Söe keemilised protsessid hõlmavad mõningaid kõige nõudlikumaid pumpamistingimusi töötlevas tööstuses. Kõrge temperatuur, kõrge rõhk, kõrge tahkete ainete sisaldus, tugev hõõrdumine ja söövitav keskkond seavad ranged nõuded pumba töökindlusele, materjalidele, tihendusele ja hüdraulikale.
Kivisöe keemilised tsentrifugaalpumbadkasutatakse laialdaselt kivisöe gaasistamise, söe otsese vedeldamise, kivisöe metanooliks ja kivisüsi vedelaks hüdrogeenimise protsessides. Tüüpilisteks rakendusteks on söe lägapumbad, jahutusveepumbad, lukustuspunkriga tsirkulatsioonipumbad, läga ülekandepumbad, lahja metanoolipumbad, hüdrogeenimise tsirkulatsioonipumbad ja hüdrogeenimise toitepumbad.
1. Tsentrifugaalpumbad kivisöe keemilistes protsessides
Söe gaasistamine
Söe gaasistamissüsteemides kasutatakse pumbasid kivisöe läga ülekandmiseks, jahutusvee tsirkuleerimiseks ja räbu-vee käitlemiseks. Madala rõhuga söe lägapumbad transpordivad kõrge kontsentratsiooniga läga jahvatussüsteemidest hoiupaakidesse, kõrgsurve söe lägapumbad aga viivad läga gaasisaatorisse.
Jahutusvee, musta vee ja lukustuspunkriga tsirkulatsioonipumbad käitlevad kõrge temperatuuriga vett, mis sisaldab tuhka ja tahkeid osakesi. Need rakendused nõuavad kulumiskindlaid hüdrokomponente, usaldusväärseid mehaanilisi tihendeid ja tugevaid survet kandvaid konstruktsioone.
Söe otsene vedeldamine
Söe otsene vedeldamine ühendab endas kõrge temperatuuri, kõrge rõhu ja hüdrogeenimise. Hüdrogeenimise tsirkulatsioonipumbad ja lägapumbad võivad käsitleda mitmefaasilist keskkonda, mis sisaldab gaasi, vedelaid ja tahkeid osakesi.
Tõsiste kõrgetemperatuuriliste lägateenuste puhul on olulised projekteerimiskaalutlused topeltkorpuse konstruktsioon, kõrge kõvadusega sulamid, spetsiaalsed tihendussüsteemid ja soojusjuhtimine.
Kivisüsi metanooliks
Madala temperatuuriga metanoolipesusüsteemides tsirkuleerivad lahja metanoolipumbad metanooli laias temperatuurivahemikus. Horisontaalseid mitmeastmelisi tasakaalustatud hüdrokonstruktsiooniga tsentrifugaalpumpasid kasutatakse tavaliselt seal, kus on vaja stabiilset tööd ja usaldusväärset tihendust.
Kivisüsi vedelikuks hüdrogeenimine
Hüdrogeenimispumbad tarnivad reaktoritesse kõrge temperatuuri ja kõrgsurvega õlipõhist keskkonda. Need pumbad nõuavad kohaldatavate naftakeemiateenuste jaoks tavaliselt kõrgsurve mitmeastmelist konfiguratsiooni, topeltkorpuse konstruktsiooni ja API 610-ga ühilduvat konstruktsiooni. API 610 määratleb nõuded nafta-, naftakeemia- ja maagaasiprotsesside teenustes kasutatavatele tsentrifugaalpumpadele.
2. Peamised kujundusnõuded
Topeltkorpuse ehitus
A BB5 kahekorpusega mitmeastmeline tsentrifugaalpumpkasutatakse laialdaselt kõrgsurveteenuste jaoks. Väliskest hoiab rõhku, sisemine pumbakassett aga sisaldab hüdraulilisi komponente. See konfiguratsioon võib hõlbustada kasseti eemaldamist hoolduseks ilma põhikorpust liigutamata või peamisi protsessitorusid lahti ühendamata.
