoli za ním. Selhání těsnění, nikoli selhání hydrauliky, způsobuje většinu výpadků procesního čerpadla.
6. Před zadáním objednávky si odsouhlaste seznam náhradních dílů a interval kontrol. O tom, jak dlouho neplánovaný výpadek potrvá, rozhoduje náhradní rotor a náhradní kazetová těsnění.

Velká část tohoto postupu se přenáší do širší rodiny procesních čerpadel a průvodce dále jak vybrat petrochemické procesní čerpadlo přidává kontroly, které se použijí, jakmile stroj sedí v licencované rafinérské jednotce.

Často kladené otázky o axiálně dělených čerpadlech

Jaký je rozdíl mezi axiálně děleným a radiálně děleným čerpadlem?

Kloub pouzdra je celý rozdíl. Na vodorovné ose je přišroubováno axiálně dělené pouzdro, takže horní polovina se zvedne a rotor se odkryje, aniž by se dotkl potrubí. Kolem svislé osy je přišroubováno radiálně dělené pouzdro, takže rotor vychází podél osy hřídele, což u větších strojů znamená porušení spojky a potrubních spojů.

Jaký maximální tlak může zvládnout axiálně dělené čerpadlo?

Jednostupňový BB1 je normálně omezen na výstupní tlak asi 40 barů. Vícestupňové konstrukce BB3 pracují na 100 nebo 150 barech v závislosti na počtu stupňů, velikosti šroubu a detailu spoje. Při tlaku nad 150 bar převezmou hlavní roli pouzdra hlavně, protože tlaková hranice se stává jedním válcovým výkovkem spíše než dvěma šroubovanými polovinami.

Proč vícestupňová axiálně dělená čerpadla používají protilehlá oběžná kola?

Protilehlá oběžná kola ruší většinu hydraulického axiálního tahu uvnitř skříně, takže axiální ložisko nese pouze zbytkové zatížení a není potřeba žádný vyvažovací buben nebo vyvažovací vedení. Odstraněním těchto dílů se odstraní dva běžné body selhání a zkrátí se rotor, což usnadňuje zvednutí otvorem v horní polovině.

Zvládne axiálně dělené čerpadlo agresivní chemikálie?

Ano, pokud metalurgie odpovídá médiu. Duplex 2205, super duplex 2507, CD4MCu, Hastelloy a titan rozšiřují design do chloridových, kyselých a abrazivních služeb. Pro silně agresivní média při nízkém průtoku je obvykle volbou s nižším rizikem čerpadlo s fluoroplastem nebo bezucpávkové čerpadlo s magnetickým pohonem.

Máte pracovní bod, který je třeba zkontrolovat? Odešlete průtok, výšku, teplotu, specifickou hmotnost a médium technickému týmu prostřednictvím kontaktní stránku a požádejte o počet etap a kombinaci materiálů, než bude datový list zmrazen.