轻松地使用流程泵

作者:Hans-Jürgen Bittermann 文章来源:PROCESS《流程工业》 点击数:23 发布时间:2017-04-14
为什么智能泵还要求流程工艺规划设计人员和操作者掌握专业技术方面的知识?
轻松地使用流程泵

“News to Use”,专业媒体突出强调了新产品和它们的特性,这就是它们的核心DNA。在PROCESS杂志社举办的“2016年度流程泵技术论坛”中也展示了一些全新的流程泵,但主要是一些“Experience to Use”的流程泵,以便用户继续使用他们已安装流程泵的使用经验。而最令人感兴趣的是对这一问题的答复:为什么流程泵不能工作了?

谁要使用流程泵谁就要难得糊涂,泵所有的材料每年磨蚀0.1 mm时被视为“耐化学腐蚀”的。一个滑动密封圈绝非是密封的,每小时的泄露量为1g属于正常的。谁要认为密封填料真的是被结实地填进去、密封牢,谁不久就会看到这台泵彻底失效。一台“适合于”CIP原位清洁/SIP原位消毒的流程泵完成清理消毒之后早已不是达到了“卫生级的干净”。还有就是那些“自吸式”的流程泵在启动之前也要向泵内灌入液体。

2016年度流程泵技术论坛掠影:精彩产品展示和有桌上足球在内的互动娱乐

在流程泵技术论坛地报告和讨论中,尽是一些培训有素的流程泵操作者。但实际情况却完全相反,凡是使用流程泵的企业,流程泵操作者的人数都在减少。这不是一个好的发展苗头,选择合适的流程泵需要深厚的流程泵专业知识和经验,而被输送介质也和输送条件一样,有着值得注意的最高优先性。Eberhard Schlücker博士(Erlangen-Nürnberg大学流程机械和设备技术系教授,此次流程泵论坛的主持人)在他的开幕词中说道:“被输送介质的构成越复杂,流程泵的选择和配置就越困难!”这时要注意的是,泵是在什么系统中工作的,“若流程泵系统与被输送介质不匹配,或者会产生相互影响,那您就等着麻烦来找您吧!”

Schlücker先生明确地说道,“始终有一些耐磨的低合金材料 ,但它们几乎从未得到应用。”,磨损只能是减少磨损,绝不可能避免磨损。在这一认识的基础上,流程泵技术领域有着自己特有的经营模式,专业的技术服务商年复一年地修理约4 000台流程泵。Stefan Leuchternberger先生在他的报告中介绍了如何避免昂贵的流程泵维修成本和停产损失,大概不会对他的经营带来明显的损失。

像以前一样,使用流程泵时最常出现的错误是:失油干运行和“在合适的液体中运行”(这是非常危险的,因为很高的温度会使液体介质蒸发)。Leuchternberger先生给出的建议是:在压力管道中使用能够控制流程泵停止运行的IDM感应式流量检测仪。“最佳解决方案就是使用通过变频器调节流量的IDM流量检测仪,它对流程泵配置的偏差也很宽容。”在流程泵使用密封填料时,填料密封盖拧得过紧也被视为一种典型的流程泵配置错误。

他注意到,尽管今天已经有许多成熟的流程泵监控技术方案了,但大型化工企业中流程泵的损毁现象并没有下降。这也是因为企业内部的专业人员数量在不断减少,流程泵生产厂家常常用电子技术来替代人员的专业技术。他的结论是:“要想减少流程泵的损坏,高素质的人员是必不可少的!”立即开设一个新的职业培训工种“流程泵维修工”。虽然Leuchtenberger先生是一家技术服务企业的员工,但他坚信,每一个流程泵用户都应有足够的流程泵专业技术知识和使用经验。但遗憾的是,从老一辈向年轻一代传授流程泵技术诀窍的事情越来越少了。他建议分析薄弱环节,以便“找出和消灭漏洞!”最后,他坚信:“听、看、感觉,始终比智能手机上的应用软件更有价值!”

Grundfos公司的Rainer Schmitz先生认为要区别对待,他的报告介绍了现代化流程泵“智能化连接”的机遇和前景。他估计没有传感器和没有通信可能性的流程泵系统将会迅速明显地失去市场。他认为流程泵的一个重要任务就是有目的地使用多种多样的流程泵数据,“用户不使用的数字化是没用的!”Schmitz先生坚持认为,云不仅是一个数据存储空间,而且也是数据分析的工具。他所领导的团队目前正在为一家OEM生产厂开发模块化的云技术解决方案。尽管进展令人兴奋,但Schmitz先生仍然非常冷静,数字化世界不是一蹴而就的,必须符合实际要求,在数字化问题上首先要设计并树立起一个样板项目。他建议尽快地开始,“在数字化时不要忘记用户的管理层和决策层,用户在招标书中写的东西半年就可能成为废纸!”因此您的数字化方案要非常灵活。

