مضخات عملية مغناطيسية إلى أقصى الحدود
من أحواض السمك إلى الأحماض ، ومن الأمينات إلى الأمونيا ، ومن مسرعات الجسيمات الذرية إلى الزيلين ، يمكن العثور على مضخات العملية المغناطيسية في الظروف القاسية. تستكشف هذه المقالة الخصائص الأساسية لمضخات محرك ماج (سبيكة وغير معدنية) والأنظمة المصاحبة لها.
تطورت المضخات المغناطيسية بشكل كبير من تباديلها المبكر في أحواض السمك التي تحمي سنتروبيج يتألق المكلفة (انجيلينت الملائكة ). اليوم ، تتفوق المضخات المقترنة مغناطيسيًا (محرك ماج) في الخدمة الحمضية كبديل لمكونات الختم الميكانيكية المعدنية التي تميل إلى التآكل. تعد محركات الأقراص المغناطيسية API مثالية لخدمات الأمينات والهيدروكربونات داخل المصافي ، ويمكن لمضخات الدفع السحري ذات السبائك الشاقة أن تضخ بأمان الأمونيا السائلة الخطرة. يحتوي المصادم الفائق للجسيمات الذرية الذي تبلغ تكلفته 9 مليارات دولار في سيرن (المركز الأوروبي للأبحاث النووية) في جنيف ، سويسرا على نفق مبرد يعمل بالقرب من الصفر المطلق عند 2 كلفن (-271.15 درجة مئوية أو -456 درجة فهرنهايت) يتضمن مضخات مصقولة من سبائك مقترنة مغناطيسيًا .
هذه بعض الأمثلة داخل"قائمة"من السموم السائلة. تقريبًا ، يمكن ضخ جميع المواد الكيميائية السامة المدرجة في قائمة وكالة حماية البيئة (وكالة حماية البيئة ) للمواد الكيميائية الخاضعة للتنظيم (TRI ) (مخزون الإطلاق السام) بأمان عند مستويات تفريغ صفرية بمضخات من السبائك أو غير المعدنية المقترنة مغناطيسيًا ، اعتمادًا على ملاءمة مواد المضخة المبللة.
كما توضح هذه الأمثلة ، فإن مضخات الدفع المغناطيسي هي نوع مضخة متعدد الاستخدامات. إنها تتميز بوصلات مغناطيسية صفرية الانبعاثات ، ونهايات هيدروليكية مستقلة ووصلات مغناطيسية منفصلة بالقرب من HP
وعزم الدوران. تتوافق المحركات المستقلة لمضخات الدفع المغناطيسي مع متطلبات المصنع.
تصميم ماج -يقود والمعايير
خصائص تصميم ISO -2858
تصميمات مضخة العملية المغناطيسية تتبع عن كثب معايير تصميم ISO -2858. تصميم ISO هو في الأساس مضخة DIN مجهزة بحواف ANSI . تشمل المزايا التقنية لمضخات ISO دفاعات مغلقة بالكامل تقلل من أحمال الدفع المحورية وتوفر تصاريح تشغيل آمنة حتى في ظل ظروف درجات الحرارة القصوى. الثبات الهيدروليكي المحسن بسرعات منخفضة لمضخات ISO يلتزم بـ"5-7 قاعدة السرعة"(على سبيل المثال ، شفط 5 إطارات في الثانية وتفريغ 7 إطارات في الثانية) ، خاصة عند 3500 دورة في الدقيقة.
تلبي قيم NSS (السرعة المحددة للشفط الصافي) متطلبات العمليات والمصافي الحرجة. تسمح تفاوتات التصميم الخاصة بالتدفق والرأس والكفاءة والأبعاد بالتبادل المباشر بين الشركات المصنعة لـ ISO . تضمن التغطية الهيدروليكية الشاملة ISO الكفاءات المثلى مع العديد من أحجام المضخات الوسيطة ، بما في ذلك الدفاعات الاسمية 5 بوصات و 6 بوصات و 8 بوصات ، حتى في الطرز الأكبر.
