在酒精生產(chǎn)中,化工泵產(chǎn)生汽蝕的原因及危害;根據(jù)生產(chǎn)的實(shí)際情況,提出了化工泵的原則與選型方法。
化工泵是玉米酒精生產(chǎn)中*的設(shè)備,整個(gè)工藝的每一個(gè)環(huán)節(jié)都是以泵為傳送設(shè)備,把料液輸送到下一道工序,因此,選一臺(tái)適合本工藝要求的化工泵就尤為重要。
1 生產(chǎn)中存在的問(wèn)題
上海高良泵閥公司經(jīng)過(guò)幾年的生產(chǎn),有些泵連續(xù)不斷的出現(xiàn)故障,其主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
1 汽蝕現(xiàn)象
2 產(chǎn)生汽蝕的原因
在化工生產(chǎn)中,選泵一般只注重泵的揚(yáng)程和流量,往往忽視了泵的汽蝕現(xiàn)象。由于一臺(tái)泵制造完成之后,其汽蝕余量也就確定了,用在不同的工作條件下,產(chǎn)生汽蝕的程度是不同的。
3 在相同的溫度下,有的介質(zhì)產(chǎn)生汽蝕、有的介質(zhì)就不產(chǎn)生汽蝕,比如:型號(hào)為WAN125 - 80 -200B 的化工泵用在輸送50 ℃水就不產(chǎn)生汽蝕,而用在輸送50 ℃淡酒就產(chǎn)生汽蝕,這是因?yàn)榈频钠瘻囟缺人?在相同的溫度下,酒精更容易產(chǎn)生酒汽而引起汽蝕。
4 同一種介質(zhì)在不同的溫度下,它的飽和蒸汽壓隨著溫度的升高而逐漸增加,產(chǎn)生汽蝕的可能性也就越大,換一句話(huà)說(shuō),在輸送同一種介質(zhì)的情況下,介質(zhì)溫度越高越容易產(chǎn)生汽蝕。同樣型號(hào)為WAN125 - 80 - 200B 的化工泵用在粗塔回流泵打50 ℃粗酒,就產(chǎn)生汽蝕,而用作20 ℃的成品酒泵時(shí),就不產(chǎn)生汽蝕現(xiàn)象。這是因?yàn)榈齐S著溫度的升高,產(chǎn)生酒汽的濃度遞增梯度要比水產(chǎn)生蒸汽的遞增梯度快,因此也就容易產(chǎn)生汽蝕。
泵在汽蝕情況下工作,通常能帶來(lái)以下幾種危害。
1泵及管路振動(dòng)
由于泵發(fā)生汽蝕,汽泡連續(xù)不斷地由葉輪入口處zui低壓力區(qū)產(chǎn)生,水擊現(xiàn)象會(huì)連續(xù)發(fā)生,在前者還未消失的情況下,后者就接踵而來(lái),因此不斷地有高頻水擊引起的噪音和泵的振動(dòng),由于泵的振動(dòng)引起管遺傳基因有關(guān),當(dāng)NHSI 不存在時(shí),PHSI 決定硫化氫的生成。
2 麥汁組成
麥汁中應(yīng)含足量的泛酸,某些酵母需要*6 ,以保證酵母蛋氨酸的生物合成,及對(duì)亞硫酸鹽還原酶的抑制作用減少硫化氫的形成量。
麥汁中的金屬對(duì)硫化氫的生成有一定影響。一般認(rèn)為銅和鋅離子會(huì)增加硫化氫的形成,麥汁中的冷熱凝固物分離較好時(shí),可減少銅和鋅離子含量。有些人則持相反意見(jiàn),認(rèn)為銅在濃度低于4 ×10 - 6時(shí)對(duì)硫化氫不產(chǎn)生影響,當(dāng)濃度達(dá)（5～100） ×10 - 6時(shí)會(huì)產(chǎn)生抑制作用;在發(fā)酵罐中加入O. 5 ×10 - 6時(shí)會(huì)減少硫化氫的形成。總之金屬的影響是比較復(fù)雜的。制麥汁中氨基酸的含量,減少硫化氫的生成。
麥汁中硫酸鹽和亞硫酸鹽的濃度也是決定硫化氫生成的因素,水質(zhì)處理加入石膏時(shí),會(huì)增加麥汁硫酸根離子含量,提高硫化氫生成量。
