Máy bơm đông lạnh| Thiết kế, Lắp đặt & Bảo trì
Lời nói đầu
Với sự phát triển của ngành công nghiệp hóa chất, đặc biệt là sự trỗi dậy của ngành công nghiệp hóa chất than như một chất thay thế cho dầu mỏ trong những năm gần đây, thiết bị tách khí đang có xu hướng hướng tới quy mô lớn hơn, mức áp suất sản phẩm khí cao hơn, nhiều sản phẩm lỏng hơn, độ tinh khiết sản phẩm cao hơn, chi phí vận hành thấp hơn và hoạt động thiết bị ổn định và đáng tin cậy. Trong các quy trình tách khí, nén bên trong và quy trình sản xuất argon không chứa hydro thường sử dụng bơm chất lỏng lạnh (sau đây gọi là bơm chất lỏng lạnh) làm bơm quy trình và bơm sản xuất. Bơm chất lỏng lạnh đóng vai trò quan trọng trong các quy trình tách khí và điều kiện vận hành của chúng ảnh hưởng trực tiếp đến việc toàn bộ quy trình tách khí có thể đáp ứng được các mục tiêu thiết kế hay không.
Là nhà cung cấp thiết bị khí lạnh hàng đầu trong ngành,Công ty TNHH Thiết bị khí và chất lỏng Zoiunđã tích lũy được nhiều kinh nghiệm trong thiết kế và ứng dụng máy bơm chất lỏng siêu lạnh. Hiện tại, chúng tôi cung cấp thiết bị đạt tiêu chuẩn quốc tế để đảm bảo hoạt động hiệu quả và ổn định. Do khoảng cách công nghệ giữa sản phẩm trong nước và nước ngoài, máy bơm chất lỏng siêu lạnh trong nước thường được sử dụng trong các ứng dụng áp suất cao, lưu lượng thấp hoặc lưu lượng thấp, áp suất cao, trong khi các nhà máy tách khí có công suất trên 20,000 Nm³/h thường sử dụng các thương hiệu máy bơm chất lỏng siêu lạnh nước ngoài.
Các thương hiệu nước ngoài phổ biến bao gồm CRYOSTAR, CRYOMEC và ACD. Bơm chất lỏng đông lạnh thường được phân loại thành bơm đứng và bơm ngang dựa trên cấu trúc của chúng. Bơm ngang chủ yếu được sử dụng cho chất lỏng có lưu lượng nhỏ như bơm argon, bơm oxy trong các đơn vị tách khí nhỏ và bơm nạp. Bơm chất lỏng đông lạnh thẳng đứng chủ yếu được sử dụng trong các đơn vị tách khí nén bên trong có lưu lượng tương đối lớn, chẳng hạn như bơm quy trình tách khí lớn. Bài viết này sẽ tập trung vào bơm đứng.
Thiết kế kỹ thuật của máy bơm chất lỏng đông lạnh
Nguyên tắc thiết kế
>Các quy trình tách khí bao gồm bơm oxy lỏng, bơm argon lỏng, bơm nitơ lỏng và đôi khi là bơm nạp, tất cả đều được thiết kế với một bơm đang sử dụng và một bơm dự phòng. Để dễ lắp đặt, bảo trì và an toàn, mỗi bơm chất lỏng được chế tạo với một hộp lạnh riêng, đặt bên ngoài hộp lạnh chính của bộ phận tách khí. Để thuận tiện cho việc bảo trì, một vách ngăn được sử dụng để tách hai bơm, với tấm làm bằng Q235B và được gia cố bằng các phần ở các vị trí thích hợp. Trong quá trình thiết kế và sản xuất,Công ty TNHH Thiết bị khí và chất lỏng Zoiunđảm bảo độ bền kết cấu đồng thời cân nhắc đầy đủ đến sự tiện lợi trong vận hành và bảo trì.