معايير API للقدم والمضخة المركزية
API -610 10th إد . تسمح المواصفات بالتصميمات المثبتة على القدم التي توفر قابلية تبديل للأبعاد أقل من 300 درجة فهرنهايت (150 درجة مئوية). يوصى باستخدام المضخات المثبتة في خط الوسط لدرجات الحرارة المرتفعة في مضخات الطرد المركزي التقليدية. ومع ذلك ، فإن نفاذ مانع التسرب الميكانيكي لا يمثل مشكلة لمضخات الدفع المغناطيسي. يمكن لمضخات الدفع المغناطيسي المقربة التعامل مع ما يصل إلى 500 درجة فهرنهايت ، وتجنب مشكلات إطار الطاقة ومحاذاة أداة التوصيل.
تستدعي مواصفات المضخة غير المانعة للتسرب API -685 تركيب خط الوسط ولكنها كانت مخصصة للضغط العالي الشديد والخدمات الخطرة.
يمكن بناء مضخات عملية التوربينات ذات السبائك الأحادية ومتعددة المراحل وفقًا لمواصفات API
-610 الإصدار العاشر أو API
-685 لمتطلبات التدفق المنخفض / الرأس المرتفع.
مواصفات محرك سبائك ماج (الطرد المركزي والتوربينات)
تطبيقات سبائك ماج محرك
مصادر الحث الحراري لمضخة بدون ختم سبائك
يحدد الجدول 1 مصادر الحث الحراري للمضخة لمضخات السبائك غير المانعة للتسرب. تنخفض خسائر تيار إيدي لكل من سبائك ماج -يقود (الأغلفة الخلفية) ومضخات المحرك المعلبة (قذائف العزل) بمقدار مربع السرعة (أي أن مضخات 1750 دورة في الدقيقة لها 25 بالمائة من الخسائر المتولدة عند 3500 دورة في الدقيقة). يمكن أن توفر عناصر تحكم VFD عائد استثمار سريعًا لتوفير الطاقة وحدها. تكون خسائر التيار إيدي خطية للسمك الذي يحدد الضغط ودرجة الحرارة ومقاومة التآكل والكسر.
يكون تحريض حرارة المحرك الملازم لمضخات المحرك المعلبة ثابتًا بغض النظر عن السرعة ، مع وجود الحرارة المتبقية أثناء دورات الإيقاف. قد تكون هناك حاجة إلى ضوابط مساعدة ل"غلايات منخفضة"بالقرب من نقطة الوميض.
ماج درايف
محرك معلب
1) خسائر إيدي الحالية
المجال المغناطيسي الدائم
حقل كهرومغناطيسي
2) لفات المحرك الثابت
غير معروف ، (محرك خارجي)
الجزء الثابت للمحرك تينف
3) انزلاق المحرك المحرك
غير معروف ، (محرك خارجي)
دوار المضخة الداخلية
4) احتكاك جلبة داخلي
ضئيلة
ضئيلة
5) إعادة التدوير الداخلي
يعتمد على حجم المضخة
يعتمد على حجم المضخة
نطاقات أداء لمحركات أقراص الطرد المركزي المصنوعة من السبائك ومحركات التوربينات المغناطيسية
نطاق أداء محرك ماج ذو سبيكة طرد مركزي
- ضخ واجب مستمر في تدفقات معتدلة إلى عالية
- مناسب للسوائل شديدة الخطورة أو السامة
- تدفقات تصل إلى 8 إلى 4000 جالون في الدقيقة (من 2 إلى 1000 متر مكعب / ساعة)
- رؤوس يصل ارتفاعها إلى 3850 قدمًا (1173 مترًا)
- ضغوط النظام من الفراغ حتى 7250 رطل / بوصة مربعة (500 بار)
- درجة الحرارة من -150 درجة فهرنهايت / -100 درجة مئوية إلى + 650 درجة فهرنهايت / 343 درجة مئوية (840 درجة فهرنهايت مع مبادل حراري)
نطاق أداء محرك مغناطيسي من سبائك التوربينات
الضخ المستمر في التدفقات المنخفضة إلى المعتدلة
- مناسبة للضغط التفاضلي العالي أو النظام
- يتعامل مع ما يصل إلى 20 في المائة من الغازات المحبوسة ويقاوم قفل البخار
