1. Cas
Dans une entreprise pétrochimique, un dispositif de craquage du méthanol et de production d'hydrogène utilise des matières premières allant de la pompe d'alimentation en méthanol P-3307A / B à la pompe d'alimentation du dispositif. Les paramètres techniques de la pompe d'alimentation en méthanol sont les suivants:
Caractéristiques du méthanol: le méthanol est un composé organique d'une densité de 0,791 g / mL et d'un point d'ébullition de 64,7 ° C. Le méthanol est très volatil, incolore, inflammable, explosif et toxique. Boire 5 à 10 ml par erreur peut provoquer la cécité des deux yeux. Boire en grande quantité peut entraîner la mort. La classification et le marquage des produits chimiques dangereux couramment utilisés (GB13690-92) classent la substance en tant que liquide inflammable à point d'éclair dans la classe 3.2.
2. Caractéristiques structurelles et caractéristiques des joints d'arbre de chaque pompe
1. Vue d'ensemble de la garniture mécanique
La garniture mécanique (également connue sous le nom de joint d'extrémité) est un dispositif d'étanchéité utilisé pour résoudre le problème entre l'arbre rotatif et le corps. Il est composé d'au moins une paire de faces d'extrémité perpendiculaires à l'axe de rotation, ce qui contribue à l'étanchéité de la pression du fluide et de la force élastique du mécanisme de compensation. Dans le cadre de la coopération, il reste en forme et coulisse relativement pour former un dispositif pour empêcher les fuites de fluide, qui est souvent utilisé dans les machines à fluide rotatives telles que les pompes et les compresseurs. Les composants de base de la garniture mécanique sont composés d'une bague mobile, d'une bague statique, d'un presse-étoupe, d'une bague de poussée, d'un ressort, d'une bague de positionnement, d'une bague et d'un joint auxiliaire (une bague d'étanchéité dynamique et statique, une bague bague d'étanchéité). Sa structure de contour de joint mécanique est illustrée à la Figure 2-1.
Le principe de fonctionnement de la garniture mécanique est illustré à la figure 2-2. Cela est dû à l'élément élastique (tel qu'un ressort ou un soufflet, ou un soufflet et un élément de combinaison de ressort) et à la pression du milieu d'étanchéité pour produire une force de pression appropriée sur la surface de contact (face d'extrémité) de la bague dynamique rotative et de la bague statique. , de sorte que les deux faces d'extrémité sont étroitement liées, et un film liquide très mince est maintenu entre les faces d'extrémité pour atteindre l'objectif de l'étanchéité. Cette couche de film liquide a une pression hydrodynamique et une pression statique, et joue le rôle de lubrification et d'équilibre de pression.
Les garnitures mécaniques comportent généralement quatre pièces d'étanchéité (canaux), comme le montre la figure 2-2 A, B, C, D. Le canal A est un joint dynamique dans lequel les faces d'extrémité de la bague rotative et de la bague fixe glissent l'une contre l'autre. et glissez les uns par rapport aux autres. C'est le joint principal dans le dispositif de garniture mécanique et est également la clé pour déterminer les performances et la durée de vie de la garniture mécanique. B est le joint entre la bague statique 7 et la face d'extrémité du presse-étoupe 4; C est le joint entre la bague mobile 3 et la surface de contact de l'arbre (ou manchon) 9 car il peut se déplacer axialement avec la bague de compensation et jouer un rôle d'étanchéité. Par conséquent, il est également appelé joint secondaire; D est le joint entre le presse-étoupe et la face d'extrémité du corps de pompe. Les trois endroits B, D et C sont des joints statiques, qui ne sont généralement pas faciles à fuir.
2. La structure et les caractéristiques du joint d'arbre de la pompe centrifuge à joint facial à une extrémité
Comme le montre la figure 2-3, le joint d'arbre de la pompe centrifuge à joint facial à une extrémité se compose d'une paire de faces d'extrémité de joint à paire de friction. Il n'y a qu'un joint en une seule étape. En général, il existe un système de rinçage automatique et il n'y a pas d'alimentation externe en liquide pour rincer le système de refroidissement. En cas de fuite, le fluide de la pompe fuit directement dans l'environnement, ce qui est principalement adapté aux occasions de support général. Lorsqu'il est utilisé avec d'autres joints auxiliaires, il peut être utilisé dans des occasions avec des particules en suspension, à haute température et haute pression.
