화학 펌프 선택에 대한 포괄적인 가이드: 유속부터 부식 효과 고려까지.

펌프는 화학물질 생산에서 중요한 역할을 하며 공급, 환류, 바닥 순환 및 재순환을 포함한 여러 단계에 영향을 미칩니다. 원활한 생산을 위해서는 특정 요구 사항에 따라 적절한 펌프 유형을 선택하는 것이 중요합니다. 올바른 펌프를 선택하는 것은 공정 효율성에 영향을 미칠 뿐만 아니라 전반적인 생산 안전과 경제성에도 큰 영향을 미칩니다.

 

 

화학 펌프 선택 원리

1. 선택한 펌프 유형과 성능이 유량, 수두, 압력, 온도, 캐비테이션 유량 및 흡입과 같은 공정 매개변수를 충족하는지 확인하십시오.
2. 펌프는 매체 특성 요구 사항을 충족해야 합니다.

• 자기 구동 펌프, 다이어프램 펌프, 캔 모터 펌프와 같이 인화성, 폭발성, 독성 또는 귀중한 매체를 운반하는 펌프의 경우 샤프트 씰은 신뢰성이 있어야 하며{0}}누출이 없어야 합니다.
• 부식성 매체를 운반하는 펌프의 경우 대류 구성 요소는 AFB 스테인레스 스틸 부식 방지 펌프 및 CQF 엔지니어링 플라스틱 자기 구동 펌프와 같은 부식 방지 재료로 제작되어야 합니다.{0}}
• 고체 입자가 포함된 펌프의 경우 대류 구성 요소는 내마모성 재료로 만들어져야 합니다.- 필요한 경우 샤프트 씰을 세척액으로 씻어내야 합니다.

3. 높은 기계적 신뢰성, 저소음 및 저진동.

4. 경제적 고려는 장비, 운영, 유지 및 관리의 총 비용을 최소화하는 데 기반을 두어야 합니다.

5. 일반적인 상황에서 화학 펌프 선택:

• 원심 펌프는 고속, 소형, 경량, 고효율, 대유량, 간단한 구조, 무맥동{0}}공급, 안정적인 성능, 쉬운 작동 및 편리한 유지 관리가 특징입니다.
• 정량 주입이 필요한 경우 정량 펌프를 선택해야 합니다.
• 높은 양정이 필요하지만 유속이 매우 작고 적절한 저-유량-유량, 높은{2}}양정 원심 펌프를 사용할 수 없는 경우 왕복 펌프를 사용할 수 있습니다. 캐비테이션 요구 사항이 높지 않은 경우 와류 펌프를 선택할 수도 있습니다.
• 헤드가 매우 낮고 유량이 매우 큰 경우 축류 펌프와 혼합 흐름 펌프를 선택할 수 있습니다.
• 매체 점도가 높은 경우(650~1000mm²/s 이상) 로터 펌프 또는 왕복 펌프(기어 펌프, 스크류 펌프) 선택을 고려하십시오.
• 매체 가스 함량이 75%이고 유량이 낮으며 점도가 37.4mm²/s 미만인 경우 와류 펌프를 선택할 수 있습니다.
• 잦은 시동이나 펌핑이 불편한 상황에서는 자흡식 원심 펌프, 자-자흡식 와류 펌프, 공압(전기) 특수 펌프 등 자흡 기능이 있는 펌프를 사용할 수 있습니다.

 

화학 펌프의 유량 및 수두

1. 유량은 펌프 선택의 주요 성능 매개변수 중 하나이며, 장비의 전체 ​​생산 및 운반 용량에 직접적인 영향을 미칩니다. 예를 들어 설계 기관에서는 설계 단계에서 펌프의 정상 유량, 최소 유량, 최대 유량을 계산할 수 있습니다. 펌프를 선택할 때 정상유량은 일반적으로 최대유량을 기준으로 합니다. 최대유량을 사용할 수 없는 경우에는 정상유량의 1.1배로 간주할 수 있습니다.
2. 시스템에 필요한 수두는 또 다른 중요한 펌프 성능 매개변수입니다. 헤드는 일반적으로 5%~10% 증가하여 선택됩니다.
3. 이름, 물리적 특성, 화학적 특성 및 시스템 헤드와 관련된 기타 특성을 포함한 액체의 특성, 유효 캐비테이션 마진 계산, 적절한 펌프 유형, 펌프 재료 선택 및 선택한 샤프트 씰 유형.
4. 장비 시스템의 배관 배치 조건은 액체 유입 높이, 액체 유입 방향, 흡입측, 최소 액위, 최대 액위, 배관 사양 및 길이, 재질, 피팅 사양, 수량 등의 데이터를 참조하여 조립 공정에 대한 계산을 수행하고 NPSH(NP-Hydraulic Safety System)를 검증합니다.
5. 액체 작동 온도, 포화 증기압, 흡입측 압력(절대 압력), 토출측 용기 압력, 고도, 주변 온도, 작동 모드(간헐적 또는 연속), 펌프 위치(고정 또는 이동) 등과 같은 작동 조건을 결정합니다. 이는 모두 선택을 위한 중요한 요소입니다.

