Κρυογονικές Αντλίες| Σχεδιασμός, Εγκατάσταση & Συντήρηση
Πρόλογος
Με την ανάπτυξη της χημικής βιομηχανίας, ιδιαίτερα την άνοδο της χημικής βιομηχανίας άνθρακα ως υποκατάστατο του πετρελαίου τα τελευταία χρόνια, ο εξοπλισμός διαχωρισμού αέρα τείνει προς μεγαλύτερες κλίμακες, υψηλότερα επίπεδα πίεσης προϊόντος αερίου, περισσότερα υγρά προϊόντα, υψηλότερη καθαρότητα προϊόντος, χαμηλότερο λειτουργικό κόστος και σταθερή και αξιόπιστη λειτουργία εξοπλισμού. Στις διεργασίες διαχωρισμού αέρα, οι διαδικασίες εσωτερικής συμπίεσης και παραγωγής αργού χωρίς υδρογόνο συνήθως χρησιμοποιούν κρυογονικές αντλίες υγρών (εφεξής καλούμενες αντλίες κρυογονικού υγρού) ως αντλίες διεργασίας και αντλίες παραγωγής. Οι κρυογονικές αντλίες υγρών διαδραματίζουν κρίσιμο ρόλο στις διαδικασίες διαχωρισμού αέρα και η κατάσταση λειτουργίας τους επηρεάζει άμεσα το εάν ολόκληρη η διαδικασία διαχωρισμού αέρα μπορεί να επιτύχει τους στόχους σχεδιασμού.
Ως κορυφαίος προμηθευτής εξοπλισμού κρυογονικού αερίου,Zoiun Fluid & Gas Equipment Co., Ltd.έχει συσσωρεύσει μεγάλη εμπειρία στο σχεδιασμό και την εφαρμογή αντλιών κρυογονικών υγρών. Επί του παρόντος παρέχουμε εξοπλισμό που πληροί τα διεθνή πρότυπα για να εξασφαλίσουμε αποτελεσματική και σταθερή λειτουργία. Λόγω του τεχνολογικού χάσματος μεταξύ εγχώριων και ξένων προϊόντων, οι εγχώριες αντλίες κρυογονικών υγρών χρησιμοποιούνται συνήθως σε εφαρμογές υψηλής πίεσης, χαμηλής ροής ή χαμηλής ροής, υψηλής πίεσης, ενώ εγκαταστάσεις διαχωρισμού αέρα με χωρητικότητα άνω των 20,{{5} } Nm³/h χρησιμοποιούν συχνά ξένες μάρκες αντλιών κρυογονικών υγρών.
Οι κοινές ξένες μάρκες περιλαμβάνουν CRYOSTAR, CRYOMEC και ACD. Οι κρυογονικές αντλίες υγρών ταξινομούνται γενικά σε κάθετες και οριζόντιες αντλίες με βάση τη δομή τους. Οι οριζόντιες αντλίες χρησιμοποιούνται κυρίως για υγρά μικρού ρυθμού ροής, όπως αντλίες αργού, αντλίες οξυγόνου σε μικρές μονάδες διαχωρισμού αέρα και αντλίες πλήρωσης. Οι κάθετες κρυογονικές αντλίες υγρών χρησιμοποιούνται κυρίως σε μονάδες διαχωρισμού εσωτερικού αέρα συμπίεσης με σχετικά μεγάλους ρυθμούς ροής, όπως μεγάλες αντλίες διεργασίας διαχωρισμού αέρα. Αυτό το άρθρο θα επικεντρωθεί στις κάθετες αντλίες.
