Химический насос
Что такое химический насос?
Химический насос относится к широкой категории насосов, которые используются для перекачки, смешивания или дозирования химических веществ в системе. Химический насос может быть центробежным или объемным. Такие насосы часто используются в тех случаях, когда перекачиваемый химикат является коррозионным или абразивным, поэтому их нельзя использовать с обычными насосами. Химический насос применяется для перекачки различных промышленных жидкостей, включая серную жидкость, уксусную кислоту, серную кислоту, метан, гипохлорит натрия, сульфат натрия. Химические насосы находят применение в различных отраслях промышленности, таких как химическая, нефтехимическая и пищевая. Они также используются в высокотемпературных системах отопления и на нефтеперерабатывающих заводах.
Чтобы противостоять токсичному, коррозийному и опасному характеру химических веществ, производители химических насосов используют высокопрочные материалы в конструкции различных компонентов насоса, таких как корпус и рабочее колесо. Химический насос может приводиться в действие с помощью двигателей переменного или постоянного тока, дизельных или бензиновых двигателей, а также паровых или водяных турбин. В большинстве случаев центробежные химические насосы имеют одноступенчатую конструкцию без возможности самовсасывания. Конструкция химических насосов для специальных применений, таких как перекачивание очень горячих или холодных химических веществ, предполагает использование нагреваемого корпуса или охлаждаемых крышек корпуса. Как правило, производители химических насосов используют для изготовления смачиваемых частей насоса некоррозионные металлы или неметаллические материалы. В качестве альтернативы смачиваемые части могут быть покрыты эмалевым покрытием, стойкой резиной или пластиком. По закону производители химических насосов часто обязаны придерживаться спецификаций Американского национального института стандартов (ANSI).
ЗАПРОСИТЬ ЦЕНУ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ БОЛЕЕ ПОДРОБНОЙ ИНФОРМАЦИИ
Основные части химического насоса
Главный движитель
Первичный двигатель является основным источником энергии для химического насоса. Он обеспечивает мощность, необходимую для вращения вала и ротора насоса. В зависимости от типа химического насоса, первичный двигатель может быть двигателем переменного или постоянного тока, дизельным или бензиновым двигателем, сжатым воздухом, паровой турбиной и т.д.
Корпус насоса
В корпусе насоса размещается рабочее колесо или рабочие органы насоса. Основная функция корпуса насоса - герметизация внутренних частей насоса от внешней среды, сохранение давления и предотвращение утечек.
Рабочее колесо или детали рабочего колеса
Центробежные химические насосы используют рабочее колесо для передачи кинетической энергии и ускорения перекачиваемого химического вещества. Насосы объемного типа оснащены компонентами перемещения, такими как лопасти, шестерни или лопасти, для придания кинетической энергии перекачиваемому химикату, в то время как химические насосы возвратно-поступательного типа используют возвратно-поступательное движение мембраны, поршня или плунжера для достижения той же функции. Химический насос оснащен вспомогательным рабочим колесом, которое не пропускает перекачиваемое химическое вещество через вал во время работы.
Вал
Валы насосов передают механический крутящий момент на рабочее колесо центробежного химического насоса или на вытесняющие элементы роторных объемных насосов. Вал насоса может сам быть основным приводом или соединяться с приводным валом через муфту. Если вал насоса должен проходить через корпус, он обычно оснащается уплотнениями вала для предотвращения утечки химического вещества во время работы и когда насос не работает. Уплотнения вала включают одинарные и двойные механические уплотнения. Вал химического насоса также содержит вспомогательные уплотнения для эффективного предотвращения утечки химиката во время остановки насоса.
Всасывающая труба
Всасывающая труба используется для подачи химикатов из резервуара для химикатов в корпус насоса. Она соединяет входные отверстия насоса с резервуаром для химикатов.
Подающая труба
Нагнетательная труба используется для нагнетания/впрыскивания химикатов в нужное место. Она соединяет выход насоса с резервуаром, в который подается химикат.
