Pompa centrifuga ad alta velocità per olio termico ad alta temperatura Trasferimento di calore a 350 °C
pompa centrifuga ad olio diatermico
,Pompa di processo ad alta temperatura
,Circolazione del fluido di trasferimento di calore
Descrizione del prodotto
Il nostro programma di pompe per olio diatermico ha avuto origine da una collaborazione del 2014 con una società europea di ingegneria chimica che richiedeva una pompa di circolazione per un sistema di fluidi sintetici per il trasferimento di calore funzionante a una temperatura continua di 320°C in un processo di produzione di polimeri. Le specifiche tecniche del progetto includevano un requisito che non avevamo mai incontrato in precedenza: dimostrazione dell'analisi della resistenza allo scorrimento viscoso per l'involucro pressurizzato alla temperatura di progetto, con supporto dell'analisi degli elementi finiti che mostrava che le sollecitazioni dell'involucro rimanevano entro i limiti di sollecitazione ammissibile dipendente dal tempo dell'ASME Sezione VIII Divisione 2 per la durata di progetto specificata di 100.000 ore.
Questo requisito impegnativo ha portato il nostro team di ingegneri a sviluppare una metodologia completa di progettazione meccanica per temperature elevate che da allora è stata applicata a oltre 60 progetti di pompe per olio termico in applicazioni chimiche, farmaceutiche, plastiche e di energia solare concentrata.
La progettazione meccanica di ciascuna pompa centrifuga ad alta temperatura per servizio con olio diatermico inizia con la selezione del materiale in base alla temperatura operativa specifica e alla composizione del fluido termovettore. Per i fluidi termovettori organici sintetici a temperature fino a 350°C, l'acciaio legato 1,25Cr-0,5Mo (ASTM A217 grado WC6) fornisce una combinazione ottimale di resistenza alle temperature elevate, resistenza all'ossidazione e costo. Per applicazioni che superano i 350°C o che coinvolgono fluidi sintetici particolarmente aggressivi, passiamo all'acciaio inossidabile 2,25Cr-1Mo (ASTM A217 grado WC9) o all'acciaio inossidabile 316H.
| Parametro | Specifica | Base di progettazione |
|---|---|---|
| Temperatura operativa massima | 350°C (662°F) continuo | Analisi del creep secondo ASME VIII-2 |
| Fluidi HT compatibili | Oli termici sintetici e minerali | Compatibilità dei materiali in base ai dati del produttore del fluido |
| Portata massima | 85 m³/ora (375 GPM) | Curva di prestazione alla temperatura di esercizio |
| Prevalenza differenziale massima | 600 m (1.970 piedi) alla temperatura nominale | Con correzione della densità per condizioni di fluido caldo |
| Norma di progettazione | API 610 12a Ed., OH6 + PED 2014/68/UE | Revisione del progetto secondo API 610 Allegato A |
| Opzioni dei materiali dell'involucro | 1.25Cr-0.5Mo, 2.25Cr-1Mo, acciaio inossidabile 316H | Selezione per temperatura e chimica del fluido |
| Tecnologia delle guarnizioni | Cartuccia a soffietto metallico per alte temperature API 682 | Soffietto Inconel 718, secondario flessibile in grafite |
| Raffreddamento delle guarnizioni | Raffreddatore d'aria a convezione forzata o Plan 23+ | Analisi termica, camera di tenuta ≤ 120°C |
| Alloggiamento del cuscinetto | Giacca di raffreddamento integrale, raffreddamento ad aria alettata | Temperatura del cuscinetto mantenuta ≤ 85°C |
| Dilatazione termica | Supporto della linea centrale, piastra base scorrevole | Crescita calcolata, progettazione degli elementi scorrevoli |
| Codice di progettazione della pressione | PED 2014/68/UE Categoria III / ASME VIII-1 | Organismo notificato/Certificazione AIA come richiesto |
- Metodologia di analisi della vita strisciante:Per ogni pompa dell'olio diatermico che funziona al di sopra della temperatura soglia di creep del materiale, il nostro team di ingegneri esegue un'analisi della durata di creep utilizzando i dati dei parametri Larson-Miller di ASME Sezione II Parte D e API 579-1/ASME FFS-1. L'analisi calcola il tempo necessario per raggiungere la minima sollecitazione da rottura per scorrimento viscoso nel punto di massima sollecitazione nell'involucro identificato dalla FEA, fornendo una previsione quantitativa della durata di progetto documentata nel rapporto di progettazione meccanica della pompa.
- Sistema di gestione della dilatazione termica:Le misurazioni della temperatura sul campo hanno rivelato che la dilatazione termica differenziale tra l'involucro della pompa calda e la piastra base a temperatura ambiente stava creando tensioni nei tubi e distorsioni dell'involucro. La soluzione è un design del corpo supportato dalla linea centrale con una piastra base scorrevole che consente al corpo della pompa di espandersi liberamente mantenendo l'allineamento dell'albero.
- Programma di affidabilità delle tenute per alte temperature:L'affidabilità della tenuta meccanica a temperature elevate è stata identificata come il rischio tecnico dominante. Attraverso test iterativi, abbiamo qualificato il progetto attuale: una tenuta a cartuccia con soffietto metallico con soffietto Inconel 718, tenute secondarie flessibili in grafite e facce di tenuta in carburo di silicio rispetto a grafite di carbonio con rivestimento in carbonio simile al diamante.
- Prevenzione della degradazione dell'olio termico:La nostra analisi CFD valuta specificamente la distribuzione del tempo di residenza del fluido, con l'obiettivo progettuale di eliminare le zone di stagnazione in cui il fluido potrebbe rimanere a contatto con superfici metalliche calde. Il progetto idraulico convalidato mantiene la velocità continua del fluido superiore a 0,5 m/s su tutte le superfici bagnate.