Насосы для теплоносителей

Многие промышленные технологии связаны с использованием процесса теплопередачи, при этом применяются различные типы жидких теплоносителей для трех рабочих режимов: ниже точки кипения жидкой фазы в безнапорных системах, выше точки кипения жидкой фазы в напорных системах, вблизи точки кипения парожидкой фазы в напорных или вакуумных системах. Обычно применяют безнапорные системы. Для обеспечения равномерной температуры процесса используют теплоносители в парожидкой фазе. На рисунке показана схема установки с использованием теплоносителя в жидкой фазе (НЦ- циркуляционный насос).

схема установки

Вода - наиболее распространенный теплоноситель. Однако при высоких температурах контур циркуляции воды должен находится под давлением. Недостатком воды в качестве теплоносителя является резкое повышение давления пара при температуре выше 100 С. Кроме того, вода вызывает коррозию конструкционных материалов и образование отложений на теплообменных поверхностях, поэтому необходимо проведение дорогостоящей водоподготовки. Органические теплоносители могут использоваться при температурах от -50 до +400 С. В зависимости от теплопередающих свойств они подразделяются на четыре группы:

Теплоносители на основе минеральных масел - продукты сырой нефти, применяемые только в жидкой фазе при максимальной температуре до 300 С. Это могут быть теплоносители на парафиновой основе с насыщенными, линейными и разветвленными углеводородами или теплоносители на нафтеновой основе с насыщенными либо цикличными углеводородами.

Синтетические органические жидкие теплоносители - смеси изомерных и гомологических углеводородов на основе ароматических рядов, получаемые из сырой нефти. Верхний предел применения при температуре 300-400 С.

Теплоносители, состоящие из гомогенного вещества или гомогенной смеси - смесь дифенила (26,5%) и дифенил-оксида (73,5%), которая применима как в жидкой, так и в паровой фазе при температуре до 400 С. При использовании теплоносителя в жидкой фазе при температуре около 255 С необходимо создание газовой азотной подушки для предотвращения кипения. При более низких температурах возможна безнапорная работа теплоносителя в жидкой фазе.

Масла на силиконовой основе - теплоносители, термическая стабильность и срок службы которых выше, чем синтетических теплоносителей.

Для обеспечения безаварийной работы насосных установок с теплоносителями важен правильный выбор насосов и уплотнений вала. Согласно стандарта DIN 4754 циркуляционные насосы для теплоносителя и горячей воды, предназначенные для перекачивания теплоносителей при атмосферном давлении выше или ниже температуры точки кипения, должны быть рассчитаны на номинальное давление 16 бар (1,6МПа). Кроме того, они должны быть оснащены надежным уплотнением вала, а также удлиненным участком охлаждения.

насос Etanorm SYA

Таким требованиям полностью удовлетворяют насосы типоряда Etanorm SYA с торцевыми уплотнениями по EN 733. Основой этой конструкции является стандартный водяной насос в соответствии с EN 733, торцевое уплотнение которого отделено от горячей полости насоса длинным участком охлаждения, благодаря чему понижается температура на поверхностях скольжения и уменьшается опасность окисления теплоносителя в торцевом уплотнении, т.е. образование коксовых отложений сведено к минимуму. При просачивании через зазор торцевого уплотнения масляного теплоносителя или его паров при определенных обстоятельствах может быть растворена смазка в подшипнике качения. Для предотвращения этого явления перед подшипником качения устанавливают кольцо уплотнения вала. Полость между неподвижным кольцом торцевого уплотнения и кольцом уплотнения вала в процессе эксплуатации заполняется масляным теплоносителем и подсоединяется к безнапорной системе подачи затворной жидкости. Подшипниковый узел со стороны муфты состоит из радиальных шарикоподшипников с консистентной смазкой. Со стороны насоса на валу установлены смазываемые перекачиваемой жидкостью графитовые подшипники. В соотвтствии с требованиями директивы ATEX по перекачиванию горючих жидкостей все работающие под давлением узлы насоса выполняются из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом (GJS-400-18-LT).

