Išcentrinio siurblio kreivė: išsamus naftos chemijos pramonės vadovas

Naftos chemijos pramonės skysčių tvarkymo sistemose išcentriniai siurbliai yra esminė įranga, valdanti pagrindines operacijas, tokias kaip naftos ir dujų gavyba, rafinavimas ir perdirbimas bei cheminių medžiagų transportavimas. Norint visiškai išnaudoti išcentrinių siurblių našumo potencialą ir užtikrinti pramoninių procesų stabilumą bei ekonomiškumą, svarbiausia yra tiksliai valdytiišcentrinio siurblio kreivė– techninis įrankis, tiesiogiai apsprendžiantis siurblio veikimo efektyvumą, slėgio galią ir tarnavimo laiką. Nesvarbu, ar esate inžinierius, projektuojantis procesų sistemas, pirkimų specialistas, pasirenkantis įrangą, ar operatorius, šalinantis gedimus, išcentrinio siurblio kreivių išmanymas yra esminis įgūdis optimizuojant gamybos procesus.

I. Kas yra aIšcentrinis siurblysKreivė?

Išcentrinio siurblio kreivė yra grafinis pagrindinių veikimo parametrų – srauto, bendro slėgio, stabdžių arklio galių (BHP) ir efektyvumo – vaizdas konkrečiomis siurblio projektavimo sąlygomis. Tai yra tiksli techninė specifikacija, aiškiai iliustruojanti siurblio veikimą skirtingomis eksploatavimo sąlygomis, ir yra pagrindinis naftos chemijos sistemos projektavimo, siurblio modelio parinkimo ir veikimo trikčių šalinimo pagrindas.

Pagrindinis išcentrinio siurblio kreivės tikslas yra užpildyti atotrūkį tarp siurblio veikimo ribų ir tikrųjų naftos chemijos procesų reikalavimų. Pramonės vartotojams tai reiškia:

• Tikslus siurblio galios suderinimas su proceso reikalavimais
• Venkite neefektyvių ar žalingų eksploatavimo sąlygų
• Skirtingų modelių ar gamintojų siurblių našumo palyginimas

Neatsižvelgiant į išcentrinio siurblio kreivę, siurblio pasirinkimas tampa aklu bandymu, dėl kurio gali padidėti energijos suvartojimas ir netgi sugesti įranga bei sustabdyti gamybą. Naftos chemijos pramonėje, kur patikimumas ir saugumas yra itin svarbūs, kreivė yra nepakeičiama priemonė nuolatinei gamybai užtikrinti.

II. Pagrindiniai išcentrinio siurblio kreivės komponentai

Standartinė išcentrinio siurblio kreivė apima keturis tarpusavyje susijusius parametrus, kurių kiekvienas yra labai svarbus naftos chemijos scenarijų veikimo saugai ir efektyvumui:

1. Srauto greitis (Q)

Srauto greitis, matuojamas galonais per minutę (GPM) arba kubiniais metrais per valandą (m³/h), parodo skysčio tūrį, kurį siurblys gali tiekti per laiko vienetą. Nubrėžta kreivės X ašyje, ji yra tiesiogiai susijusi su proceso reikalavimais – pavyzdžiui, tirpiklio cirkuliacijai rafinavimo įrenginiuose gali prireikti 800 GPM debito, o žalios naftos vamzdynų srauto poreikiai gali siekti tūkstančius kubinių metrų per valandą.

2. Bendra galva (H)

Bendras aukštis, matuojamas pėdomis arba metrais, reiškia bendrą slėgį, kurį siurblys gali sukurti, kad įveiktų sistemos pasipriešinimą (įskaitant statinį aukštį: vertikalaus aukščio skirtumą tarp skysčio šaltinio ir išleidimo angos; dinaminį aukštį: trinties nuostolius vamzdžiuose, vožtuvuose, šilumokaičiuose ir kitoje įrangoje). Nubraižytas kreivės Y ašyje, jis atspindi siurblio „perdavimo“ pajėgumą, kuris yra labai svarbus tokiems scenarijams kaip aukšto slėgio hidrinimo įrenginiai ir naftos ir dujų transportavimas dideliais atstumais naftos chemijos pramonėje.