Τεχνικός Σχεδιασμός Κρυογονικών Αντλιών Υγρών
Αρχές Σχεδιασμού
>Οι διαδικασίες διαχωρισμού αέρα περιλαμβάνουν αντλίες υγρού οξυγόνου, αντλίες υγρού αργού, αντλίες υγρού αζώτου και μερικές φορές αντλίες πλήρωσης, όλες σχεδιασμένες με μία σε χρήση και μία σε αναμονή. Για ευκολία εγκατάστασης, συντήρησης και ασφάλειας, κάθε αντλία υγρού κατασκευάζεται με ξεχωριστό κρύο κουτί, τοποθετημένο έξω από το κύριο κρύο κουτί της μονάδας διαχωρισμού αέρα. Για τη διευκόλυνση της συντήρησης, χρησιμοποιείται ένα διαχωριστικό για τον διαχωρισμό των δύο αντλιών, με το πάνελ από Q235B και ενισχυμένο με τμήματα σε κατάλληλες θέσεις. Στη διαδικασία σχεδιασμού και κατασκευής,Zoiun Fluid & Gas Equipment Co., Ltd.εξασφαλίζει δομική αντοχή, λαμβάνοντας υπόψη πλήρως την ευκολία λειτουργίας και συντήρησης.
>Η CRYOSTAR χρησιμοποιεί μια δομή φλάντζας για την άνω στήριξη των αντλιών της. Το Ερευνητικό Ινστιτούτο του Kaifeng Air Separation Group χρησιμοποιεί μια ατσάλινη πλάκα πάχους 30 mm για να ανοίξει μια τρύπα στο επάνω μέρος του μικρού κρύου κουτιού, ενώ η ACD γενικά κάνει ξεχωριστή υποστήριξη για να καλύψει τις δομικές απαιτήσεις. Τα στηρίγματα εξοπλισμού και τα στηρίγματα σωλήνων που χρησιμοποιούνται στο εσωτερικό κουτί είναι όλα κατασκευασμένα από ανοξείδωτο χάλυβα για να διασφαλιστεί η αντοχή του υλικού σε κρυογονικά περιβάλλοντα. Η ελαστική ταινία PTFE χρησιμοποιείται ως μαξιλάρι στη σύνδεση μεταξύ του κρυογονικού αγωγού και του στηρίγματος του σωλήνα. Χρησιμοποιώντας ένα στήριγμα με άνοιγμα χαλύβδινης πλάκας πάχους 30 mm μπορεί να σφραγίσει καλύτερα το κρύο κουτί της αντλίας, αποτρέποντας την ανταλλαγή θερμότητας μεταξύ του εξωτερικού υγρού αέρα και του αέρα μέσα στο κρύο κουτί, βελτιώνοντας έτσι το αποτέλεσμα μόνωσης του ψυχρού κουτιού.ΖοϊούνΟι μηχανικοί έχουν επίσης υιοθετήσει παρόμοια μέτρα στο σχεδιασμό του ψυχρού κιβωτίου για να διασφαλίσουν ότι ο εξοπλισμός μας λειτουργεί σταθερά σε ακραίες χαμηλές θερμοκρασίες.
>Η γραμμή εκκένωσης υγρού στην είσοδο της αντλίας πρέπει να οδηγείται έξω από την κορυφή του αγωγού. Δεδομένου ότι ο αγωγός αερίου θέρμανσης της αντλίας είναι εγκατεστημένος στον αγωγό εξόδου της αντλίας, πρέπει να εγκατασταθεί ένα φίλτρο. Ο αγωγός αερίου θέρμανσης της αντλίας πρέπει επίσης να οδηγείται έξω από την κορυφή του αγωγού. Τα στηρίγματα για τους αγωγούς εισόδου και εξόδου της αντλίας πρέπει να αντέχουν την καταπόνηση που προκαλείται από τη συστολή των αγωγών μέσα στο ψυχρό κουτί και να πληρούν τις απαιτήσεις υποστήριξης του κατασκευαστή της αντλίας.Ζοϊούνδίνει ιδιαίτερη προσοχή στον ορθολογισμό της διάταξης του αγωγού κατά τη διάρκεια του σχεδιασμού του εξοπλισμού για να εξασφαλίσει τη σταθερότητα του εξοπλισμού υπό διάφορες συνθήκες εργασίας.