3. Caractéristiques de la structure et du joint d'arbre de la pompe centrifuge scellée à double extrémité
Comme le montre la figure 2-4, le joint d'arbre de la pompe centrifuge à joint facial à double extrémité est composé de deux paires de faces d'extrémité de joint de paire de friction (paire de friction annulaire dynamique et statique 1, paire de friction annulaire dynamique et statique 2) nécessite un système de liquide d'étanchéité externe avec un collecteur de liquide de fuite. Double joint avec dispositif d'alarme de fuite. Le premier niveau est la garniture mécanique intérieure, qui est lubrifiée et rincée par le fluide de traitement du corps de pompe; le premier niveau est la garniture mécanique extérieure, qui est refroidie et rincée par le système d'alimentation en liquide externe. Le joint facial à double extrémité a un joint en deux étapes. Lorsque la garniture mécanique intérieure fuit, elle fuit d'abord dans le réservoir sous pression du système de rinçage et de refroidissement de la garniture mécanique extérieure sans fuir directement dans l'environnement pour assurer une sécurité préliminaire. Ce n'est que lorsque les joints mécaniques internes et externes fuient que le milieu du corps de la pompe fuit dans l'environnement, adapté à une forte corrosion, à un milieu à haute température, à un milieu gazeux, inflammable et explosif, volatil, à faible viscosité, et à vide poussé, etc.
4. Caractéristiques de la structure et du joint d'arbre de la pompe en conserve
(1) Principe de fonctionnement et structure de la pompe en conserve
Comme le montre la figure 2-5, la pompe en boîte est une pompe non scellée. La pompe et le moteur d'entraînement sont scellés dans un récipient sous pression rempli du fluide pompé. Cette cuve sous pression est uniquement étanche statiquement et est fournie par un jeu de fils. Faites pivoter le champ magnétique et entraînez le rotor. Cette structure élimine le dispositif d'étanchéité d'arbre rotatif de la pompe centrifuge traditionnelle, de sorte qu'elle peut être complètement étanche.
La pompe en conserve appartient à une forme spéciale de pompe centrifuge, qui est principalement composée d'un corps de pompe, d'une roue, d'un stator, d'un rotor, de roulements de guidage avant et arrière, d'un manchon d'arbre et d'une plaque de poussée. Le moteur et la pompe sont intégrés dans un seul corps. La surface du stator et du rotor sont respectivement encapsulées avec des matériaux à parois minces non magnétiques et séparées du milieu de traitement. Le rotor est supporté par les paliers de guidage avant et arrière et immergé dans le fluide transporté. L'extrémité de l'arbre du rotor est équipée d'une roue, formant une structure sans joint d'arbre pour atteindre l'objectif d'un transport sans fuite.
1. Corps de pompe 2. Roue 3. Roulement de guidage avant 4. Stator 5. Rotor 6. Arbre 7. Roulement de guidage arrière 8. Disque de poussée 9. Contrôleur de roulement
(2) Caractéristiques du joint d'arbre de la pompe en boîte
À partir du principe de la pompe en boîte et de la structure de la pompe en boîte (Figure 2-5), nous pouvons voir que la pompe en boîte n'a pas de dispositif d'étanchéité d'arbre rotatif, c'est-à-dire qu'il n'y a pas de joint dynamique, seulement un joint statique. Par conséquent, lorsque le point d'étanchéité statique est intact et qu'il n'y a pas de fuite, la pompe en conserve peut répondre à l'exigence de l'absence de fuite.
3. Comparaison de la sécurité et de l’économie
(1) Explication de la perspective de comparaison de sécurité
L'évaluation de la sécurité d'un appareil est un problème d'un système complet, qui comprend la fiabilité de la qualité de l'appareil lui-même et l'intégrité de l'appareil, ainsi que l'impact de l'environnement et du comportement humain sur la sécurité de l'appareil. Étant donné que cet article se concentre sur la sécurité des pompes centrifuges scellées à une extrémité, des pompes centrifuges scellées à double extrémité et des pompes en conserve lors du transport de matières dangereuses, l'évaluation de la sécurité de ces trois pompes se concentre sur l'angle de risque causé par une fuite de pompe. La comparaison de sécurité actuelle est uniquement basée sur la structure de la pompe et les caractéristiques de la garniture d'étanchéité d'arbre. Lorsque la défaillance du joint d'arbre se produit, le fluide s'écoule dans l'environnement, ce qui peut être considéré en termes de santé personnelle, de protection de l'environnement et de sécurité.