>CRYOSTAR sử dụng cấu trúc mặt bích cho giá đỡ phía trên của máy bơm. Viện nghiên cứu nhóm tách khí Kaifeng sử dụng tấm thép dày 30mm để mở một lỗ ở phía trên hộp lạnh nhỏ, trong khi ACD thường tạo ra một giá đỡ riêng để đáp ứng các yêu cầu về cấu trúc. Giá đỡ thiết bị và giá đỡ ống được sử dụng trong hộp bên trong đều được làm bằng thép không gỉ để đảm bảo độ bền vật liệu trong môi trường đông lạnh. Băng đàn hồi PTFE được sử dụng làm đệm ở phần kết nối giữa đường ống đông lạnh và giá đỡ ống. Sử dụng giá đỡ có lỗ mở tấm thép dày 30mm có thể bịt kín hộp lạnh của máy bơm tốt hơn, ngăn chặn sự trao đổi nhiệt giữa không khí ẩm bên ngoài và không khí bên trong hộp lạnh, do đó cải thiện hiệu quả cách nhiệt của hộp lạnh.Zoiuncác kỹ sư cũng đã áp dụng các biện pháp tương tự trong thiết kế hộp lạnh để đảm bảo thiết bị của chúng tôi hoạt động ổn định ở nhiệt độ cực thấp.
>Đường ống xả chất lỏng tại đầu vào của bơm phải được dẫn ra từ phía trên của đường ống. Vì đường ống dẫn khí sưởi ấm của bơm được lắp trên đường ống dẫn ra của bơm nên phải lắp bộ lọc. Đường ống dẫn khí sưởi ấm của bơm cũng phải được dẫn ra từ phía trên của đường ống. Các giá đỡ cho đường ống dẫn vào và ra của bơm phải có khả năng chịu được ứng suất do sự co lại của đường ống bên trong hộp lạnh và đáp ứng các yêu cầu về giá đỡ của nhà sản xuất bơm.Zoiunđặc biệt chú ý đến tính hợp lý của việc bố trí đường ống trong quá trình thiết kế thiết bị để đảm bảo sự ổn định của thiết bị trong các điều kiện làm việc khác nhau.
>Một van an toàn được thêm vào sau van đầu vào của máy bơm, với mức áp suất được thay đổi thành 5 barg (1 bar=10^5 Pa).
>Cần lắp đặt đường ống dẫn khí hồi lưu cho máy bơm, có thể thông hơi trực tiếp hoặc trả về hộp lạnh. Nếu trả về hộp lạnh, đường ống dẫn khí hồi lưu phải luôn duy trì độ dốc hướng lên trên. Nhiều địa điểm không tuân thủ bản vẽ trong quá trình cấu hình đường ống, dẫn đến máy bơm chất lỏng đông lạnh không khởi động bình thường, thậm chí tạo thành lớp đệm chất lỏng. Trong những năm gần đây, việc đưa khí sản phẩm bay hơi trở lại cột chưng cất để giảm chất thải sản phẩm và cải thiện tỷ lệ chiết xuất đã trở thành một thông lệ phổ biến. Các giải pháp doZoiunxem xét đầy đủ thiết kế đường ống dẫn khí hồi lưu để đảm bảo khí hồi lưu thông suốt và giảm thiểu lãng phí sản phẩm.
>Áp suất nguồn khí bịt kín của máy bơm phải cao hơn ít nhất 3 barg so với áp suất đầu vào của máy bơm, nhưng không được vượt quá 15 barg.
>Phải lắp đồng hồ đo áp suất cục bộ trước đường ống dẫn khí bịt kín.
>Phải lắp máy điều hòa trong phòng biến tần vì nhiệt độ môi trường hoạt động của biến tần phải dưới 40 độ.
>Nên lắp thêm tấm che nắng phía trên máy bơm để tránh ánh nắng trực tiếp làm nhiệt độ ổ trục động cơ tăng quá cao.
>Vỏ động cơ phải được nối đất tại chỗ để đáp ứng các yêu cầu về nối đất động cơ.