3. Stabdžių galia (BHP)

Stabdžių arklio galios – tai mechaninė galia, reikalinga siurbliui valdyti, matuojama arklio galiomis (AG) arba kilovatais (kW). BHP kreivė ant išcentrinio siurblio kreivės rodo ryšį tarp energijos poreikio ir srauto, padedant vartotojams teisingai nustatyti variklio dydį ir apskaičiuoti energijos sąnaudas. Pavyzdžiui, esant 1000 GPM srautui, siurblys, kurio BHP yra 50, sunaudoja daugiau energijos nei siurblys, kurio BHP yra 40. Atsižvelgiant į nepertraukiamo naftos chemijos pramonės veikimo charakteristikas, efektyvumas yra pagrindinis ilgalaikės sąnaudų kontrolės veiksnys.

4. Efektyvumas (η)

Efektyvumas, išreikštas procentais, parodo, kaip efektyviai siurblys mechaninę galią (BHP) paverčia hidrauline energija (skysčio energija). Efektyvumo kreivės smailė yra geriausias efektyvumo taškas (BEP) – darbo taškas, kuriame siurblys pasiekia didžiausią efektyvumą. Naudojant siurblį šalia BEP, sumažėja energijos švaistymas, sumažėja įrangos temperatūros kilimas ir pailgėja pagrindinių komponentų, tokių kaip sparnuotė ir guoliai, tarnavimo laikas. Pavyzdžiui, Teffiko išcentrinio siurblio BEP yra 88 %, kai srautas yra 750 GPM, o tai gali sutaupyti daug elektros energijos sąnaudų perdirbimo įmonėms, palyginti su mažiau efektyviais modeliais esant tokiam pat srautui.

Šie keturi parametrai yra tarpusavyje susiję: vieno parametro pokytis (pvz., didėjantis srautas) paveiks kitus (pvz., mažėja aukštis ir didėja BHP). Norint optimizuoti naftos chemijos siurblių agregatų veikimą, labai svarbu suprasti jų tarpusavio ryšius.

III. Žingsnis po žingsnio vadovas: kaip perskaityti išcentrinio siurblio kreivę pradedantiesiems

Išcentrinio siurblio kreivės skaitymas iš pradžių gali atrodyti sudėtingas, tačiau suskaidžius ją į paprastus veiksmus, ją lengva išmokti net pramonės naujokams:

1 veiksmas: nustatykite ašis

• X ašis: srauto greitis (Q) – paprastai matuojamas GPM arba m³/h;
• Y ašis: bendras aukštis (H) – paprastai matuojamas pėdomis arba metrais;
• Papildomos kreivės: Efektyvumo (η, %) ir BHP (AG/kW) kreivės yra perdengtos tame pačiame grafike, dažniausiai su savo skalėmis dešinėje Y ašyje.

2 veiksmas: suraskite geriausią efektyvumo tašką (BEP)

Raskite efektyvumo kreivės smailę, tai yra BEP. Proceso sistemos turi būti suprojektuotos taip, kad siurblys veiktų kuo arčiau šio taško. Pavyzdžiui, jei siurblio BEP debitas yra 1000 GPM, o aukštis 150 pėdų, sureguliavus rafinavimo įrenginio veikimo parametrus, kad jie būtų artimi šioms vertėms, bus pasiektas didžiausias efektyvumas ir mažiausios eksploatacinės sąnaudos.

3 veiksmas: nustatykite našumo parametrus esant tam tikram srauto greičiui

Norėdami gauti aukštį, BHP ir efektyvumą esant tam tikram srauto greičiui:

1. Nubrėžkite vertikalią liniją nuo tikslinio srauto X ašyje, kol ji susikirs su galvos kreive;

2. Nubrėžkite horizontalią liniją nuo susikirtimo taško iki Y ašies, kad gautumėte bendrą galvos vertę;

3. Nubrėžkite horizontalias linijas nuo to paties susikirtimo taško iki efektyvumo kreivės ir BHP kreivės, tada susiekite su atitinkamomis skalėmis, kad gautumėte efektyvumo ir BHP reikšmes.

Pavyzdys: jei naftos chemijos procesui reikalingas 800 GPM srautas, X ašyje nubrėžkite vertikalią liniją ties 800 GPM, kuri kerta galvos kreivę 160 pėdų atstumu; ta pati vertikali linija kerta 85 % efektyvumo kreivę ir 48 AG BHP kreivę – tai rodo, kad siurblys sukurs 160 pėdų aukštį, veiks 85 % efektyvumu ir jam reikės 48 AG BHP esant 800 GPM srautui.

