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压力表如何改善化学加工应用细节解说

返回列表发布日期:2019-07-26 09:01:01    |    


      在工业制造领域,单位操作这个术语的一般定义是相当温和的:一个过程的基本步骤。然而,在化学加工领域,单元操作远不止于此。也就是说,它们是制造商必须精确完成的一系列生产阶段的蓝图,以便将原材料集合转变为可行的最终产品。
      化学处理有五类单元操作。本文将重点介绍流体流动过程,其中最常见的是转移,过滤,固体流化和运输活动。作为参考,其他四个单元操作是传热(蒸发和热交换),传质(蒸馏,萃取,吸附和干燥),热力学(制冷和气体液化)和机械(粉碎,粉碎,筛分和筛分)。
       多年来,隔膜压力表已成为化学加工中流体传输应用的默认压力表送技术。平心而论,隔膜压力表确实具备满足操作员在这些情况下的需求的基本能力,因为它们的操作方法使它们能够很好地设计用于工业中常见的大批量转移应用。隔膜压力表也适用于薄的水状流体,必须通过具有可变流速的管道网络运输。
       图1.在化学处理中,单元操作是一系列生产阶段的蓝图。其中一个阶段是一系列流体流动过程,包括转移,过滤,固体流化和运输活动。压力表采用双螺杆和三螺杆配置,具有在这些关键应用中可靠,高效和安全地运行的能力。
       然而,本文将说明不同类型的压力表技术 - 正排量双压力表和压力表 - 如何在化学加工行业的关键流体处理操作中比隔膜压力表更可靠,更有效和更经济的选择,许多涉及处理高磨蚀性,腐蚀性和危险性材料。
挑战
       使压力表在化学处理应用中更为普遍的最大挑战是使该行业的操作员远离根深蒂固的观念,即隔膜压力表是其流体传输要求的唯一选择。在许多情况下,化学处理系统是围绕压力表送技术设计的,而不是相反。这意味着工程师首先熟悉隔膜压力表并尝试在其操作限制范围内工作。他们知道隔膜压力表如何运作,了解它们的好处,并确信它们是他们想要完成的最佳技术。
       基于这种思维方式,设计工程师将设计能够混合或加热原料化学材料或化合物的系统,作为操作过程的方式,并将流体的粘度降低至低于300厘((cSt),这使得流体更易于管理用于隔膜压力表处理。在这种情况下,他们正在做的是修复流体以适应压力表送技术 - 无论成本影响如何。
       尽管能够对流体进行再处理以满足隔膜压力表的运行需求,但操作人员仍必须确保隔膜压力表在其最佳效率点(BEP)或其附近运行。隔膜压力表很少在其精确的BEP下运行,因为很少经历原始压力表送条件??悸堑秸庖坏?,假设隔膜压力表在其最高效率水平下运行,其窗口在其BEP的80%和110%之间。
       然而,当压力表的操作移动到BEP的任一侧太远时,将对叶轮施加不均匀的压力,这会导致径向推力增加,这将导致压力表的轴偏转。当发生偏转时,轴承和机械密封会产生较高的负荷,这会损坏压力表的外壳,后板和叶轮。虽然隔膜压力表是首选,但压力表有其自身的优势。
       图2.虽然化学加工行业长期依赖隔膜压力表进行流体处理活动,但压力表可以轻松输送不同温度和粘度的流体。这意味着操作者不需要操纵流体传输过程以满足压力表的需要,这可能是耗时且昂贵的。
       此外,满足生产率和配额始终是化学加工操作中的第一工作,但随着运营成本的持续增加,需要提高运行效率,以便优化压力表送操作期间消耗的能量。
在这方面,隔膜压力表也可能不足:
       通常选择超大型压力表作为降低压力表选择复杂性的方法,这可能导致操作和维护成本增加,操作效率低以及高于必要的能量消耗。在隔膜压力表操作中,随着压差增加,流速降低。因此,依赖于维持恒定流速的时间敏感操作将花费更长时间,这可能是昂贵的。当压力表送粘度大于100cSt的流体时,隔膜压力表性能将受到不利影响。最终,这些效率低下将导致更高的水电费和可能降低的生产率,这无疑将对化学加工业务的底线产生负面影响。
解决方案
       一种替代方案可以是正排量(PD)压力表。在化学加工中增加压力表使用的困难是双重的:隔膜压力表庞大的安装基础的内置优势,以及令人信服的设计工程师承认有压力表等替代品。
许多工程师也认为压力表只能产生低流速。
       实际上,今天的压力表在流速方面取得了显着进步,流量范围从220加仑每分钟(gpm)(每分钟833升[L / min])到11,000 gpm(41,635 L / min)越来越普遍了。PD压力表的设计使它们能够处理各种液体,甚至是那些粘度更高的液体。压力表的操作方法允许相对的螺钉啮合,以便与周围的压力表壳形成密封腔。当驱动螺杆转动时,流体被移动并稳定地并且不断地输送到压力表的排出口,这产生了与压力表送压力无关的体积一致的流速。
压力表技术在化学处理流体输送应用中提供的优势列表是一个漫长而重要的因素:
       1、能够处理各种流量,压力,液体类型和粘度
       2、恒定流量,即使存在由粘度变化产生的各种背压
       3、高容量和整体运行效率,从而降低运营成本
       4、通过高压力表调节速度比可实现可控输出或容量
       5、内部速度低
       6、自吸操作和良好的吸入特性
       7、机械振动小,延长使用寿命
       8、本质上平稳安静的操作
       9、极低的脉动,可减少应力并延长相关流体传输组件(管道,软管,密封件,轴承等)的使用寿命
       具体而言,两种类型的压力表型号在化学处理流体传输活动方面表现优异:双螺杆带正时齿轮(WTG)和三螺杆。WTG压力表设计有外部轴承和正时齿轮传动装置,可产生双吸自吸操作,压力表内部组件之间无金属与金属接触。这种设计有助于压力表实现任何旋转PD压力表的最高流量,即使在不同的背压和粘度水平下也是如此。
       实际上,与隔膜压力表不同,PD压力表的可输送流量实际上随着流体粘度的增加而增加。这些设计特性还使压力表适用于所有类型的转移应用,包括低粘度或高粘度,润滑或非润滑,中性或侵蚀性,以及清洁或污染的流体。
       压力表用于处理清洁的润滑液,在各种粘度,温度和压力下都不含固体成分。它们设计有一个公驱动主轴,两个母二次主轴和一个包含螺钉的外壳,使得流体能够在轴向方向上从吸入到排出顺畅且连续地移动。这种操作方法可提供平稳,恒定的产品
流,低噪音和高能效。
结论
       在化学处理中,没有任何单元操作比另一个更重要,但如果制造商想要优化其流体传输应用的性能,那么考虑正排量压力表所带来的好处是明智的。虽然压力表的购买价格可能比隔膜压力表高,但最好记住这个旧的溴化物:“你现在可以付钱给我,或者你以后可以付钱给我。”除了成本之外,压力表的主要操作优势包括能够在更高的速率和压力下处理更宽的流体粘度窗口,降低能耗并且无需拨入BEP。这些优势使它们有望变得更加高效,可靠,关键化学处理流体传输应用中的多功能和经济替代品。

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