>Μια βαλβίδα ασφαλείας προστίθεται μετά τη βαλβίδα εισόδου της αντλίας, με το επίπεδο πίεσης να έχει αλλάξει σε 5 barg (1 bar=10^5 Pa).
>Πρέπει να εγκατασταθεί ένας αγωγός αερίου επιστροφής για την αντλία, ο οποίος μπορεί να εξαεριστεί απευθείας ή να επιστρέψει στο ψυχρό κουτί. Εάν επιστραφεί στο ψυχρό κουτί, ο αγωγός αερίου επιστροφής πρέπει να διατηρεί πάντα μια ανοδική κλίση. Πολλές τοποθεσίες δεν ακολουθούν τα σχέδια κατά τη διαμόρφωση του αγωγού, με αποτέλεσμα η κρυογονική αντλία υγρού να αποτυγχάνει να ξεκινήσει κανονικά, ακόμη και να σχηματίσει μια σφράγιση υγρού. Τα τελευταία χρόνια, η επιστροφή του εξατμισμένου αερίου προϊόντος στη στήλη απόσταξης για τη μείωση της σπατάλης του προϊόντος και τη βελτίωση των ρυθμών εξόρυξης έχει γίνει κοινή πρακτική. Οι λύσεις που παρέχονται απόΖοϊούνεξετάστε πλήρως το σχεδιασμό του αγωγού αερίου επιστροφής για να διασφαλίσετε την ομαλή επιστροφή αερίου και να ελαχιστοποιήσετε τη σπατάλη προϊόντος.
>Η πίεση της πηγής αερίου στεγανοποίησης της αντλίας πρέπει να είναι τουλάχιστον 3 barg υψηλότερη από την πίεση εισόδου της αντλίας, αλλά δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 15 barg.
>Πριν από τον στεγανοποιητικό αγωγό αερίου πρέπει να εγκατασταθεί τοπικό μανόμετρο.
>Πρέπει να εγκατασταθεί κλιματιστικό στο δωμάτιο του μετατροπέα, καθώς η θερμοκρασία περιβάλλοντος λειτουργίας του μετατροπέα πρέπει να είναι κάτω από 40 βαθμούς.
>Θα πρέπει να προστεθεί ένα σκίαστρο πάνω από την αντλία για να αποτρέψει το άμεσο ηλιακό φως να προκαλέσει την υπερβολική άνοδο της θερμοκρασίας του ρουλεμάν κινητήρα.
>Το περίβλημα του κινητήρα πρέπει να γειωθεί επί τόπου για να πληροί τις απαιτήσεις γείωσης του κινητήρα.
Εγκατάσταση Αντλιών Κρυογονικών Υγρών
Απαιτήσεις εγκατάστασης
>Όλες οι βαλβίδες, οι σωλήνες και τα εξαρτήματα σωληνώσεων πρέπει να είναι καθαρά, στεγνά και χωρίς λάδι πριν την εγκατάσταση. Εάν ο κατασκευαστής τα έχει ήδη απολιπανθεί και δεν έχουν μολυνθεί, δεν απαιτείται απολίπανση κατά την εγκατάσταση. Εάν υπάρχει μόλυνση λαδιού, είναι απαραίτητη η απολίπανση. Η διαδικασία καθαρισμού και απολίπανσης για σωλήνες από κράμα αλουμινίου έχει ως εξής: αλκαλικό πλύσιμο → ξέπλυμα με καθαρό νερό → παθητικοποίηση νιτρικού οξέος → ξέπλυμα με καθαρό νερό → απολίπανση → ξέπλυμα με καθαρό νερό. Πριν από την απολίπανση, τα υπολείμματα και τα σκουπίδια μέσα στον αγωγό πρέπει να αφαιρεθούν. Ο διαλύτης τετραχλωρομεθανίου δεν πρέπει να χρησιμοποιείται ως απολιπαντικό. Αντ' αυτού πρέπει να χρησιμοποιείται διαλύτης τριχλωροαιθυλενίου ή υπερχλωροαιθυλενίου.