3 發(fā)酵條件及工藝
降低發(fā)酵溫度和加大麥汁通氣量,可促進(jìn)酵母酯類(lèi)物質(zhì)的生物合成,抑制硫化氫的生成量。硫化氫主要產(chǎn)生在酵母繁殖出芽之前,因此酵母生長(zhǎng)速度zui快時(shí),硫化氫的產(chǎn)率也愈高,當(dāng)貯酒時(shí)若加入高泡酒會(huì)促使啤酒中硫化氫含量增高。
用磷酸洗滌回收酵母泥可除去污染雜菌,但也改變了酵母細(xì)胞壁的滲透性,硫酸鹽更容易進(jìn)入酵母細(xì)胞內(nèi)提高利用率,促進(jìn)硫化氫的生成。在貯酒初期,采用二氧化碳洗滌,可將大部分硫化氫排除,減少啤酒中硫化氫含量。
路振動(dòng),如精塔塔底廢水泵,汽蝕余量為318 米,如果塔底液位控制不好產(chǎn)生汽蝕現(xiàn)象時(shí),泵在一樓振動(dòng)能帶動(dòng)三樓管路振動(dòng),振動(dòng)幅度相當(dāng)大。
泵打不出料
在泵局部產(chǎn)生汽蝕時(shí),對(duì)泵的流量和揚(yáng)程無(wú)顯著影響進(jìn)一步發(fā)展會(huì)使流量減少,揚(yáng)程和效率都降低,壓力表指數(shù)驟然下降,真空計(jì)指數(shù)增加,甚至打不出料,泵不能正常工作。原A 塔回流泵就是這樣的,一旦產(chǎn)生汽蝕,一點(diǎn)淡酒都打不過(guò)去,只有打開(kāi)泵殼上絲堵或者拆開(kāi)泵殼排凈存汽,才能輸送出去淡酒。
葉輪、口環(huán)磨損
泵發(fā)生汽蝕時(shí),高頻的水力沖擊,使葉輪內(nèi)附有空洞的金屬表面疲勞而剝落。另外,由于汽化時(shí),溶于介質(zhì)中的有害氣體析出而腐蝕金屬,嚴(yán)重時(shí)在短時(shí)間內(nèi)即可損毀葉輪、口環(huán)。如精塔進(jìn)料泵,由于汽蝕的存在,葉輪表面和葉道都產(chǎn)生蜂窩狀小孔,特別是葉道兩側(cè)都開(kāi)裂,造成葉輪不平衡,無(wú)法使用。
參數(shù)選擇不合理
由于設(shè)計(jì)時(shí)流量余量留得太大,如粗塔回流泵,選擇泵時(shí),流量為220m3/ h ,而實(shí)際流量只有80m3/h ,泵長(zhǎng)期在料液流量不足的情況下工作,由于泵流量不足,介質(zhì)溫度又很高,在這種情況下,很容易在葉輪中產(chǎn)生汽泡,進(jìn)而發(fā)展成為汽蝕,引起泵及管路的振動(dòng)。
管路與泵不匹配
每臺(tái)泵配制的管路是由泵的流量和流速來(lái)確定,只有確定了介質(zhì)流速之后,才能計(jì)算出泵的出口直徑。粗塔再沸器循環(huán)泵與管路匹配就不合理,入口管路直徑為Φ800 出口管路直徑Φ600 ,由于泵選擇的流量大,而實(shí)際沒(méi)有那么多清液,就造成入口清液量不足,產(chǎn)生汽蝕,而出口管路過(guò)粗,造成壓頭損失,這樣泵的實(shí)際工況點(diǎn)與泵的額定工況點(diǎn)有差別較大,使泵的流量和揚(yáng)程都有很大的變化偏離了泵的原設(shè)計(jì)參數(shù)。
2 化工泵合理選型原則
化工泵選型要達(dá)到的目的就是滿(mǎn)足系統(tǒng)需要的介質(zhì)量和達(dá)到揚(yáng)程的前提下,盡量節(jié)能,為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)化工泵選型應(yīng)依據(jù)以下原則:
力求所選用化工泵的額定流量、揚(yáng)程與實(shí)際工況的流量、揚(yáng)程接近,這樣即可以減少揚(yáng)程的浪費(fèi),又能提高化工泵的運(yùn)行效率。