迎接辅助型挑战任务

拜耳公司的Manfred Thamm先生的报告介绍了制药工业领域中的流程泵还要迎接一些辅助挑战任务,为了保证药品生产工艺流程的可靠性,对药品生产设备和仪器仪表的卫生性能和可清洁性能给予了最高地关注。这理所当然地也适用于流程泵的设计,包括正确的材料选择和安装位置等,另外制药设备输送性能和功率的要求也是非常重要的。对流程泵来讲,卫生设计意味着要考虑到避免泵腔内的卫生死角,不可见区域地冲洗,内圆弧半径应大于3 mm,原则上避免使用螺钉等。经常容易误解的是,“当一种泵声称具有CIP和SIP能力时并不意味着它按照CIP原理清洁后就是干净的,相反只是说明该泵不用拆卸下来就可以在流程设备内部完成清洁。”在完成CIP原位清洁之后的清洁程度还要单独检验。

“提前失效的流程泵都是选择不当、维修不当、安装不当的流程泵,也肯定没有合乎规范地使用运行。” Thamm先生清楚地说道。在流程泵启动之前,向泵内灌入液体是非常重要的。“工作运行期间失效的流程泵大多数都是因被输送介质地改变或者流程泵工作参数地改变而失效的。” Thamm先生说,他的看法是流程设备操作者必须掌握流程泵工作运行的基本知识,“他们应该知道什么能够导致流程泵失效。”

Netzsch公司的Robert Kurz先生对回转式容积泵的表现非常满意,“在输送粘稠性介质时,偏心式或回转活塞式的容积泵都能胜任这样的输送任务。”这不仅在理论上是可行的,而且在实践中也有最好的实际案例。

初始情况是用户利用回转柱塞泵输送焚烧炉外部污泥,其中干物质含量最高可达32%(糊状的,非流动性的)。由于管道系统设计(建筑条件的原因)的不合理,在35 m长的一段管道中每年都会受到损伤,每年支付的管道维修费和柱塞泵(液压设备规律性的泄露是一种潜在的危险)维护保养、技术检验等费用的数额高达6为数。在改用了偏心螺杆泵之后,运营商支付的维护保养费用明显地减少了。螺杆泵转子的工作寿命也长达9 600 h,而它的能源效率还不太高。

Lewa公司的Thomas Böckenbrink先生是往复式容积泵的粉丝,正确地说,是高压隔膜泵的热衷粉丝。它是功率等级至流量200 m3/h、最高压力至800万 Pa时离心泵的高效替代方案吗?或者是流程工业中的“隐形冠军”吗?Böckenbrink先生介绍了这样的事实,流程工艺用的隔膜泵的总效率在85%~93%之间,包括在部分负载工况下的效率。化工企业用的隔膜泵在最佳工况下的效率也才只有80%(常常只有40%~60%),而且当工作点变化时泵的效率会明显降低。高速离心泵能够达到的最大效率也只有60%,根据工作点的变化会很快地降低到25%~55%之间。当然,流程工艺用隔膜泵的采购成本要高一些,但节约下来的采购成本与如此高的能源价格相比较就显得微不足道了。

流程工艺用隔膜泵也有着非常好的使用灵活性,正像经典地克服薄弱环节项目中所看到的那样,要提高一台甲酚生产设备的效率,解决方案是在现有的有限空间中将分解甲酚的高压泵的压力从300万 Pa提高到500万 Pa。实现这一技改方案的方法包括有限元法优化(FEM)、流体动力学优化的泵头(CFD)、优化隔膜行程、特殊的500万Pa隔膜固定设计、专门的高压麻密封(工作安全性)。

Daniel Nägel先生的报告突出强调了Feluwa公司研发生产的容积泵有着很高的能源利用效率,这种Ecotrans Multisafe型双软管隔膜泵附带有活塞式压缩机和旁路流量调节器,在工作安全性和可用性都树立了一个新的标杆。它只有软管式隔膜、耐腐蚀抗磨蚀的控制阀以及集流管与被输送的介质相互接触。圆柱形的软管隔膜更加有利于被输送介质地流动,也保证了剪应力敏感介质地柔和输送。它的使用寿命,在工作压力为16万 Pa时的平均无故障工作时间大于8 000 h,这是在高能量和大容量情况下的总效率。

小结

“轻松地使用流程泵”这一标题有着双重含义 , 流程泵操作者在其日常工作中轻松地使用和操作流程泵,正确的选择泵的类型和泵的材料以及符合操作规范的流程泵操作是最重要的;另一方面,流程泵本身也是轻松的,也就是要求符合操作规范的使用操作。


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