 

케미컬 펌프의 배관 배치

• 적절한 파이프 직경을 선택하십시오. 파이프 직경이 클수록 유속이 낮아지고 저항 손실이 줄어들지만 가격도 높아집니다. 파이프 직경이 작을수록 저항 손실이 커지며 더 높은 펌프 헤드가 필요합니다. 전력 증가는 비용 및 운영 비용 증가로 이어집니다. 따라서 기술적인 측면과 경제적인 측면 모두에서 종합적인 고려가 필요하다.
• 토출관과 그 연결부는 최대 압력을 견딜 수 있도록 설계되어야 합니다.
• 배관은 가능한 직관을 사용하여 배관배관을 최소화하고 배관길이를 최대한 짧게 하는 것이 좋습니다. 벤딩을 할 때 벤딩 반경은 파이프 직경의 3~5배가 되어야 하며 각도는 90도보다 커야 합니다.
• 펌프 토출측에는 밸브(볼밸브, 게이트밸브 등)와 체크밸브가 장착되어 있어야 합니다. 이 밸브는 펌프의 작동점을 조절하는 데 사용됩니다. 체크 밸브는 역류로 인해 펌프가 역전되는 것을 방지하고 워터 해머(상당한 배압을 발생시켜 펌프를 손상시킬 수 있음)를 방지합니다.

 

화학 펌프 씰링 옵션

• 물개

정적 씰의 경우 일반적으로 개스킷과 씰의 두 가지 유형만 있으며 O-링이 가장 일반적으로 사용됩니다.

다이나믹 씰의 경우 케미컬 펌프는 패킹 씰을 거의 사용하지 않으며 주로 기계적 씰을 사용합니다. 기계적 씰은 싱글-엔디드와 더블{2}}엔드, 밸런스 및 언밸런스로 분류됩니다. 균형 잡힌 씰은 고압-매체(보통 1.0MPa보다 큰 압력을 나타냄)에 적합합니다. 양면 기계식 씰은 주로 고온-, 쉽게 결정화되고 점성이 있고 미립자가 포함된-독성 휘발성 매체에 사용됩니다. 양면{11}}기계 밀봉은 밀봉 공동에 다이어프램을 주입해야 하며, 압력은 일반적으로 중간 압력보다 0.07~0.1MPa 높습니다.

• 씰링 재료

케미컬 펌프의 고정 씰 재료는 일반적으로 불소고무입니다. 특별한 경우에는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)을 사용할 수 있습니다. 메카니컬 씰의 고정 및 동적 링에 대한 재료 선택이 더욱 중요합니다. 경질 합금은 반드시 동일한 재료로 만들어지는 것은 아닙니다. 가격이 비싸고, 경도 차이가 터무니없습니다. 그러므로 매체의 특성에 따라 구별하는 것이 가장 좋다.

 

케미컬 펌프용 특수 매체 선택

• 황산

황산의 부식성은 농도와 온도에 따라 크게 달라집니다. 진한 황산(80% 이상) 및 80도 미만의 경우 탄소강과 주철은 내식성이 우수하지만 고속 흐름에는 적합하지 않습니다.-

펌프 및 밸브에 적합하지 않은 재료:

304(0Cr18Ni9), 316(0Cr18Ni12Mo2Ti) 등 일반적인 스테인레스강

황산 운반용 펌프와 밸브는 일반적으로 고{0}}실리콘 주철(주조 및 기계 가공이 어려움) 및 고{1}}합금 스테인레스강(합금 20)으로 만들어집니다. 불소수지는 우수한 내황산성을 제공합니다. 불소폴리머- 라이닝 펌프(F46)를 사용하는 것이 더 경제적인 선택입니다.

• 염산

대부분의 금속 재료는 염산 부식에 대한 저항력이 없습니다(다양한 스테인레스강 포함). 고-실리콘 철을 함유한 몰리브덴-은 50도 및 30% 염산 조건에서만 사용할 수 있습니다.

금속 재료와 달리 대부분의 비{0}}금속 재료는 염산 부식에 대한 저항성이 뛰어납니다. 따라서 고무 펌프와 플라스틱 펌프(예: 폴리프로필렌, 불소수지 등)가 염산 운반에 가장 적합합니다.

• 질산

정상적인 상황에서 대부분의 금속은 질산에서 빠르게 부식되고 분해됩니다. 스테인레스강은 가장 널리 사용되는 질산{1}}저항성 재료로 실온에서 다양한 농도의 질산에 대해 우수한 내식성을 나타냅니다. 몰리브덴-함유 스테인레스강(예: 316 및 316L)은 일반 스테인레스강(예: 304 및 321)에 비해 질산 부식에 대한 저항성이 낮고 때로는 더 나쁠 수도 있다는 점은 주목할 가치가 있습니다. 고온-질산 환경에서는 일반적으로 티타늄과 티타늄 합금이 사용됩니다.