Система управления
В зависимости от области применения химический насос может быть оснащен системой управления для повышения точности работы насоса. Система управления включает и выключает насос в заданное время. Система управления может быть простым устройством, таким как переключатель управления, или сложной программой, такой как система диспетчерского управления и сбора данных (SCADA). Система управления обычно используется в химических дозирующих насосах и мембранных насосах.
Как работает химический насос?
Как уже говорилось ранее, химические насосы разнообразны, и каждый тип имеет свой механизм работы. Поэтому в данном разделе мы рассмотрим принцип работы Химический центробежный насос. Химический центробежный насос работает за счет передачи энергии вращения от рабочего колеса к перекачиваемому химическому веществу. Энергия вращения крыльчатки поступает от двигателя переменного или постоянного тока. При вращении крыльчатки внутри корпуса насоса создается вакуум, и химическое вещество втягивается в отверстие крыльчатки. Когда химическое вещество проходит через крыльчатку, ему придается кинетическая энергия, и оно с большой скоростью ускоряется радиально наружу, в волютную камеру. В камере спирали кинетическая энергия химиката преобразуется в напор, и химикат направляется в подающую трубу для перемещения в нужное место.
Типы химических насосов
Производители химических насосов предлагают различные типы химических насосов, которые позволяют безопасно и эффективно распределять химические вещества в различных ситуациях. Как правило, химические насосы можно разделить на центробежные и объемные. Выбор наиболее подходящего типа для любого применения зависит от конкретных требований, предъявляемых к нему.
Центробежный химический насос
Этот тип химических насосов перекачивает жидкость за счет создания вакуума с помощью вращающегося рабочего колеса. Сила вращения крыльчатки создается за счет взаимодействия электромагнитных полей обмоток ротора и вторичного электромагнитного поля обмоток статора. При вращении крыльчатки создается вакуум, и герметичная камера заполняется химикатами. Высокая скорость, придаваемая химикатам этим насосом, делает его высокоэффективным при перекачке опасных и коррозионных химикатов.
Насос с магнитным приводом
В химическом насосе этого типа для вращения рабочего колеса используется вращающийся магнитный контур. В насосе с магнитным приводом рабочее колесо и перекачиваемая жидкость находятся в герметичном корпусе. Принцип работы такого насоса основан на притяжении между внутренними и внешними магнитами насосов, которые вызывают вращение вала двигателя и рабочего колеса насоса. Центробежные силы, действующие на крыльчатку насоса, обеспечивают перемещение химических веществ внутри системы. Большая часть химикатов попадает в защитную оболочку, где они разделяются в радиальном направлении и протекают через кольцевое пространство между внутренним магнитным кольцом и трубой защитной оболочки. Затем поток возвращается в обсадную трубу, где происходит его циркуляция, падение давления и повышение температуры. Насос с магнитным приводом наиболее подходит для перекачки коррозионных и агрессивных химических веществ.
Рис.: Схема насоса с магнитным приводом (иллюстрация: michael-smith-engineers.co.uk)
Насос с магнитным приводом исключает необходимость уплотнения вала, поскольку привод двигателя и привод насоса соединены магнитной связью, что означает отсутствие прямого или косвенного пути, через который могут просочиться химические вещества. Поэтому такие насосы подходят для перекачки высокоагрессивных химикатов или вредных продуктов, утечка которых в окружающую среду запрещена. Типичные области применения включают разгрузку цистерн, подачу в реакторы и химические процессы периодического действия.
