Guida completa al raffreddamento delle pompe per processi chimici

Nei processi petrolchimici, l’affidabilità delle pompe dipende in gran parte dall’efficace controllo della temperatura. Il sistema di raffreddamento selezionato per temperature medie diverse non solo influisce sulla durata delle apparecchiature, ma influisce anche direttamente sui costi operativi.

In qualità di ricercatore di pompe petrolchimiche, analizzerò la strategia di configurazione di raffreddamento più scientificamente valida basata su tre soglie critiche di temperatura media.

I. Punti chiave di demarcazione della temperatura: come scegliere un piano di raffreddamento?

In base alla gravità delle condizioni del servizio chimico, le strategie di raffreddamento possono essere classificate nei seguenti tre livelli:

1. Condizioni di temperatura normale e medio-bassa (< 120°C)

Per fluidi puliti con una temperatura di trasporto inferiore a 120°C, come soluzioni acide/base a temperatura ambiente o solventi organici, la maggior parte delle pompe per processi chimici non richiede un sistema di raffreddamento esterno. In questo caso, la pompa fa affidamento sul fluido di processo stesso per la lubrificazione e il raffreddamento, offrendo una struttura semplice e bassi costi di manutenzione.

⚠️ Nota:

Se il fluido tende a cristallizzarsi o contiene particelle solide, è necessario prevedere un collegamento per il flussaggio della tenuta sul corpo della pompa, anche a basse temperature, e installare una linea di flussaggio esterna. Il fluido di lavaggio impedisce efficacemente alle particelle di entrare nelle facce della tenuta o ai cristalli di depositarsi sull'anello di tenuta stazionario, prolungando significativamente la durata della tenuta.

2. Intervallo di temperature medio-alte (120°C – 300°C)

Quando la temperatura del fluido supera i 120°C, il carico termico sia sul corpo della pompa che sulla camera di tenuta aumenta notevolmente. A questo punto, l'autoraffreddamento tramite il solo fluido di processo non è sufficiente per garantire un funzionamento sicuro. Le pratiche ingegneristiche standard includono:

• Cavità di raffreddamento nel coperchio della pompa:Far circolare l'acqua di raffreddamento o l'olio diatermico attraverso una camicia per controllare la temperatura del corpo della pompa.
• Alimentazione del refrigerante alla camera di tenuta:Per creare una zona isolata del fluido barriera è necessario utilizzare una tenuta meccanica a doppia estremità.
• Prevenire la contaminazione del prodotto:Se il processo vieta rigorosamente che qualsiasi refrigerante si mescoli con il prodotto (ad esempio, in applicazioni ad elevata purezza o per uso alimentare), una parte del fluido pompato può essere deviata dal lato di scarico, raffreddata tramite un semplice scambiatore di calore e quindi reintrodotta nella camera di tenuta, un metodo noto come raffreddamento a ricircolo automatico. Questo approccio è sicuro ed economicamente vantaggioso.

3. Condizioni di temperatura estremamente elevata (> 300°C)

Per fluidi quali olio pesante, sali fusi o fluidi di trasferimento di calore ad alta temperatura superiore a 300°C, la pompa entra in modalità di "raffreddamento dell'intero sistema":

• Progettazione strutturale:Le pompe sono generalmente montate in posizione centrale per ridurre al minimo il disallineamento causato dall'espansione termica.
• Raffreddamento completo:Non solo la testa della pompa ma anche l'alloggiamento del cuscinetto (o la staffa) deve essere dotato di un sistema di raffreddamento attivo per prevenire il degrado del lubrificante e il grippaggio dei cuscinetti.
• Selezione della guarnizione:Le tenute meccaniche a soffietto metallico sono obbligatorie. Sebbene il loro costo sia in genere più di 10 volte superiore a quello delle tenute convenzionali, offrono affidabilità e prestazioni senza pari a temperature estreme.

II. Tabella comparativa delle configurazioni del sistema di raffreddamento

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