Lắp đặt máy bơm chất lỏng đông lạnh
Yêu cầu cài đặt
>Tất cả các van, ống và phụ kiện ống phải sạch, khô và không có dầu trước khi lắp đặt. Nếu nhà sản xuất đã tẩy dầu mỡ và chúng không bị nhiễm bẩn thì không cần tẩy dầu mỡ trong quá trình lắp đặt. Nếu có nhiễm dầu thì cần phải tẩy dầu mỡ. Quy trình vệ sinh và tẩy dầu mỡ cho ống hợp kim nhôm như sau: rửa kiềm → rửa bằng nước sạch → thụ động hóa axit nitric → rửa bằng nước sạch → tẩy dầu mỡ → rửa bằng nước sạch. Trước khi tẩy dầu mỡ, phải loại bỏ các mảnh vụn và rác bên trong đường ống. Không được sử dụng dung môi Tetrachloromethane làm chất tẩy dầu mỡ; thay vào đó phải sử dụng dung môi trichloroethylene hoặc perchloroethylene.
>Van lạnh bên trong hộp lạnh bơm chất lỏng đông lạnh phải được lắp đồng thời với các giá đỡ tương ứng của chúng. Thân van của van chất lỏng đông lạnh phải nghiêng lên trên 10-15 độ. Khi hàn ống và thân van, trước tiên phải đóng van và thực hiện các biện pháp làm mát để đảm bảo nhiệt độ hàn không vượt quá nhiệt độ yêu cầu. Khi lắp van, hướng mũi tên trên thân van phải thẳng hàng với hướng dòng chất lỏng và phải chú ý lắp van đúng cách.
>Khoảng cách song song giữa ống gia nhiệt và ống chất lỏng lạnh hoặc thành bình chứa chất lỏng phải ít nhất là 300mm và khoảng cách giao nhau phải ít nhất là 200mm.
>Khoảng cách giữa thành ngoài của đường ống và thành trong của khung thép hộp lạnh phải là: không nhỏ hơn 400mm đối với đường ống chất lỏng siêu lạnh, và không nhỏ hơn 300mm đối với đường ống khí siêu lạnh.
>Khi xử lý ống nhôm, không được sử dụng các dụng cụ gỉ sét mà phải dùng bàn chải sắt bằng thép không gỉ.
>Độ lệch mức lắp đặt theo chiều dọc của máy bơm được lắp đặt không được vượt quá {{0}}.10/1000 và độ lệch mức lắp đặt theo chiều ngang không được vượt quá 0,20/1000. Độ lệch phải được đo trên bề mặt bích đầu vào và đầu ra của máy bơm hoặc các bề mặt nằm ngang khác.
>Mọi kết nối cố định phải chặt chẽ và mọi thiết bị hiển thị, thiết bị bảo vệ an toàn và thiết bị điều khiển điện phải nhạy, chính xác và đáng tin cậy.
Quy trình vận hành cho máy bơm chất lỏng đông lạnh
Quy trình vận hành
>Đo độ cách điện của động cơ, giá trị phải lớn hơn 100 MΩ; nếu không, phải xác định và xử lý nguyên nhân.
> Mở đường ống trước bộ lọc khí bịt kín để thổi bay đường ống khí bịt kín. Áp suất tại chỗ của khí bịt kín phải là 5-100 bar và yêu cầu điểm sương phải dưới -65 độ. Điều chỉnh áp suất của đồng hồ đo khí bịt kín: áp suất đầu vào phải cao hơn 0.2 bar so với áp suất tham chiếu, áp suất tham chiếu phải cao hơn 0.2 bar so với áp suất đầu ra và áp suất khí thanh lọc thân trung gian phải là 0.2 bar.
>Đóng van đầu vào và đầu ra của máy bơm, mở van gia nhiệt đầu vào và van thông hơi đầu ra để xả sạch thân máy bơm và các đường ống kết nối, đồng thời đo điểm sương của khí thải ra từ van xả đầu ra, phải thấp hơn -65 độ. Xử lý khử ẩm ống xoắn đường ống phải được thực hiện theo yêu cầu của quy trình.
>Việc xoay thủ công phải dễ dàng.
>Sau khi điểm sương đạt yêu cầu, đóng van sưởi đầu vào, mở van thông hơi trong nhóm ba van trên đường ống dẫn khí sưởi, mở van đầu vào của máy bơm, van thông hơi đầu vào và đầu ra, van hồi lưu thân máy bơm và van thông hơi thân máy bơm, và bắt đầu làm mát máy bơm.
>Khi van xả đầu vào và đầu ra của bơm xả chất lỏng và thời gian vượt quá 4 giờ, việc xoay thủ công phải dễ dàng. Kiểm tra xem hướng bơm có đúng không (xem mũi tên trên nắp đầu động cơ).