Kulumiskindlad materjalid
Kivisöe läga võib sisaldada suures kontsentratsioonis abrasiivseid tahkeid aineid. Sõltuvalt temperatuurist, rõhust ja läga omadustest võivad pumba osad kasutada suure kõvadusega sulameid, roostevaba terast või muid kulumiskindlaid materjale. Hüdraulilised läbipääsud, tiivikud ja vahetatavad kulumisosad tuleks projekteerida vastavalt tegelikule osakeste kontsentratsioonile ja suurusele.
Mehaaniline tihendus
Tihendamine on kriitilise tähtsusega, kui pumbad käitlevad kõrget temperatuuri, kõrgsurvet, mürgiseid või tuleohtlikke aineid. Mehaaniliste tihendite paigutus tuleks valida vastavalt töötemperatuurile, rõhule, keskkonna omadustele ja kohaldatavatele API 682 nõuetele.
Aksiaalne tõukejõu juhtimine
Mitmeastmelised pumbad tekitavad olulisi aksiaaljõude. Selg-tagasi tiiviku paigutus, tasakaalustusseadmed või muud hüdraulilised tõukejõu juhtimise konstruktsioonid võivad vähendada aksiaalset jääkkoormust ja pikendada laagrite eluiga. Isetasakaalustavad mitmeastmelised konstruktsioonid võivad sobivates rakendustes vähendada ka sõltuvust tavapärastest tasakaalukomponentidest.
Soojusjuhtimine
Söe keemilised pumbad võivad töötada laias temperatuurivahemikus. Soojuspaisumine võib mõjutada korpuse joondamist, lõtkusid ja tihendi jõudlust. Seetõttu on kõrge temperatuuriga teenuste puhul olulised õiged soojendusprotseduurid, jahutuskorraldus ja soojuskompensatsioon.
3. Standardid ja tõhusus
API 610 on oluline viide tsentrifugaalpumpadele, mida kasutatakse nafta- ja naftakeemiateenustes, samas kui API 682 esitab nõuded pumba võlli tihendussüsteemidele.
Hiina kivisüsi vedelaks keemiatööstuses kasutatavate madalrõhuliste kivisöe lägapumpade jaoks täpsustab NB/T 11685-2024 nõuded tsentrifugaalpumpadele, mis käitlevad naftasöe läga või vesisöe läga, mille tahkete ainete sisaldus on kuni 70 massiprotsenti, viskoossus kuni 70–3 mm, väljundrõhk kuni 3000 P. kuni 3,0 MPa(G). Standard anti välja 2024. aasta septembris ja võeti kasutusele 24. märtsil 2025.
Hiina standardis GB 19762-2025 on kehtestatud tsentrifugaalpumpade minimaalsed lubatud energiatõhususe väärtused ja energiatõhususe klassid ning see jõustus 1. märtsil 2026.
4. Usaldusväärsed pumbalahendused kivisöe keemiliste rakenduste jaoks
Söe keemilise tsentrifugaalpumba valimine nõuab enamat kui voolukiiruse ja tõstekõrguse sobitamist. Arvesse tuleks võtta keskmisi omadusi, tahkete ainete kontsentratsiooni, osakeste suurust, temperatuuri, rõhku, viskoossust, korrosiooni, tihendusnõudeid ja paigaldustingimusi.
Kõrgsurve ja nõudlike protsessiteenuste jaoks anAPI610 pump, Kahekordse korpusega mitmeastmelise tsentrifugaalpumba BB5 või kohandatud kulumiskindla mitmeastmelise pumba saab valida vastavalt tegelikele töötingimustele.
Rakendusspetsiifilise hüdraulilise disaini, materjali valiku, tihenduslahenduste ja jõudluse testimise abil saavad tsentrifugaalpumbad pakkuda usaldusväärset teenust kivisöe gaasistamise, söe veeldamise, metanooli tootmise ja kivisöe-vedeliku hüdrogeenimise süsteemides.