Химический дозирующий насос
Химический дозирующий насос, также известный как химический дозирующий насос, - это объемный насос, который используется для нагнетания химических или других веществ в поток воды, газа или пара. Дозирующий насос всасывает отмеренное количество химического вещества в свою камеру и нагнетает его в резервуар или трубу, содержащую жидкость, в которую необходимо ввести химическое вещество. Насос этого типа получает энергию от электродвигателя или пневматического привода. Он также оснащен блоком управления для включения или выключения насоса и регулирования расхода химического вещества. Химические насосы такого типа обычно имеют очень малые размеры, но способны обеспечить точный расход химикатов. Они являются основными частями интегрированной системы дозирования, которая используется для автоматического удаления химикатов. Они широко используются в различных отраслях промышленности, включая пищевую, очистку сточных вод и многие другие.
Рис. Дозирующий насос для очистки воды (иллюстрация: minimaxpumps.com)
Бочка или бочковой насос
Этот тип химических насосов используется для безопасного перемещения химических веществ и кислот из таких емкостей, как бочки и барабаны. Обычно он устанавливается в верхнем отверстии бочки или барабана. Бочковой насос подходит для перекачки небольших объемов. Например, для безопасного и эффективного перемещения 100 или 200 литров химикатов и реагентов. Бочковой насос состоит из 3 основных компонентов: насосной части, погружной трубки и насосной секции.
Двухдиафрагменный насос с пневматическим приводом
Этот тип химического насоса содержит две поршневые мембраны, вал и камеру для жидкости. Он относится к типу поршневых объемных насосов. Две гибкие мембраны соединены валом в центральной части, где расположен клапан. Во время работы силовой агрегат насоса заставляет гибкие мембраны деформироваться, в результате чего изменяется объем жидкой камеры и происходит всасывание и выталкивание химических веществ через насос. В этом насосе возникновение обратного потока предотвращается с помощью нагнетательного обратного клапана. Этот тип химических насосов не требует уплотнения или смазки. Поэтому они подходят для применения в тех случаях, когда химический поток должен сохранять высокую степень чистоты соединения. Двухдиафрагменный насос с воздушным приводом также известен как мембранный или диафрагменный насос. Они также являются самовсасывающими и подходят для вязких жидкостей. Эти насосы обычно используются для перекачки абразивных жидкостей, включая кислоту и химикаты.
Лопастной насос
Лопастной насос - это роторный объемный насос, работа которого основана на встречном вращении лопастей в корпусе насоса. Принцип работы лопастных насосов во многом схож с принципом работы насосов с внешним зацеплением. Единственное отличие заключается в том, что лопасти не соприкасаются во время вращения, поскольку приводятся в движение внешними шестернями, размещенными в коробке передач. Когда лопасти выходят из зацепления, они создают расширяющийся объем на входе в насос. Химический поток попадает в полость, где задерживается лопастями и переносится по кольцевому пространству между лопастями и корпусом. Когда лопасти снова входят в зацепление, они выталкивают химикат через выходное отверстие под высоким давлением. Производители химических насосов рекомендуют эти насосы для работы с химическими веществами низкой вязкости, поскольку лопасти не соприкасаются, а их зазор значительно больше по сравнению с зазором других объемных насосов.
Рисунок: Работа лопастного насоса (иллюстрация: learnmech.com)
Преимущества химического насоса
- высокая коррозионная стойкость, поэтому подходит для работы с опасными и высокоагрессивными веществами
- Длительный срок службы
- высокая энергоэффективность
- низкая стоимость текущего обслуживания
- Разнообразие размеров и областей применения. Поставляются в широком ассортименте размеров и типов для решения различных задач. Они обеспечивают возможность перемещения жидкости различными способами
- высокая надёжность
- долговечность - химические насосы более долговечны, чем обычные насосы
- Химические насосы объемного типа, такие как мембранные насосы, могут перемещать химические вещества с более высокой вязкостью
Недостатки химического насоса
- Дорогой
- высокая первоначальная стоимость установки
- Химические насосы объемного типа сложны и трудны в обслуживании
- Работа насоса может быть шумной и вибрационной
- Центробежный химический насос не обладает способностью самовсасывания
- Центробежный химический насос не может работать на высокой скорости
Недостатки центробежного насоса
Центробежный насос не лишен недостатков, и ниже перечислены некоторые из них.
