La pompa centrifuga criogenica è un'apparecchiatura specializzata per il trasporto di fluidi sviluppata per il trasporto di fluidi a temperatura ultrabassa, con la temperatura media applicabile generalmente inferiore a -150°C. Rispetto alle normali pompe centrifughe, questa apparecchiatura adotta speciali materiali criogenici e strutture di tenuta di precisione, caratterizzate da un'eccellente resistenza agli shock termici, consentendo un'erogazione sicura ed efficiente di gas liquidi a bassa temperatura come gas naturale liquefatto (GNL), ossigeno liquido, azoto liquido, argon liquido e idrogeno liquido.
Principio di funzionamento
Il principio di funzionamento di base di una pompa centrifuga criogenica è lo stesso di una pompa centrifuga convenzionale: si basa sulla rotazione ad alta velocità della girante per generare forza centrifuga, accelerare il mezzo liquido a bassa temperatura, convertire l'energia meccanica in energia cinetica del fluido e ottenere un'erogazione stabile del mezzo dall'estremità di aspirazione all'estremità di scarico. La differenza principale tra loro è che le pompe centrifughe criogeniche possono adattarsi stabilmente a condizioni di temperatura ultra-bassa che vanno da -162°C per il gas naturale liquefatto a -269°C per l'elio liquido senza infragilimento dei materiali o guasti alle apparecchiature.
1. Materiali criogenici speciali
Il corpo della pompa e la girante sono realizzati in acciai resistenti alla criogenica come acciaio inossidabile 304/316L, lega di alluminio e bronzo, fornendo sufficiente tenacità in ambienti a bassa temperatura per eliminare la fragilità a freddo; l'albero della pompa è realizzato in acciaio legato ad alta resistenza, in grado di sopportare sollecitazioni dovute alla differenza di temperatura e carichi operativi ad alta velocità.
2. Sistema di tenuta di fascia alta
Prevenire efficacemente la fuoriuscita di fluidi volatili a bassa temperatura è la chiave per un funzionamento sicuro dell'apparecchiatura: le tenute a labirinto sono semplici e durevoli, consentendo un funzionamento a lungo termine senza manutenzione; le tenute meccaniche e le tenute per gas secco sono utilizzate principalmente negli scenari di carico e scarico di gas naturale liquefatto; gli accessori di tenuta sono realizzati con materiali resistenti alla criogenica come politetrafluoroetilene e grafite flessibile, sostituendo le normali guarnizioni in gomma per evitare crepe e guasti alle basse temperature.
3. Design ottimizzato anti-cavitazione
I gas liquidi a bassa temperatura hanno punti di ebollizione estremamente bassi e sono soggetti a cavitazione durante il funzionamento. L'apparecchiatura adotta una struttura a bassa prevalenza netta di aspirazione positiva (NPSH), dotata di induttore anteriore e girante a doppia aspirazione per aumentare la pressione media in ingresso, sopprimere la vaporizzazione del mezzo dalla causa principale e ridurre i danni da cavitazione.
4.Progettazione di protezione della resistenza agli shock termici
È severamente vietato il raffreddamento rapido dell'apparecchiatura e deve essere preraffreddata lentamente in conformità con gli standard per evitare rotture del guscio causate da improvvisi sbalzi di temperatura; è diviso in strutture verticali e orizzontali. Le pompe centrifughe criogeniche a barile verticale hanno un migliore effetto di scarico e una minore conduzione del calore, rendendole la scelta principale nel settore del gas naturale liquefatto.
Le pompe centrifughe criogeniche sono indispensabili in molti settori industriali di fascia alta, tra cui quello del gas naturale liquefatto (GNL) rappresenta attualmente il mercato con la maggiore domanda.
Ampiamente utilizzato nelle stazioni di ricezione del GNL per il trasferimento di mezzi cisterna, il carico e lo scarico delle navi e il riempimento delle autocisterne; è inoltre dotato di stazioni di rifornimento di gas naturale per fornire rifornimento di energia pulita a veicoli pesanti e navi.
Come componente di supporto principale delle apparecchiature di separazione dell'aria, viene utilizzato per trasportare ossigeno liquido, azoto liquido e argon liquido, servendo la fusione di ferro e acciaio, la fornitura di ossigeno medicale, la produzione di semiconduttori, nonché la cattura, lo stoccaggio e il trasporto di anidride carbonica liquida.
Responsabile del trasferimento e del riempimento dei propellenti dei razzi (ossigeno liquido, idrogeno liquido) e della fornitura della circolazione di azoto liquido per test a bassa temperatura di parti di precisione aerospaziali.
Adattato allo stoccaggio e al trasporto di idrogeno liquido e agli scenari di trasporto presso le stazioni di rifornimento di idrogeno, fungendo da attrezzatura chiave per lo stoccaggio dell'energia dell'idrogeno e nuovi progetti di supporto energetico.
Come principale pompa di alimentazione del carburante per le navi alimentate a GNL, garantisce la fornitura stabile di energia pulita per le navi.
| Elementi di confronto | Pompa centrifuga criogenica | Pompa criogenica volumetrica positiva |
|---|---|---|
| Flusso di consegna | Erogazione di grande flusso | Erogazione di piccole e medie portate |
| Pressione di esercizio | Pressione media | Pressione ultraelevata |
| Efficienza operativa | Alta efficienza in condizioni di flusso elevato | Bassa efficienza in caso di funzionamento a flusso elevato |
| Difficoltà di manutenzione | Struttura semplice e facile manutenzione | Molte parti interne e manutenzione complicata |
| Scenari applicabili | Trasferimento GNL, consegna in serbatoi di grandi dimensioni | Idrogeno liquido ad alta pressione e flusso ridotto, erogazione di ossigeno liquido |
D: Qual è la temperatura più bassa che può sopportare una pompa centrifuga criogenica?
R: L'intervallo di temperatura applicabile dei modelli convenzionali va da -150°C a -269°C e la resistenza alla temperatura nominale delle speciali pompe centrifughe criogeniche per GNL può raggiungere -162°C.
D: Come scegliere tra pompe centrifughe criogeniche verticali e orizzontali?
R: Le pompe centrifughe criogeniche a barile verticale hanno un buon effetto di scarico e ottime prestazioni di isolamento termico e sono preferite per progetti di consegna di GNL su larga scala; le pompe orizzontali hanno una struttura compatta e vengono utilizzate principalmente per piccoli scenari di consegna a bassa pressione e bassa temperatura.
D: Come prevenire efficacemente la cavitazione nelle pompe centrifughe criogeniche?
R: Garantire una pressione di aspirazione in ingresso sufficiente, installare un induttore medio e pulire regolarmente il filtro della tubazione di ingresso per evitare efficacemente problemi di cavitazione.
Le pompe centrifughe criogeniche sono l'attrezzatura principale per la fornitura sicura di gas liquidi a bassa temperatura, supportando in modo completo il costante sviluppo delle industrie di energia pulita come il gas naturale liquefatto, l'energia dell'idrogeno e i gas industriali. Con la continua crescita della domanda globale di energia pulita, la posizione di mercato e l’ambito di applicazione delle pompe centrifughe criogeniche continueranno ad espandersi.Teffikoè sempre impegnata a fornire ai clienti eccellenti soluzioni di fluidi criogenici. Raccomandiamo vivamente di dare priorità, al momento dell'acquisto, a materiali resistenti alla criogenicità di alta qualità, a strutture anticavitazione efficienti e a configurazioni di tenuta a basse perdite.