>Οι βαλβίδες κρύου μέσα στο κρύο κουτί αντλίας κρυογονικού υγρού θα πρέπει να τοποθετούνται ταυτόχρονα με τα αντίστοιχα στηρίγματα. Το στέλεχος βαλβίδας της βαλβίδας κρυογονικού υγρού πρέπει να έχει κλίση προς τα πάνω κατά 10-15 μοίρες. Κατά τη συγκόλληση του σωλήνα και του σώματος της βαλβίδας, η βαλβίδα πρέπει να κλείσει πρώτα και να ληφθούν μέτρα ψύξης για να διασφαλιστεί ότι η θερμοκρασία συγκόλλησης δεν υπερβαίνει την απαιτούμενη θερμοκρασία. Κατά την εγκατάσταση της βαλβίδας, η κατεύθυνση του βέλους στο σώμα της βαλβίδας πρέπει να ευθυγραμμίζεται με την κατεύθυνση ροής του υγρού και θα πρέπει να δοθεί προσοχή στη σωστή εγκατάσταση της βαλβίδας.
>Η παράλληλη απόσταση μεταξύ του σωλήνα θέρμανσης και του σωλήνα κρυογονικού υγρού ή του τοιχώματος του δοχείου υγρού πρέπει να είναι τουλάχιστον 300 mm και η απόσταση διέλευσης πρέπει να είναι τουλάχιστον 200 mm.
>Η απόσταση μεταξύ του εξωτερικού τοιχώματος του αγωγού και του εσωτερικού τοιχώματος του χαλύβδινου πλαισίου ψυχρού κουτιού πρέπει να είναι: όχι μικρότερη από 400 mm για σωλήνες κρυογονικού υγρού και όχι μικρότερη από 300 mm για σωλήνες κρυογονικού αερίου.
>Όταν πρόκειται για σωλήνες αλουμινίου, δεν πρέπει να χρησιμοποιούνται σκουριασμένα εργαλεία και πρέπει να χρησιμοποιείται συρμάτινη βούρτσα από ανοξείδωτο χάλυβα.
>Η διαμήκης απόκλιση επιπέδου εγκατάστασης της εγκατεστημένης αντλίας δεν πρέπει να υπερβαίνει το {{0}},10/1000 και η εγκάρσια απόκλιση επιπέδου εγκατάστασης δεν πρέπει να υπερβαίνει το 0,20/1000. Η απόκλιση πρέπει να μετράται στις επιφάνειες της φλάντζας εισόδου και εξόδου της αντλίας ή σε άλλες οριζόντιες επιφάνειες.
>Όλες οι σταθερές συνδέσεις πρέπει να είναι σφιχτές και όλα τα όργανα οθόνης, οι συσκευές προστασίας ασφαλείας και οι ηλεκτρικές συσκευές ελέγχου πρέπει να είναι ευαίσθητα, ακριβή και αξιόπιστα.
Διαδικασίες έναρξης λειτουργίας για κρυογονικές αντλίες υγρών
Διαδικασία θέσης σε λειτουργία
>Μετρήστε τη μόνωση του κινητήρα και η τιμή πρέπει να είναι μεγαλύτερη από 100 MΩ. Διαφορετικά, η αιτία πρέπει να εντοπιστεί και να αντιμετωπιστεί.
> Ανοίξτε τον αγωγό μπροστά από το φίλτρο αερίου στεγανοποίησης για να φυσήξετε τον αγωγό στεγανοποιητικού αερίου. Η επιτόπια πίεση του στεγανοποιητικού αερίου πρέπει να είναι 5-100 bar και η απαίτηση σημείου δρόσου είναι κάτω από -65 βαθμούς . Ρυθμίστε την πίεση του μετρητή αερίου στεγανοποίησης: η πίεση εισόδου πρέπει να είναι 0.2 bar υψηλότερη από την πίεση αναφοράς, η πίεση αναφοράς πρέπει να είναι 0.2 bar υψηλότερη από την πίεση εξόδου και η ενδιάμεση Η πίεση αερίου καθαρισμού του σώματος πρέπει να είναι 0,2 bar.