процессный насос HPK

Насосы HPK с торцевыми уплотнениями по EN 22 858/ISO 2858 и ISO 5199 предназначены для перекачивания теплоносителей в жидкой фазе, когда система рассчитана на условное давление PN25. При температуре перекачиваемой среды более 350 С для изготовления насоса применяется стальное литье P240GH (GSC25N). При разборке насоса его спиральный корпус не требуется отсоединять от трубопровода. Новая конструкция кассетных торцевых уплотнений работоспособна при температуре перекачиваемой среды до 360 С без внешнего охлаждения. В зависимости от требований эксплуатации возможно применение уплотнения с подпором пара, азота или в тандемной компоновке. Одинарное металлическое сильфонное уплотнение в кассетном исполнении расположено снаружи, на достаточно большом расстоянии от горячей полости насоса. Подвод низконапорного пара или азота к атмосферной стороне через присоединение затворной камеры предотвращает образование продуктов разложения на скользящих поверхностях. Уплотнение в сборе с крышкой корпуса насоса, корпусом уплотнения, а также с защитной втулкой вала - готовый узел для монтажа, поэтому при сборке насоса достаточно лишь установить весь комплектный блок на валу насоса. Двойное металлическое сильфонное уплотнение в тандемной компоновке и кассетном исполнении монтируется в корпусе сальника, снабженном охладающими ребрами. Для защиты поверхностей скольжения атмосферная сторона торцевого уплотнения омывается чистым, не подвергающимся термическому воздействию теплоносителем. Между разгрузочной камерой и полостью уплотнения возникает термосифонный эффект обеспечиваемый ходовой резьбой на атмосферной стороне торцевого уплотнения. Через кольцевой паз, огибающий неподвижное кольцо торцевого уплотнения со стороны продукта, и специально выполеннную отклоняющую гильзу неподвижное кольцо омывается холодной обратной затворной жидкостью. Таким образом отводится теплота трения в зазоре между поверхностями скольжения. Как и одинарное торцевое уплотнение, это уплотнение монтируется в виде комплектного кассетного узла. При температуре до 400 C используются торцовые уплотнения, полость и разгрузочная камера которых оснащена съемной охлаждающей рубашкой. Охлаждающая жидкость должна быть не агрессивной и не склонной к образованию отложений. Для предотвращения попадания кислорода в теплоноситель атмосферная сторона торцевого уплотнения омывается холодным масляным теплоносителем. Циркуляция жидкого теплоносителя в охлаждающем контуре насоса обеспечивается термосифонным эффектом и действием винтового импеллера. Датчик уровня в разгрузочной камере контролирует оба торцевых уплотнения. Повышение уровня в камере означает потерю герметичности торцевого уплотнения со стороны насоса. Если уровень жидкости падает - повреждено торцевое уплотнение со стороны атмосферы. Таким образом, возможен автоматический режим эксплуатации.

насос Secochem

Для теплоносителей, работающих с температурой выше температуры точки кипения при атмосферном давлении, по стандарту DIN 4754 рекомендуется применение герметичных агрегатов (насосов с магнитной муфтой). Внутри такого насоса часть потока обеспечивает смазку подшипников скольжения и проходит через полость ротора в зоне магнитной муфты, где отводится теплота, выделяющаяся магнитными вихревыми токами. После первоначального заполнения полости герметизирующего стакана и радиаторачистым масляным теплоносителем контур циркуляции остается заполеннным. Тепловой барьер, находящийся за крышкой корпуса, обеспечивает требуемую тепловую нагрузку в зоне магнита и подшипников качения с консистентной смазкой. Электронасосы с гильзованным статором в процессном исполнении типоряда Secochem применяются в тех случаях, когда необходимо выполныть требования по герметичности, бесшумности или длительным интервалам профилактических осмотров, а также нормативы по охране окружающей среды. Присоединительные размеры корпуса соответствуют EN 22 858/ISO 2858. Проточная часть и двигатель жестко соединениы друг с другом и образуют моноблочный агрегат. Рабочее колесо, ротор и вспомогательные блоки проточной части расположены на общем валу, установленном в подшипниках скольжения, смазываемых перекачиваемой жидкостью. Для термического отделения проточной части от двигателя и в этой конструкции предусмотрен тепловой барьер. Охлаждение двигателя может также производиться через внешний, смонтированнный на корпусе двигателя жидкостный теплообменник. В теплообменник подается охлаждающая вода со стороны установки. Полость ротора отделена от полости статора герметизирующей гильзой из коррозионно-стойкого материала. Благодаря двойной оболочке, герметизирующей гильзе и герметичному корпусу насосы этого типоряда отвечают самым строгим требования безопасности.