- تدفقات تصل إلى 45 جالونًا في الدقيقة (10 م 3 / ساعة)
- رؤوس حتى 3250 قدمًا (990 مترًا)
- ضغوط النظام من الفراغ حتى 7250 رطل / بوصة مربعة (500 بار)
- درجة الحرارة من -150 درجة فهرنهايت / -100 درجة مئوية إلى + 650 درجة فهرنهايت / 343 درجة مئوية (840 درجة فهرنهايت مع مبادل حراري)
متطلبات التدفق المنخفض لمضخات الطرد المركزي والتوربينات
الحث الحراري المنخفض التدفق والتجويف العالي للرأس
لا يمكن تجنب إعادة تدوير الحرارة الاحتكاكية لسائل العملية داخل مضخات الطرد المركزي التي تعمل تحت الحد الأدنى من التدفقات المستقرة ، بغض النظر عن موازنة الدفاعة أو تصميمات غلاف الاحتواء. يمكن أن يؤدي الحث الحراري من إعادة الدوران الداخلي إلى تجويف مرتفع للرأس من الطاقة التي يتم نقلها إلى السائل. المواد العازلة من البلاستيك الحراري أو البلاستيك الفلوري لها معدل منخفض من التوصيل الحراري.
تقييمات تدفق مضخة الطرد المركزي
تم تصميم مضخات الطرد المركزي للتدفقات المتوسطة إلى العالية مع الكفاءة المثلى في أفضل الممارسات البيئية (أفضل نقطة كفاءة). تتراوح المبادئ التوجيهية المقبولة لتطبيق مضخات الطرد المركزي من 10 في المائة إلى يمين أفضل الممارسات البيئية و 20 في المائة إلى اليسار. يتم استخدام هذا المبدأ التوجيهي لضمان الكفاءة الهيدروليكية المثلى ومنع كل من الجريان السطحي والتجويف العالي للرأس.
الارتفاع إلى الإغلاق والتحكم في التدفق
تم تصنيف المضخات التوربينية للعمل المستمر في أنظمة الرأس ذات التدفق المنخفض. الاختلافات في الرؤوس التفاضلية لها تأثير ضئيل على تدفق مضخة التوربينات بسبب الارتفاع العالي للإغلاق. تتوافق خصائص مضخة التوربينات الديناميكية مع تنظيم صمام التحكم دون تجاوز. يوصى باستخدام مصافي الشفط لمضخات التوربينات (حجم 100 شبكة) في حالة وجود جسيمات صلبة ولحطام بدء التشغيل.
مواصفات محرك ماج غير المعدنية
التطبيقات النموذجية لمحركات الأقراص المغناطيسية غير المعدنية
تشمل التطبيقات النموذجية لمضخات الدفع المغناطيسي غير المعدنية جميع المواد الكيميائية المسببة للتآكل التي ترصدها وكالة حماية البيئة ، والأحماض المسببة للتآكل (HCL ، H2SO4 ، HF ، النيتريك ، الفوسفوريك ، الخليك ، إلخ) ، المواد الكاوية (هيدروكسيد الصوديوم ، هيدروكسيد البوتاسيوم ، إلخ) ، الكلور ، هيبوكلوريت الصوديوم ، محاليل الهالوجين (الكلور ، الفلور ، البروم ، HCL الساخن) ، السوائل عالية النقاء والسوائل الثمينة.
اللدائن الفلورية واللدائن الحرارية
تعتمد معدلات نفاذ المواد غير المعدنية (اللدائن الفلورية واللدائن الحرارية) على درجة وسمك وكثافة مادة المضخة وتركيز ودرجة حرارة سائل العملية وضغط النظام. توفر مضخات الدفع المغناطيسي المزودة ببطانات بلاستيكية فلورية مقاومة كيميائية واسعة ، لكن البطانات التي يتراوح سمكها بين 0.100 بوصة و 0.125 بوصة تتطلب فحوصات الصيانة بعد اضطرابات النظام أو التجويف أو المواد الصلبة المحبوسة أو"انخفض المغناطيس"من فشل تحمل داخلي.