>Κλείστε τις βαλβίδες εισόδου και εξόδου της αντλίας, ανοίξτε τη βαλβίδα θέρμανσης εισόδου και τη βαλβίδα εξαερισμού για να καθαρίσετε το σώμα της αντλίας και τους αγωγούς σύνδεσης και μετρήστε το σημείο δρόσου του αερίου που εκκενώνεται από τη βαλβίδα εξαέρωσης εξόδου, το οποίο πρέπει να είναι κάτω από -65 πτυχίο . Η επεξεργασία αφύγρανσης του σπειρώματος του αγωγού θα πρέπει να πραγματοποιείται όπως απαιτείται από τη διαδικασία.
>Η χειροκίνητη περιστροφή πρέπει να είναι εύκολη.
>Αφού το σημείο δρόσου ικανοποιήσει την απαίτηση, κλείστε τη βαλβίδα θέρμανσης εισόδου, ανοίξτε τη βαλβίδα εξαερισμού στην ομάδα τριών βαλβίδων στον αγωγό αερίου θέρμανσης, ανοίξτε τη βαλβίδα εισόδου της αντλίας, τις βαλβίδες εξαερισμού εισόδου και εξόδου, τη βαλβίδα επιστροφής σώματος αντλίας και το σώμα της αντλίας εξαερώστε τη βαλβίδα και ξεκινήστε την ψύξη της αντλίας.
>Όταν οι βαλβίδες εξαερισμού εισόδου και εξόδου αντλίας εκκενώνουν υγρό και ο χρόνος υπερβαίνει τις 4 ώρες, η χειροκίνητη περιστροφή θα πρέπει να είναι εύκολη. Ελέγξτε εάν η κατεύθυνση της αντλίας είναι σωστή (δείτε το βέλος στο ακραίο κάλυμμα του κινητήρα).
>Ανοίξτε πλήρως τη βαλβίδα εισόδου και τη βαλβίδα επιστροφής της αντλίας, επιβεβαιώστε ξανά ότι οι βαλβίδες εξαερισμού εισόδου και εξόδου και η βαλβίδα εξαερισμού του σώματος της αντλίας εκκενώνουν μόνο υγρό, χωρίς μείγμα αερίου-υγρού.
>Ομοίως, η χειροκίνητη περιστροφή θα πρέπει να είναι εύκολη αυτή τη στιγμή.
>Κλείστε τη βαλβίδα εξαερισμού εξόδου της αντλίας, κλείστε σταδιακά τη βαλβίδα εξαερισμού εισόδου της αντλίας και τη βαλβίδα εξαερισμού του σώματος της αντλίας, ξεκινήστε την αντλία, επιταχύνετε σταδιακά και κλείστε τη βαλβίδα επιστροφής.
>Όταν πλησιάζετε στο ονομαστικό σημείο λειτουργίας της αντλίας, κλείστε τη βαλβίδα εξαέρωσης εισόδου της αντλίας (η βαλβίδα εισόδου της αντλίας πρέπει να είναι πλήρως ανοιχτή).
>Συνεχίστε να αυξάνετε την ταχύτητα και κλείστε αργά τη βαλβίδα επιστροφής της αντλίας (μην κλείνετε πλήρως τη βαλβίδα επιστροφής της αντλίας). Έως ότου η ταχύτητα, η πίεση εξόδου και ο ρυθμός ροής της αντλίας φτάσουν τις κατάλληλες τιμές, κλείστε τη βαλβίδα εξαερισμού του σώματος της αντλίας.
