Высокотемпературный высокоскоростной центробежный насос термального масла 350°К теплопередача
термомасляный центробежный насос
,Высокотемпературный насос
,Циркуляция теплопередающей жидкости
Описание продукта
Наша программа термомасляных насосов возникла в 2014 году в результате сотрудничества с европейской химико-технологической компанией, которой требовался циркуляционный насос для системы синтетического теплоносителя, работающей при постоянной температуре 320°C в процессе производства полимеров. Техническая спецификация проекта включала требование, с которым мы ранее не сталкивались: демонстрация анализа срока ползучести корпуса, работающего под давлением, при расчетной температуре с поддержкой анализа методом конечных элементов, показывающего, что напряжения в корпусе остаются в пределах зависящих от времени пределов допустимых напряжений раздела VIII раздела 2 ASME для указанного расчетного срока службы в 100 000 часов.
Это сложное требование побудило нашу команду инженеров разработать комплексную методологию механического проектирования при повышенных температурах, которая с тех пор была применена в более чем 60 проектах термомасляных насосов в химической, фармацевтической, пластмассовой промышленности и в области концентрированной солнечной энергии.
Механическая конструкция каждого высокотемпературного центробежного насоса для работы с термическим маслом начинается с выбора материала с учетом конкретной рабочей температуры и состава теплоносителя. Для синтетических органических теплоносителей при температурах до 350°C легированная сталь 1,25Cr-0,5Mo (ASTM A217, марка WC6) обеспечивает оптимальное сочетание прочности при повышенных температурах, стойкости к окислению и стоимости. Для применений, температура которых превышает 350°C, или с использованием особенно агрессивных синтетических жидкостей, мы используем нержавеющую сталь 2,25Cr-1Mo (ASTM A217, класс WC9) или нержавеющую сталь 316H.
| Параметр | Спецификация | Основа проектирования |
|---|---|---|
| Максимальная рабочая температура | 350°C (662°F) Непрерывно | Анализ ползучести согласно ASME VIII-2 |
| Совместимые жидкости HT | Синтетические и минеральные термомасла | Совместимость материалов согласно данным производителя жидкости |
| Максимальная скорость потока | 85 м³/ч (375 галлонов в минуту) | Кривая производительности при рабочей температуре |
| Максимальный дифференциальный напор | 600 м (1970 футов) при номинальной температуре | С поправкой на плотность для условий горячей жидкости |
| Стандарт дизайна | API 610, 12-е изд., OH6 + PED 2014/68/EU | Обзор конструкции согласно API 610, Приложение A |
| Варианты материала корпуса | 1,25Cr-0,5Mo, 2,25Cr-1Mo, нержавеющая сталь 316H | Выбор по температуре и химическому составу жидкости |
| Технология уплотнений | API 682 Высокотемпературный металлический сильфонный картридж | Сильфон Inconel 718, вторичная гибкая графитовая пластина |
| Уплотнение Охлаждение | Воздухоохладитель с принудительной конвекцией или Plan 23+ | Термический анализ, камера уплотнения ≤ 120°C |
| Корпус подшипника | Встроенная рубашка охлаждения, ребристое воздушное охлаждение | Поддерживаемая температура подшипника ≤ 85°C |
| Тепловое расширение | Центральная опора, скользящая опорная плита | Расчетный рост, конструкция скользящего элемента |
| Нормы проектирования давления | PED 2014/68/EU, категория III/ASME VIII-1 | Уполномоченный орган / сертификация AIA при необходимости |
- Методика анализа ползучести:Для каждого термомасляного насоса, работающего при температуре, превышающей пороговую температуру ползучести материала, наша инженерная группа выполняет анализ срока службы ползучести, используя данные параметров Ларсона-Миллера из раздела II ASME, часть D и API 579-1/ASME FFS-1. В результате анализа рассчитывается время достижения минимального напряжения разрушения при ползучести в месте максимального напряжения в корпусе, определенном FEA, что обеспечивает количественный прогноз расчетного срока службы, который документируется в отчете о механическом проектировании насоса.
- Система управления тепловым расширением:Измерения температуры на месте показали, что дифференциальное тепловое расширение между корпусом горячего насоса и опорной плитой при температуре окружающей среды приводит к деформации трубы и деформации корпуса. Решением является конструкция корпуса с опорой по средней линии и скользящей опорной плитой, которая позволяет корпусу насоса свободно расширяться, сохраняя при этом соосность вала.
- Программа обеспечения надежности высокотемпературных уплотнений:Надежность механического уплотнения при повышенных температурах была определена как доминирующий технический риск. Посредством итеративных испытаний мы аттестовали текущую конструкцию: картриджное уплотнение с металлическим сильфоном и сильфонами из Inconel 718, гибкие вторичные уплотнения из графита и поверхности уплотнения из карбида кремния в сравнении с углеродно-графитовыми уплотнениями с алмазоподобным углеродным покрытием.
- Предотвращение деградации термомасла:Наш CFD-анализ специально оценивает распределение времени пребывания жидкости с целью устранения зон застоя, где жидкость может оставаться в контакте с горячими металлическими поверхностями. Проверенная гидравлическая конструкция поддерживает постоянную скорость жидкости выше 0,5 м/с на всех смачиваемых поверхностях.