盡量選擇汽蝕余量低的化工泵,這樣就可以減少汽蝕現(xiàn)象的發(fā)生,同時(shí)對(duì)各種罐的安裝高度和液位要求也相應(yīng)的降低。
選泵時(shí)除了要考慮化工泵本身的參數(shù)外,還要充分地考慮到泵聯(lián)合工作時(shí)的工況,盡量使化工泵在聯(lián)合工作時(shí),各種參數(shù)都務(wù)求接近單獨(dú)工作時(shí)的額定工況,以保證化工泵聯(lián)合工作時(shí)的。
3 合理選擇化工泵的方法
為實(shí)現(xiàn)化工泵的實(shí)際工況參數(shù)盡可能地接近泵的額定工況參數(shù),以保證泵平衡地運(yùn)行,選化工泵時(shí),可以采用以下方法:
泵揚(yáng)程的選擇
化工泵在使用了一個(gè)修理周期后,由于泵的磨損,揚(yáng)程可能下降,同時(shí)考慮泵的轉(zhuǎn)速可能下降2 %- 5 % ,致使揚(yáng)程下降5 % - 10 % ,因此選擇泵時(shí)泵的揚(yáng)程要留有2 % - 5 %的余量,但zui大不能超過(guò)10 %。
泵的汽蝕余量的選擇可以從兩個(gè)方面著手,一是盡量減少泵的zui小汽蝕余量,二是盡量增加實(shí)際運(yùn)行時(shí)的余量,因此,在選擇時(shí)盡量選擇小汽蝕余量的泵,選定泵之后,安裝時(shí),要盡量提高實(shí)際汽蝕余量,即提高泵入口液位高度和減少吸料線(xiàn)上的壓頭損失,留有015m 的實(shí)際余量,才不會(huì)發(fā)生汽蝕現(xiàn)象。
保證泵的效率
泵即能單獨(dú)運(yùn)行,同時(shí)又能并聯(lián)運(yùn)行,可使它在并聯(lián)時(shí)每臺(tái)化工泵的工況點(diǎn)接近段的左邊,這樣當(dāng)一臺(tái)泵單獨(dú)運(yùn)行時(shí),工況點(diǎn)右移,還是處在區(qū)域內(nèi)。
泵管路的匹配
泵管路的匹配要盡量靠近泵的額定工況,管路內(nèi)介質(zhì)的流速通常選在115～212m/ s 的經(jīng)濟(jì)流速區(qū)域內(nèi),這樣確定泵出口管路直徑之后,入口管路直徑一般比出口管路大25mm。
4 結(jié)束語(yǔ)
公司經(jīng)過(guò)幾年的生產(chǎn)和幾個(gè)檢修周期的檢修對(duì)化工泵和管路相應(yīng)的作了調(diào)整,個(gè)別罐的安裝高度也作了相應(yīng)的提高,保證泵入口的液位高度,這樣就減少了泵汽蝕現(xiàn)象的發(fā)生,消除了泵振動(dòng)和打不上料的現(xiàn)象,保證了工藝平穩(wěn)運(yùn)行和酒精生產(chǎn)的平穩(wěn)進(jìn)行,但是還有汽蝕泵存在,如粗塔再沸器循環(huán)泵及管路就沒(méi)有變動(dòng),因這幾臺(tái)泵選則的流量余量比較大,流量為1300m3/ h ,電機(jī)功率為200KW,因此價(jià)格也就昂貴一些,同時(shí)管路全是不銹鋼的造價(jià)也很高,如果換一次,將會(huì)造成更大的浪費(fèi)?，F(xiàn)雖然經(jīng)常產(chǎn)生汽蝕現(xiàn)象,但是還可以維持生產(chǎn),因此暫時(shí)對(duì)其沒(méi)有作任何調(diào)整。在化工生產(chǎn)中,泵是*的設(shè)備,選擇一臺(tái)適合工藝需要的化工泵,對(duì)生產(chǎn)起著至關(guān)重要的作用.
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