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      壓力表如何改善化學加工應用細節解說

      返回列表發布日期:2019-07-26 09:01:01    |    


            在工業制造領域,單位操作這個術語的一般定義是相當溫和的:一個過程的基本步驟。然而,在化學加工領域,單元操作遠不止于此。也就是說,它們是制造商必須精確完成的一系列生產階段的藍圖,以便將原材料集合轉變為可行的最終產品。
            化學處理有五類單元操作。本文將重點介紹流體流動過程,其中最常見的是轉移,過濾,固體流化和運輸活動。作為參考,其他四個單元操作是傳熱(蒸發和熱交換),傳質(蒸餾,萃取,吸附和干燥),熱力學(制冷和氣體液化)和機械(粉碎,粉碎,篩分和篩分)。
             多年來,隔膜壓力表已成為化學加工中流體傳輸應用的默認壓力表送技術。平心而論,隔膜壓力表確實具備滿足操作員在這些情況下的需求的基本能力,因為它們的操作方法使它們能夠很好地設計用于工業中常見的大批量轉移應用。隔膜壓力表也適用于薄的水狀流體,必須通過具有可變流速的管道網絡運輸。
             圖1.在化學處理中,單元操作是一系列生產階段的藍圖。其中一個階段是一系列流體流動過程,包括轉移,過濾,固體流化和運輸活動。壓力表采用雙螺桿和三螺桿配置,具有在這些關鍵應用中可靠,高效和安全地運行的能力。
             然而,本文將說明不同類型的壓力表技術 - 正排量雙壓力表和壓力表 - 如何在化學加工行業的關鍵流體處理操作中比隔膜壓力表更可靠,更有效和更經濟的選擇,許多涉及處理高磨蝕性,腐蝕性和危險性材料。
      挑戰
             使壓力表在化學處理應用中更為普遍的最大挑戰是使該行業的操作員遠離根深蒂固的觀念,即隔膜壓力表是其流體傳輸要求的唯一選擇。在許多情況下,化學處理系統是圍繞壓力表送技術設計的,而不是相反。這意味著工程師首先熟悉隔膜壓力表并嘗試在其操作限制范圍內工作。他們知道隔膜壓力表如何運作,了解它們的好處,并確信它們是他們想要完成的最佳技術。
             基于這種思維方式,設計工程師將設計能夠混合或加熱原料化學材料或化合物的系統,作為操作過程的方式,并將流體的粘度降低至低于300厘((cSt),這使得流體更易于管理用于隔膜壓力表處理。在這種情況下,他們正在做的是修復流體以適應壓力表送技術 - 無論成本影響如何。
             盡管能夠對流體進行再處理以滿足隔膜壓力表的運行需求,但操作人員仍必須確保隔膜壓力表在其最佳效率點(BEP)或其附近運行。隔膜壓力表很少在其精確的BEP下運行,因為很少經歷原始壓力表送條件??紤]到這一點,假設隔膜壓力表在其最高效率水平下運行,其窗口在其BEP的80%和110%之間。
             然而,當壓力表的操作移動到BEP的任一側太遠時,將對葉輪施加不均勻的壓力,這會導致徑向推力增加,這將導致壓力表的軸偏轉。當發生偏轉時,軸承和機械密封會產生較高的負荷,這會損壞壓力表的外殼,后板和葉輪。雖然隔膜壓力表是首選,但壓力表有其自身的優勢。
             圖2.雖然化學加工行業長期依賴隔膜壓力表進行流體處理活動,但壓力表可以輕松輸送不同溫度和粘度的流體。這意味著操作者不需要操縱流體傳輸過程以滿足壓力表的需要,這可能是耗時且昂貴的。
             此外,滿足生產率和配額始終是化學加工操作中的第一工作,但隨著運營成本的持續增加,需要提高運行效率,以便優化壓力表送操作期間消耗的能量。
      在這方面,隔膜壓力表也可能不足:
             通常選擇超大型壓力表作為降低壓力表選擇復雜性的方法,這可能導致操作和維護成本增加,操作效率低以及高于必要的能量消耗。在隔膜壓力表操作中,隨著壓差增加,流速降低。因此,依賴于維持恒定流速的時間敏感操作將花費更長時間,這可能是昂貴的。當壓力表送粘度大于100cSt的流體時,隔膜壓力表性能將受到不利影響。最終,這些效率低下將導致更高的水電費和可能降低的生產率,這無疑將對化學加工業務的底線產生負面影響。
      解決方案
             一種替代方案可以是正排量(PD)壓力表。在化學加工中增加壓力表使用的困難是雙重的:隔膜壓力表龐大的安裝基礎的內置優勢,以及令人信服的設計工程師承認有壓力表等替代品。
      許多工程師也認為壓力表只能產生低流速。
             實際上,今天的壓力表在流速方面取得了顯著進步,流量范圍從220加侖每分鐘(gpm)(每分鐘833升[L / min])到11,000 gpm(41,635 L / min)越來越普遍了。PD壓力表的設計使它們能夠處理各種液體,甚至是那些粘度更高的液體。壓力表的操作方法允許相對的螺釘嚙合,以便與周圍的壓力表殼形成密封腔。當驅動螺桿轉動時,流體被移動并穩定地并且不斷地輸送到壓力表的排出口,這產生了與壓力表送壓力無關的體積一致的流速。
      壓力表技術在化學處理流體輸送應用中提供的優勢列表是一個漫長而重要的因素:
             1、能夠處理各種流量,壓力,液體類型和粘度
             2、恒定流量,即使存在由粘度變化產生的各種背壓
             3、高容量和整體運行效率,從而降低運營成本
             4、通過高壓力表調節速度比可實現可控輸出或容量
             5、內部速度低
             6、自吸操作和良好的吸入特性
             7、機械振動小,延長使用壽命
             8、本質上平穩安靜的操作
             9、極低的脈動,可減少應力并延長相關流體傳輸組件(管道,軟管,密封件,軸承等)的使用壽命
             具體而言,兩種類型的壓力表型號在化學處理流體傳輸活動方面表現優異:雙螺桿帶正時齒輪(WTG)和三螺桿。WTG壓力表設計有外部軸承和正時齒輪傳動裝置,可產生雙吸自吸操作,壓力表內部組件之間無金屬與金屬接觸。這種設計有助于壓力表實現任何旋轉PD壓力表的最高流量,即使在不同的背壓和粘度水平下也是如此。
             實際上,與隔膜壓力表不同,PD壓力表的可輸送流量實際上隨著流體粘度的增加而增加。這些設計特性還使壓力表適用于所有類型的轉移應用,包括低粘度或高粘度,潤滑或非潤滑,中性或侵蝕性,以及清潔或污染的流體。
             壓力表用于處理清潔的潤滑液,在各種粘度,溫度和壓力下都不含固體成分。它們設計有一個公驅動主軸,兩個母二次主軸和一個包含螺釘的外殼,使得流體能夠在軸向方向上從吸入到排出順暢且連續地移動。這種操作方法可提供平穩,恒定的產品
      流,低噪音和高能效。
      結論
             在化學處理中,沒有任何單元操作比另一個更重要,但如果制造商想要優化其流體傳輸應用的性能,那么考慮正排量壓力表所帶來的好處是明智的。雖然壓力表的購買價格可能比隔膜壓力表高,但最好記住這個舊的溴化物:“你現在可以付錢給我,或者你以后可以付錢給我。”除了成本之外,壓力表的主要操作優勢包括能夠在更高的速率和壓力下處理更寬的流體粘度窗口,降低能耗并且無需撥入BEP。這些優勢使它們有望變得更加高效,可靠,關鍵化學處理流體傳輸應用中的多功能和經濟替代品。

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