在干燥中表现出色的隔膜泵--小型、灵活、安静:柱塞式隔膜泵在气体干燥流程中的应用

作者:本网编辑 文章来源:《流程工业》(化工) 发布时间:2010-07-05


Romgaz安装的12台EMS公司气体干燥设备。


德国的E.M.S公司为罗马尼亚最大的天然气供应商Romgaz公司生产了12套气体干燥设备。由于这些设备的工作环境极为恶劣,他们必须寻找新的、适合于在这恶劣环境中工作的泵。

EMS公司的驻地在德国Cloppenburg市,是Bilfinger Industrial Services(B.I.S)集团公司的一个下属企业,在气体设备制造领域中有着悠久历史的企业,企业全部销售收入中的60%左右都来自气体干燥设备。但是这笔2400万欧元的项目也给这家经验丰富的企业提出了很高的要求。这是EMS公司第一次承接交钥匙工程,承担着从设计、采购、生产、安装直至项目管理和基建等全部的责任。

在他们生产的12套设备中,有4套直接与不同的储气罐连接,其余的8套设备安装在不同的地点。为了避免在罗马尼亚严寒的冬季出现冷凝问题,这些设备应该能在露点温度-15℃、40bar的压力下毫无问题的输送天然气。

吸附式干燥技术是一种成熟的技术,通常在按照逆流吸附原理的吸附器中使用,利用三甘醇TEG吸附天然气中的水蒸汽成分。包含水分的三甘醇经吸附器的底部排出,进行清理。

清理后的三甘醇再由泵向上泵送到吸附器的顶部。这在EMS公司所生产的气体干燥设备中是非常重要的一个环节:只有在三甘醇可靠的和准确的泵送到位之后,才能保证天然气有效的干燥。出于这一原因,在每一套干燥设备中都配备了一台备用泵,以备维护保养或者主泵突然失效时使用。


图1 铝膜保护着G10型Hydracell柱塞式隔膜泵的绝缘电缆。因为严寒的冬季温度可下降的到-30℃。

柱塞泵的弱点

输送的三甘醇的流量与气体的流量相当,各个干燥设备中的气体流量在200~4000L/h之间变化。气体的压力在10~30bar之间。这些要求明显比为西欧天然气网络供气的同类设备要求复杂的多,要求的控制点要精确的多。气体的压力、流量和温度都要求恒定不变。在这种情况下,通常EMS公司都会寻找可靠的柱塞泵生产厂。他们的柱塞泵一般都非常坚固耐用,设计精细,有着柱塞泵行程的机械调节机构。但是这种泵的类型决定了它在这种特殊工况下使用有一个致命的弱点,即它只能有条件的按不同的流量进行匹配。因此,在流量变化范围大时就需要多个柱塞泵,必要时予以更换,从而也提高了生产成本。这在Romgaz的项目中意味着有些压力和流量的要求也许无法满足。

传统柱塞泵一般噪声和振动都较大。在这一项目中, EMS公司成功的把噪声从85dB降低到了65dB。实现减噪是与大量的消音措施分不开的,增加了很多的附加费用和占地面积,付出的成本相当于一个大型的流程泵。

小而静

还在项目的准备阶段,挤出泵专业企业Verder公司就向EMS公司介绍了他们提出的替代方案——Wanner工程公司的Hydracell柱塞式隔膜泵。它能够灵活的调节流量,结构紧凑,噪声低,寿命周期内的使用费用低,有着很高的精度和可靠性。基于它们较大的流量范围,在这12台气体干燥设备中只需3种标准规格的柱塞式隔膜泵就可以满足所有输送流量的要求了。这三种隔膜泵:G03、G10和G25的压力范围都可达70bar,可以在其额定流量10%~100%的范围内精确的进行调节。

传统的柱塞泵(含电动机)一般占用2×2m、高1.5m的空间,包括电机在内的大型液压泵装置仅占用1×0.3m、高0.3m的空间。实现减少空间占用的因素主要有三个:简单的结构设计;能源利用率;由于泵使用的电动机相对较小,因此泵的顶部可以同时安装三个隔膜装置。这样的设计可使各个柱塞的行程相互叠加、重合,从而在实际上做到了无脉动的输送。


图2 Romgaz公司的工程师正在检验工作了1800h的Hydracell隔膜泵,该泵没有一点磨损的痕迹。


与传统的柱塞泵相比这种设计是一种密封的、结构紧凑的设计方案。动态的密封设计考虑了磨损性能,应定期的对密封件进行更换和维护保养。需要付出很高的维修费用,维修周期也较短。而Hydracell则相反,它是一种无密封的、免维护的柱塞式隔膜泵。它具有无油运行的能力,当被泵送介质较热、无污染时,它都能可靠的泵送。

气体干燥设备的各个重要部件在运往罗马尼亚前都在EMS公司里逐一进行了测试。在那里,项目的合作伙伴对安装起来的设备进行监管。12套气体干燥设备都按计划准时的验收投产了。从其日常的维护保养周期和自安装使用后迄今为止不多的匹配调试工作来看,这些气体干燥设备运行的非常可靠。

在顺利的完成这一项目之后,EMS公司获得了来自罗马尼亚的、另一个领域的后续合同。这种Hydracell柱塞式隔膜泵也计划在这个新项目中使用。包括那些原来计划使用其他类型泵的项目也将改用这种泵特别是在安装空间较小的情况。

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