تتأثر الخصائص الميكانيكية لمواد المضخات غير المعدنية بدرجات الحرارة القصوى (على سبيل المثال ، قوة الشد مع درجات الحرارة العالية ، التقصف مع درجات الحرارة المنخفضة ، إلخ).
منحنيات قوة الشد
تشكيله من اللدائن الحرارية المبثوقة
تتوفر مضخات ماج -يقود في اللدائن الحرارية المبثوقة آليًا بكثافة أعلى لمقاومة النفاذية ، أو الثقب بسبب ارتفاع سمك جدار الغلاف. ومع ذلك ، يجب دعم الأنابيب المصنوعة من السبائك أو الصلب المبطنة بشكل صحيح ، وقد تكون وصلات الأنابيب المرنة مطلوبة في ظل درجات الحرارة الشديدة أو التغيرات.
اللدائن الحرارية المقولبة
يمكن مهاجمة مكونات اللدائن الحرارية المقولبة ، خاصة ص
المملوء بالزجاج المركب ، واختراقها بواسطة العديد من المواد الكيميائية المسببة للتآكل (على سبيل المثال ، المواد الكاوية ، والكلوريدات ، والفلوريدات ، والبروميدات ، وما إلى ذلك) بسبب نقش وفتل الألياف الزجاجية ، مما يؤدي إلى نفاذها. تفتقر أغلفة البلاستيك الحراري المقولبة ذات المنافذ الملولبة معاهدة عدم الانتشار
إلى الصلابة اللازمة لضمان إحكام إغلاق الفقاعات.
اضطرابات النظام والمراقبة
نفاد أو تجويف الرأس العالي
يجب تزويد مضخات الدفع المغناطيسي بأدنى وأقصى إرشادات للتدفق تشير إلى حدود التشغيل الآمن المستمر للمضخة ضمن معلمات النظام. على سبيل المثال ، يعتبر الرأس غير الكافي مصدرًا رئيسيًا لفشل مضخة الطرد المركزي بسبب ظروف النفاد وارتفاع متطلبات NPSH . يمكن أن يحدث تجويف الرأس العالي عند العمل تحت الحد الأدنى من التدفقات المستقرة.
تشغيل جاف
يمكن تجهيز المضخات الأصغر بمحامل كربونية توفر تزييتًا جوهريًا لتحمل الجفاف المتقطع. الكربون ليس عمليًا لمضخات المعالجة عالية السعة بسبب الأحمال الحاملة. يمكن أن توفر الطلاءات الماسية لكربيد السيليكون حماية محدودة حتى يتم ارتداء طلاء السطح. مراقبة التدفق أو الطاقة هي أفضل حماية لمنع الجفاف.
العنوان الميت
اعتمادًا على أنظمة دوران المحامل الداخلية ، قد يكون العنوان الميت المتقطع مقبولًا. يجب تحديد حدود التشغيل الموصى بها من قبل الشركة المصنعة اعتمادًا على ثبات سوائل العملية.
تسليم المواد الصلبة
يمكن تجهيز مضخات عملية ماج -يقود المصممة مع دوران محمل تدفق المنتج بخطط تدفق API المختلفة لإدارة الجسيمات الصلبة. مطلوب اعتبار خاص لطبيعة المواد الصلبة (على سبيل المثال ، النسبة المئوية ، والصلابة ، والحجم ، والحديدية ، والربط أو غير الملزمة ، وما إلى ذلك). يوصى عادةً بغسل أو ترشيح نظام أنابيب العملية بشكل صحيح قبل بدء التشغيل.
أنظمة المراقبة
تعد شاشات القدرة الخطية وسيلة فعالة وغير جراحية لحماية المضخة مع القدرة الفريدة على اكتشاف التجويف. قد يُفضل قياس التدفق في العمليات ذات اللزوجة المتغيرة والجاذبية النوعية ودرجات الحرارة. توفر مجسات درجة الحرارة لمضخات السبائك حماية ضد منافذ التزييت المسدودة أو تداخل المكونات الدوارة. توفر مجسات استشعار السائل ومانع التسرب في علب المحول احتواء ثانويًا.
https ://www .المضخات والأنظمة .كوم