• 아세트산

아세트산은 가장 부식성이 강한 유기산 중 하나입니다. 일반 강철은 다양한 농도와 온도의 아세트산 용액에서 심하게 부식됩니다. 스테인레스강은 우수한 아세트산-저항성을 지닌 소재입니다. 316 스테인리스강을 함유한 몰리브덴-은 고온-및 묽은 아세트산 증기 환경에서도 사용할 수 있습니다. 고온,-고농도 아세트산 또는 기타 부식성 매체와 같은 열악한 응용 분야의 경우 고합금 스테인리스강 또는 불소수지 펌프를 사용할 수 있습니다.

• 알칼리(수산화나트륨)

일반 스테인레스강은 주철에 비해 내알칼리성이 크게 뛰어나지 않습니다. 스테인레스 스틸은 매체에 소량의 철이 허용되는 경우 권장되지 않습니다.

고온-알칼리성 액체의 경우 일반적으로 티타늄 및 티타늄 합금 또는 고합금 스테인레스강이 사용됩니다.- 당사의 범용-주철 펌프는 실온에서 저농도 알칼리성 용액에 사용할 수 있습니다.- 특별한 요구사항의 경우 다양한 스테인리스 스틸 또는 불소수지 펌프를 사용할 수 있습니다.

• 암모니아(수산화암모늄)

구리 및 구리 합금을 제외하고 대부분의 금속 및 비{0}금속은 액체 암모니아 및 암모니아(수산화암모늄)에서 약간 부식성이 있습니다.

• 염수(해수)

일반 강철은 염화나트륨 용액, 바닷물 또는 염수에서 부식성이 강하지 않으며 일반적으로 페인트 보호가 필요합니다. 다양한 스테인리스강도 균일한 부식 속도가 매우 낮지만 염화물 이온 작용으로 인해 국부적인 부식이 발생할 수 있습니다. 일반적으로 316 스테인리스강이 더 나은 성능을 발휘합니다.

• 알코올, 케톤, 에스테르, 에테르

일반적인 알코올 매체에는 메탄올, 에탄올, 에틸렌 글리콜, 프로판올 등이 포함됩니다. 케톤 매체에는 아세톤, 메틸 에틸 케톤 등이 포함됩니다. 에스테르 매체에는 다양한 메틸 에스테르, 에틸 에스테르 등이 포함됩니다. 에테르 매체에는 디메틸 에테르, 디에틸 에테르, 부틸 에테르 등이 포함됩니다. 이러한 매체는 일반적으로 부식성이 없으며 일반적으로 사용되는 재료가 적합합니다. 특정 선택은 매체의 특성과 관련 요구 사항을 기반으로 해야 합니다.

 

케톤, 에스테르 및 에테르는 다양한 고무에 용해되므로 밀봉 재료 선택 시 오류를 피할 수 있다는 점은 주목할 가치가 있습니다.

 

점도와 온도의 영향

매체의 점도는 펌프 성능에 큰 영향을 미칩니다. 점도가 높아지면 펌프의 양정곡선이 작아지고, 최적의 운전조건에서는 양정과 유량도 감소하며, 출력은 증가하여 효율이 저하됩니다. 일반적으로 물을 펌핑할 때 펌프의 성능 매개변수는 성능 지표입니다. 점성 매체를 펌핑할 때 변환이 필요합니다(다양한 점도에 대한 보정 계수는 해당 변환표에서 찾을 수 있습니다). 고점도-펄프, 페이스트, 점성 액체를 펌핑하려면 스크류 펌프를 사용하는 것이 좋습니다.

 

온도가 120도 미만인 매체의 경우 일반적으로 특수 냉각 시스템이 제공되지 않습니다. 매체 자체는 윤활제와 냉각제 역할을 합니다.

온도가 120도 이상 300도 미만인 매체의 경우 펌프 커버에 냉각실이 제공되어야 합니다. 밀봉 챔버도 냉각수에 연결되어야 합니다(이중 기계적 밀봉 사용). 냉각수가 매체에 침투할 수 없는 경우 냉각을 위해 매체를 빼내고 냉각수에 연결해야 합니다(간단한 열교환기를 통해 이를 달성할 수 있음).

 

300도 이상의 고온-매체의 경우 펌프 헤드 냉각이 필요할 뿐만 아니라 서스펜션 베어링 캐비티에도 냉각 시스템이 장착되어야 합니다. 펌프는 일반적으로 중앙에서 지원됩니다. 금속 벨로우즈형 메카니컬 씰이 선호되지만 가격이 더 비싸다(일반 메카니칼 씰 가격의 10배 이상).