- Насос может перегреться
- Может страдать от потери энергии из-за магнитной связи
- Интенсивная нагрузка может вывести насос из строя
- Насос подвержен ржавчине, что может привести к его повреждению.
Применение химических насосов
Химические насосы имеют разнообразное применение не только в химической, но и в нехимической промышленности. В нехимической промышленности насос применяется в следующих областях:
- В плавательном бассейне - химический насос используется для добавления хлора на требуемом уровне
- На электростанциях - химические насосы используются для закачки необходимых химикатов в определенные моменты процесса производства электроэнергии
- В HVAC - химический насос используется для проверки или заправки фреона или других химических веществ, необходимых для процесса.
Другие отрасли, где используются химические насосы, включают в себя:
- Водоочистные сооружения
- Опрыскивание с воздуха
- Сельское хозяйство
- Обработка шлама
- Биотопливо
- Ядерный
- Нефть и газ для перекачки сырой нефти, шлама и т.д.
- Строительство
- Пищевая промышленность
- Горная промышленность
- Фармацевтика
- Целлюлозно-бумажная промышленность
- Канализация
Поиск и устранение неисправностей химического дозирующего насоса
Неисправность насоса
- Утечка на стороне всасывания насоса
- низкий уровень всасывания
- разрыв диафрагмы
- Изношенные уплотнения в седлах клапанов
- Треснувшая головка насоса
- В головке насоса содержится воздух
- Неисправность в проводке и электронной плате управления
Потеря остатков химикатов
- контейнер для раствора сухой
- масштабирование в месте доставки
- очень низкая настройка насоса
Избыток химических веществ
- использование очень насыщенного химиката в контейнере
- химическое сифонирование в магистраль
- очень высокая настройка насоса
Насос отказывается заправляться или теряет заправку
- засоренный обратный клапан
- Неправильное уплотнение обратного клапана
- Избыточное давление на нагнетании
- Слишком большой подъем всасывания
Резюме
В этой статье рассказывается о химическом насосе, типах химических насосов и механизме их работы. В статье также освещается общее применение химических насосов не только в химической промышленности, но и в других отраслях, а также их преимущества и недостатки. Химический насос - это широкая категория насосов, используемых в промышленности для перекачки, смешивания или дозирования химических веществ в системе.
Производители химических насосов подразделяют их на две большие категории: центробежные и объемные химические насосы. Центробежные химические насосы перекачивают химическое вещество, преобразуя энергию вращения ротора, приводимого в движение двигателем и называемого рабочим колесом, в кинетическую энергию и энергию давления химического вещества. С другой стороны, объемные насосы преобразуют энергию компонентов перемещения, таких как мембрана, поршень, лопасти, в энергию давления химического вещества для перемещения химического вещества через систему. К типам объемных химических насосов относятся лопастные химические насосы, химические дозирующие насосы и двухдиафрагменные насосы с воздушным приводом. По словам производителей химических насосов, каждый тип химического насоса имеет свои характеристики, которые делают его более подходящим для конкретного применения по сравнению с другими насосами. Например, центробежный химический насос подходит для химических веществ с низкой вязкостью, в то время как объемный химический насос лучше всего подходит для химических веществ с высокой вязкостью, где требуется много энергии для процесса перекачки. Основные отрасли, в которых используются химические насосы, включают нефтегазовую, фармацевтическую, шламовую, пищевую, атомную энергетику и биотопливо.
К преимуществам химических насосов относятся высокая коррозионная стойкость, долговечность, универсальность по размерам и применению. Однако химические насосы имеют и ряд недостатков, включая высокую первоначальную стоимость установки и обслуживания, шумную и вибрационную работу, объемные насосы имеют сложную конструкцию и поэтому сложны в обслуживании. Кроме того, центробежный химический насос требует первоначальной ручной заправки и не может работать на высокой скорости.