(2) Le risque de sécurité de fuite de la pompe à méthanol
On peut voir à partir de ce cas que le milieu véhiculé par la pompe de refoulement est du méthanol, qui est très volatil, incolore, inflammable, explosif et toxique. Inflammable, sa vapeur et son air peuvent former des mélanges explosifs. En cas d'incendie, une chaleur élevée peut provoquer une combustion et une explosion. Contact avec un oxydant pour provoquer une réaction chimique ou provoquer une combustion. Dans une scène d'incendie, les conteneurs chauffés sont en danger d'explosion. Il peut se propager à un endroit relativement éloigné de la place inférieure, et cela provoquera un flashback en cas d'incendie. La combustion décompose le monoxyde de carbone, le dioxyde de carbone et l'eau. Très toxique.
(3) Comparaison de sécurité du transport de méthanol de matières dangereuses par pompe à convoyeur
Selon les risques potentiels pour la sécurité des matières dangereuses au méthanol transportées par les pompes à méthanol, analyse des caractéristiques structurelles de la pompe et des caractéristiques des joints d'arbre, des pompes centrifuges scellées à une extrémité, des pompes centrifuges scellées à double extrémité et des pompes blindées lors du transport de matières dangereuses au méthanol:
①La pompe de couverture peut répondre à l'exigence de l'absence de fuite, c'est donc la plus sûre.
②Le joint à deux étages de la pompe centrifuge à joint facial à double extrémité, lorsque le joint mécanique intérieur fuit, il fuit d'abord dans le réservoir sous pression du système de refroidissement de rinçage de la garniture mécanique extérieure, mais pas directement dans l'environnement, pour assurer une sécurité préliminaire , tellement plus sûr.
③La pompe centrifuge à joint facial simple n'a qu'un joint à un étage. Lorsque la garniture mécanique fuit, le fluide de la pompe fuit directement dans l'environnement, la sécurité est donc générale.
(4) Comparaison économique
À des fins de comparaison économique, le coût d'investissement des pompes centrifuges à joint facial simple et des pompes centrifuges à joint facial double est légèrement inférieur, mais l'équipement plus récent a un taux de défaillance élevé et nécessite plus d'entretien et de réparations; alors que les pompes blindées nécessitent une technologie de processus de fabrication élevée, le coût d'investissement initial est élevé, généralement 2 à 4 fois celui des pompes centrifuges domestiques, mais l'entretien ultérieur de l'équipement sera relativement faible. Gardez à l'esprit les statistiques connexes, le coût de maintenance des pompes centrifuges scellées à face simple et des pompes centrifuges scellées à face double est environ le double de celui des pompes en boîte.
En résumé, la sécurité et l'économie des pompes centrifuges scellées à simple face, des pompes centrifuges scellées à double face et des pompes en conserve lors du transport de matières dangereuses au méthanol sont présentées dans le tableau 3-1 ci-dessous:
Dans les installations pétrolières et chimiques, les exigences relatives aux pompes doivent répondre aux exigences relatives aux caractéristiques du fluide. Les caractéristiques du fluide de transport, les caractéristiques de l'environnement de travail, les exigences en matière de sécurité et de protection de l'environnement et le coût économique doivent être pleinement pris en compte. La sécurité d'abord, l'économie d'abord. En général, le joint de face à une seule extrémité est préféré, car le joint de face à une seule extrémité a une structure simple, facile à utiliser et à bas prix. Mais dans les occasions spéciales suivantes, nous devons choisir strictement en fonction des exigences:
(1) Pour les pompes qui transportent des fluides inflammables, explosifs et volatils à basse température (gaz de pétrole liquéfié, etc.), des fluides toxiques ou coûteux, des joints d'arbre fiables ou des pompes anti-fuites sont nécessaires. La priorité doit être donnée aux pompes sans fuite, telles que les pompes en boîte, les pompes magnétiques ou les doubles garnitures mécaniques avec collecteurs de fluide de fuite et dispositifs d'alarme de fuite.
Par conséquent, dans ce cas, le milieu de méthanol transporté par la pompe à matières premières pompe de livraison de méthanol de l'unité de production d'hydrogène de craquage du méthanol est un milieu inflammable, explosif, volatil, toxique et dangereux, et la sécurité doit être prioritaire et des considérations économiques, tandis que le Le méthanol moyen transporté est une substance très propre, qui convient parfaitement aux exigences de la pompe moyenne de la pompe de protection. De cette manière, le taux de défaillance de la pompe dans la période ultérieure est moindre, le coût de maintenance sera beaucoup plus faible, un pour une utilisation, et l'investissement global en équipement n'est pas très élevé. Par conséquent, lors du transport de fluides inflammables, explosifs, volatils, toxiques et dangereux tels que le méthanol, la pompe blindée est la meilleure solution.
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