4 veiksmas: patikrinkite veikimo diapazoną

Dauguma išcentrinio siurblio kreivių žymi "pageidaujamą veikimo diapazoną (POR)", paprastai apie BEP (±10%-20%). Veikimas už šio diapazono ribų gali sukelti kavitaciją, pernelyg didelę vibraciją arba sutrumpinti siurblio tarnavimo laiką. Pavyzdžiui, naudojant siurblį žemiau 50 % BEP, gali atsirasti skysčio recirkuliacija, o dirbant virš 120 %, variklis gali būti apkrautas per daug. Ypač aukšto slėgio naftos chemijos scenarijų atveju tokie sutrikimai gali kelti pavojų saugai.

5 veiksmas: apsvarstykite skysčio savybes

Gamintojų pateiktos išcentrinio siurblio kreivės paprastai yra pagrįstos 15 °C (60 °F) vandeniu. Tačiau naftos chemijos pramonėje naudojami skysčiai dažniausiai yra klampūs arba didelio tankio skysčiai, tokie kaip žalia nafta, dyzelinas ir cheminiai tirpikliai, kuriems reikalinga kreivės korekcija – klampūs skysčiai sumažina srauto greitį ir efektyvumą, o tankesni skysčiai padidina BHP poreikį. Jei naudojate nevandeninius įrenginius, visada vadovaukitės gamintojo gairėmis arba naudokite koregavimo koregavimo lenteles, kad išvengtumėte įrangos sugadinimo dėl parametrų nukrypimų.

IV. Išcentrinio siurblio kreivių naudojimas dažniausiai pasitaikantiems siurblio gedimams šalinti

Išcentrinio siurblio kreivės naudojamos ne tik atrankai, bet ir galingi įrankiai naftos chemijos scenarijų veikimo trikčių šalinimui. Žemiau pateikiami įprasti pramonės gedimai ir kaip juos diagnozuoti naudojant kreives:

1. Kavitacija

Kavitacija atsiranda, kai slėgis siurblio įleidimo angoje nukrenta žemiau skysčio garų slėgio, todėl susidaro garų burbuliukai, kurie subyra ir sukelia žalą. Aukštos temperatūros ir aukšto slėgio sąlygos naftos chemijos pramonėje yra labiau linkusios į kavitaciją. Norėdami patikrinti kavitaciją naudodami kreives:

• Charakteristikos kreivėje suraskite grynosios teigiamos siurbimo galvutės (NPSHr) kreivę (paprastai įtraukiama į išcentrinio siurblio kreives);
• Palyginkite NPSHr su grynąja teigiama siurbimo galvute (NPSHa) sistemoje – jei NPSHa < NPSHr, tikėtina, kad įvyks kavitacija;
• Sprendimai: Padidinkite NPSHa pakeldami siurbimo bako lygį, sutrumpindami siurbimo vamzdžio ilgį, sumažindami skysčio temperatūrą arba pasirinkdami siurblį su mažesniu NPSHr.

2. Nepakankamas srautas arba slėgis

Jei tikrasis siurblio srautas arba slėgis yra mažesnis nei proceso reikalavimai:

• Nubraižykite tikrąjį veikimo tašką išcentrinio siurblio kreivėje;
• Jei taškas nukrenta žemiau galvos kreivės, galimos priežastys:
• Sistemos atsparumas didesnis nei numatyta;
• Darbaračio susidėvėjimas arba pažeidimas;
• Variklio greitis mažesnis už vardinę vertę;
• Sprendimai: sumažinkite sistemos pasipriešinimą, pakeiskite sparnuotę arba sureguliuokite variklio greitį, kad jis atitiktų kreivės reikalavimus.

3. Per didelis energijos suvartojimas

Jei siurblio energijos sąnaudos viršija lūkesčius:

• Palyginkite tikrąjį BHP (apskaičiuotą pagal variklio srovę) su BHP kreive esant darbiniam srautui;
• Jei tikrasis BHP yra didesnis už kreivės vertę, galimos priežastys:
• Veikimo taškas virš BEP (per didelis srautas, viršijantis proceso poreikius);
• Skysčio tankis arba klampumas didesnis nei numatyta (pvz., padidėjęs žalios naftos klampumas dėl temperatūros kritimo);
• Mechaninės problemos (pvz., guolių susidėvėjimas, sandariklio užstrigimas, sparnuotės užsiteršimas);
• Sprendimai: sureguliuokite darbo tašką, kad jis būtų arti BEP (pvz., naudokite kintamo dažnio pavarą, kad sumažintumėte srautą), pakoreguokite skysčio parametrų skaičiavimus arba atlikite siurblio techninę priežiūrą (išvalykite sparnuotės užsiteršimą, pakeiskite guolius).