>Συνιστάται να ανοίγετε τη βαλβίδα εξαερισμού της αντλίας για 10 δευτερόλεπτα ή έως ότου ρέει υγρό κάθε 4 ώρες όταν η αντλία δεν είναι μονωμένη.
Προφυλάξεις κατά την καθημερινή λειτουργία
Συστάσεις συντήρησης
Εάν ανιχνευτεί σπηλαίωση, η αντλία πρέπει να σταματήσει και να επιθεωρηθεί και να επανεκκινηθεί μετά την αναθέρμανση και την ψύξη της αντλίας. Τα σημάδια της σπηλαίωσης περιλαμβάνουν:
1. Διακύμανση της πίεσης αναφοράς στο μετρητή αερίου στεγανοποίησης της αντλίας.
2. Ασταθής πίεση εξόδου όταν η ταχύτητα της αντλίας και οι βαλβίδες σωληνώσεων παραμένουν αμετάβλητες.
3. Συνεχής μείωση της διαφορικής πίεσης μεταξύ εισόδου και εξόδου όταν η ταχύτητα της αντλίας δεν πέφτει.
4. Καμία αλλαγή στην πίεση εξόδου όταν αυξάνεται η ταχύτητα της αντλίας και η βαλβίδα εξόδου παραμένει αμετάβλητη.
5. Η διαφορική πίεση δεν αυξάνεται όταν η ταχύτητα της αντλίας αυξάνεται στα 1000 r/min κατά την εκκίνηση.
6. Ακούγοντας έναν ήχο τσιρίσματος από το σώμα της αντλίας ή σημαντική δόνηση επί τόπου.
7. Συνιστάται η αποσυναρμολόγηση και ο καθαρισμός του φίλτρου εισόδου της αντλίας περίπου μία εβδομάδα μετά την αρχική λειτουργία.
8. Τα ρουλεμάν κινητήρα θα πρέπει να λιπαίνονται τακτικά σύμφωνα με το μοντέλο κινητήρα, με τον ίδιο τύπο λιπαντικού που χρησιμοποιείται και δεν επιτρέπεται η ανάμειξη διαφορετικών λιπαντικών.
9. Η χειροκίνητη περιστροφή πρέπει να εκτελείται πριν από κάθε εκκίνηση της αντλίας για να διασφαλιστεί η ομαλή περιστροφή χωρίς εμπλοκή.
10. Εάν η πτερωτή περιστρέφεται και η πίεση πίσω από την αντλία είναι 0 ή εάν η αντλία επισκευαστεί, απαιτείται επαναθέρμανση και καθαρισμός του σώματος της αντλίας και των σωληνώσεων και το σημείο δρόσου πρέπει να μετρηθεί κάτω από -65 βαθμούς πριν από την εκκίνηση.
Σύναψη
Αυτό το άρθρο συνοψίζει τις εμπειρίες που σχετίζονται με το σχεδιασμό, την εγκατάσταση, τη θέση σε λειτουργία και τη λειτουργία αντλιών κρυογονικών υγρών. Ως τεχνική ομάδα τουZoiun Fluid & Gas Equipment Co., Ltd., δεσμευόμαστε να παρέχουμε αποδοτικό και σταθερό εξοπλισμό κρυογονικής αντλίας υγρών για τους πελάτες μας και να συσσωρεύουμε συνεχώς εμπειρία σε πρακτικές εφαρμογές. Ελπίζουμε ότι αυτές οι συστάσεις μπορούν να βοηθήσουν το μηχανικό και το τεχνικό προσωπικό να βελτιώσουν την απόδοση και τη σταθερότητα των αντλιών κρυογονικών υγρών. Η αυστηρή τήρηση των τεχνικών λεπτομερειών και προδιαγραφών στην πραγματική μηχανική θα έχει σημαντικό αντίκτυπο στη μακροπρόθεσμη λειτουργία και απόδοση του εξοπλισμού.