>Mở hoàn toàn van đầu vào và van hồi của bơm, xác nhận lại rằng van thông hơi đầu vào và đầu ra của bơm và van thông hơi thân bơm chỉ xả chất lỏng, không có hỗn hợp khí-lỏng.
>Tương tự như vậy, việc xoay thủ công sẽ trở nên dễ dàng vào thời điểm này.
>Đóng van thông hơi đầu ra của bơm, đóng dần van thông hơi đầu vào của bơm và van thông hơi thân bơm, khởi động bơm, tăng tốc dần và đóng van hồi.
>Khi đến gần điểm vận hành định mức của máy bơm, hãy đóng van xả đầu vào của máy bơm (van đầu vào của máy bơm phải mở hoàn toàn).
>Tiếp tục tăng tốc độ và từ từ đóng van hồi lưu của bơm (không đóng hoàn toàn van hồi lưu của bơm). Cho đến khi tốc độ, áp suất đầu ra và lưu lượng của bơm đạt đến các giá trị thích hợp, sau đó đóng van thông hơi thân bơm.
>Nên mở van thông hơi của máy bơm trong 10 giây hoặc cho đến khi chất lỏng chảy ra sau mỗi 4 giờ khi máy bơm không được cách nhiệt.
Các biện pháp phòng ngừa trong quá trình vận hành hàng ngày
Khuyến nghị bảo trì
Nếu phát hiện hiện tượng xâm thực, phải dừng bơm và kiểm tra, sau đó khởi động lại sau khi làm nóng và làm mát bơm. Các dấu hiệu của hiện tượng xâm thực bao gồm:
1. Sự dao động của áp suất tham chiếu trên đồng hồ đo khí làm kín của bơm.
2. Áp suất đầu ra không ổn định khi tốc độ bơm và van đường ống không thay đổi.
3. Chênh lệch áp suất giữa đầu vào và đầu ra liên tục giảm khi tốc độ bơm không giảm.
4. Không có thay đổi về áp suất đầu ra khi tốc độ bơm tăng và van đầu ra không đổi.
5. Chênh lệch áp suất không tăng khi tốc độ bơm tăng lên 1000 vòng/phút trong quá trình khởi động.
6. Nghe thấy tiếng kêu cót két từ thân máy bơm hoặc rung động đáng kể tại chỗ.
7. Nên tháo rời và vệ sinh bộ lọc đầu vào của máy bơm khoảng một tuần sau lần vận hành đầu tiên.
8. Vòng bi động cơ phải được bôi trơn thường xuyên theo đúng model động cơ, sử dụng cùng loại chất bôi trơn và không được phép trộn lẫn các loại chất bôi trơn khác nhau.
9. Nên thực hiện quay thủ công trước mỗi lần khởi động máy bơm để đảm bảo quay trơn tru mà không bị kẹt.
10. Nếu cánh quạt quay và áp suất phía sau máy bơm là 0 hoặc nếu máy bơm được sửa chữa, cần phải làm nóng lại và xả sạch thân máy bơm và đường ống, đồng thời điểm sương phải được đo dưới -65 độ trước khi khởi động.
Phần kết luận
Bài viết này tóm tắt những kinh nghiệm liên quan đến thiết kế, lắp đặt, vận hành và vận hành máy bơm chất lỏng đông lạnh. Với tư cách là nhóm kỹ thuật củaCông ty TNHH Thiết bị khí và chất lỏng Zoiun, chúng tôi cam kết cung cấp thiết bị bơm chất lỏng đông lạnh hiệu quả và ổn định cho khách hàng và liên tục tích lũy kinh nghiệm trong các ứng dụng thực tế. Chúng tôi hy vọng những khuyến nghị này có thể giúp các kỹ sư và nhân viên kỹ thuật cải thiện hiệu quả và độ ổn định của bơm chất lỏng đông lạnh. Việc tuân thủ nghiêm ngặt các chi tiết kỹ thuật và thông số kỹ thuật trong kỹ thuật thực tế sẽ có tác động đáng kể đến hoạt động và hiệu suất lâu dài của thiết bị.