4. Siurblio viršįtampis

Viršįtampis (staigūs slėgio svyravimai ir nestabilus srautas) atsiranda, kai siurblys veikia žemiau minimalaus stabilaus srauto greičio (MSFR), kuris paprastai yra pažymėtas išcentrinio siurblio kreivės pageidaujamo veikimo diapazono kairėje pusėje. Nutrūkę procesai arba apkrovos koregavimas naftos chemijos pramonėje gali sukelti bangą. Sprendimai:

• Padidinkite sistemos srautą (pvz., atidarykite aplinkkelio vožtuvus, sureguliuokite proceso apkrovą);
• Sumontuokite viršįtampio rezervuarus arba recirkuliacijos linijas, kad išlaikytumėte minimalų srautą;
• Mažo srauto sąlygomis pasirinkite siurblį su mažesniu MSFR.

V. Kaip taikyti išcentrinio siurblio kreives, norint pasirinkti tinkamą siurblį naftos chemijos projektams

Norint pasirinkti tinkamą išcentrinį siurblį, pirmiausia reikia išsiaiškinti naftos chemijos proceso sistemos reikalavimus ir tiksliai suderinti juos su siurblio charakteristikos kreive. Norėdami sėkmingai pasirinkti, atlikite šiuos veiksmus:

1 veiksmas: apibrėžkite sistemos reikalavimus

Pirmiausia apskaičiuokite reikiamą srautą ir bendrą proceso sistemos aukštį:

• Srauto greitis (Q): nustatykite skysčio tūrį, reikalingą laiko vienetui (pvz., hidrinimo įrenginiui reikia 500 m³/h vandenilio tiekimo srauto);
• Bendras aukštis (H): apskaičiuokite statinio aukščio (vertikalus atstumas tarp įsiurbimo ir išleidimo galų) ir dinaminio aukščio (vamzdžių, vožtuvų, šilumokaičių, reaktorių ir kitos įrangos trinties nuostolių) sumą. Norėdami tiksliai įvertinti, naudokite profesionalią vamzdžių trinties skaičiavimo programinę įrangą arba pramonės standartines diagramas, atsižvelgdami į naftos chemijos vamzdynų aukšto slėgio ir didelio skersmens charakteristikas.

2 veiksmas: išaiškinkite skysčio savybes

Užrašykite išsamius pagrindinius skysčio parametrus – klampumą, tankį, temperatūrą, koroziją, kietųjų dalelių kiekį ir kt. – šie veiksniai tiesiogiai veikia siurblio veikimą ir medžiagos pasirinkimą:

• Koroziniai skysčiai (pvz., rūgščių ir šarmų cheminės žaliavos, rūgšti žalia nafta): pasirinkite siurblius, pagamintus iš korozijai atsparių medžiagų, tokių kaip nerūdijantis plienas arba Hastelloy;
• Didelio klampumo skysčiai (pvz., sunki žalia nafta, asfaltas): pasirinkite siurblius su didelėmis sparnuotėmis ir mažu greičiu, kurių charakteristikos kreivės pritaikytos klampių skysčių transportavimo poreikiams;
• Aukštos temperatūros skysčiai (pvz., aukštos temperatūros alyvos srutos rafinavimo procesuose): atkreipkite dėmesį į siurblio atsparumą aukštai temperatūrai ir koreguokite kreivės parametrus pagal faktinę darbinę temperatūrą.

3 veiksmas: palyginkite siurblio charakteristikų kreives

Surinkite iš gamintojų išcentrinio siurblio kreives ir palyginkite jas pagal proceso reikalavimus:

• Kiekvienoje kreivėje nubraižykite reikiamą sistemos veikimo tašką (srauto greitį ir aukštį);
• Įsitikinkite, kad taškas yra pageidaujamo siurblio veikimo diapazone (arti BEP), kad būtų pasiektas optimalus efektyvumas ir ilgalaikis stabilus veikimas;
• Įvertinkite BHP reikalavimus, kad užtikrintumėte variklio dydžio atitikimą ir išvengtumėte perkrovos dėl nepakankamos galios;
• Patikrinkite NPSHr, kad įsitikintumėte, jog jis yra mažesnis už sistemos NPSHa, kad išvengtumėte kavitacijos rizikos.

4 veiksmas: apsvarstykite konkrečius naftos chemijos pramonės reikalavimus

Naftos chemijos pramonėje yra tokios darbo sąlygos kaip aukštas slėgis, aukšta temperatūra, stiprus korozinis poveikis ir nuolatinis veikimas, todėl reikia pasirinkti tikslines charakteristikas:

• Žalios naftos transportavimas: aukšto slėgio, didelio srauto charakteristikų kreivės (pvz., Teffiko daugiapakopiai išcentriniai siurbliai, tinkami transportuoti tolimais atstumais vamzdynais);
• Rafinavimas ir apdorojimas: aukštai temperatūrai ir korozijai atsparios charakteristikų kreivės;
• Cheminių medžiagų transportavimas: charakteringos kreivės, skirtos tiksliam srauto valdymui, siekiant užtikrinti cheminių tarpinių produktų proporcijų tikslumą;
• Naftos ir dujų gavyba: Aukštos aukščio, smėlio erozijai atsparios charakteristikos kreivės, pritaikytos atšiaurioms gręžinių ar šulinių galvučių sąlygoms.

5 veiksmas: įvertinkite gyvavimo ciklo išlaidas

Renkantis siurblį, sutelkite dėmesį ne tik į pradines pirkimo išlaidas – naudokite išcentrinio siurblio kreives, kad palygintumėte ilgalaikes eksploatavimo išlaidas:

• Apskaičiuokite energijos suvartojimo sąnaudas pagal BHP kreivę (energijos sąnaudos = BHP × 0,746 × darbo valandos × elektros kaina). Dėl nuolatinio naftos chemijos siurblių agregatų veikimo charakteristikų efektyvumo skirtumų įtaka sąnaudoms yra itin didelė;
• Apsvarstykite priežiūros išlaidas: šalia BEP veikiančius siurblius reikia rečiau prižiūrėti (pvz., mažiau keisti sparnuotės, sumažinti guolių susidėvėjimą), todėl sutrumpėja techninės priežiūros prastovos laikas;
• Subalansuokite patikimumą ir saugą: rinkitės siurblius su brandžiais pritaikymo atvejais naftos chemijos pramonėje, kurių charakteristikų kreivės buvo patikrintos pagal faktines eksploatavimo sąlygas, kad sumažintumėte gedimų ir saugos pavojų.

Išvada

Išcentrinio siurblio kreivė yra pagrindinė techninė priemonė efektyviam, saugiam ir patikimam skysčių tvarkymo sistemų veikimui naftos chemijos pramonėje. Nuo proceso projektavimo ir įrangos parinkimo iki gedimų šalinimo – šio įrankio įsisavinimas užtikrina, kad siurblių agregatai veiktų didžiausiu našumu, sumažinamos energijos sąnaudos, sumažinami prastovų nuostoliai ir garantuojamas gamybos saugumas. Nesvarbu, ar tvarkote žalią naftą, rafinuotus produktus ar chemines žaliavas, tikslus proceso reikalavimų suderinimas su išcentrinio siurblio kreivėmis yra raktas į projekto sėkmę.

Naftos chemijos įmonėms, ieškančioms didelio našumo sprendimų, tokie prekių ženklai kaipTeffikosiūlome išcentrinius siurblius su išsamiomis, konkrečiam pritaikymui būdingomis charakteristikų kreivėmis, specialiai sukurtus aukšto slėgio, aukštos temperatūros ir labai korozinėms pramonės sąlygoms ir patikrintus daugelyje rafinavimo bei naftos ir dujų projektų. Atminkite: išcentrinio siurblio kreivė yra daugiau nei tik techninė diagrama – tai pagrindinis vadovas, skirtas optimizuoti skysčių transportavimą naftos chemijos pramonėje. Investuokite laiką, kad suprastumėte jį nuodugniai, ir gausite stabilių procesų, kontroliuojamų išlaidų ir saugių bei patikimų gamybos operacijų naudą.

Jei norite sužinoti apie Teffiko išcentrinių siurblių charakteristikas,spustelėkite čiagauti atitinkamą informaciją apie gaminį!