Pompa Kriogenik| Desain, Instalasi & Perawatan
Kata pengantar
Dengan berkembangnya industri kimia, khususnya kebangkitan industri kimia batu bara sebagai pengganti minyak bumi dalam beberapa tahun terakhir, peralatan pemisahan udara cenderung memiliki skala yang lebih besar, tingkat tekanan produk gas yang lebih tinggi, produk yang lebih cair, kemurnian produk yang lebih tinggi, biaya pengoperasian yang lebih rendah, dan pengoperasian peralatan yang stabil dan andal. Dalam proses pemisahan udara, proses produksi argon bebas hidrogen dan kompresi internal umumnya menggunakan pompa cairan kriogenik (selanjutnya disebut pompa cairan kriogenik) sebagai pompa proses dan pompa produksi. Pompa cairan kriogenik memainkan peran penting dalam proses pemisahan udara, dan kondisi pengoperasiannya secara langsung memengaruhi apakah seluruh proses pemisahan udara dapat memenuhi target desain.
Sebagai pemasok peralatan gas kriogenik terkemuka di industri,Zoiun Fluid & Gas Peralatan Co., Ltd.telah mengumpulkan pengalaman luas dalam desain dan penerapan pompa cairan kriogenik. Saat ini kami menyediakan peralatan yang memenuhi standar internasional untuk memastikan pengoperasian yang efisien dan stabil. Karena kesenjangan teknologi antara produk dalam dan luar negeri, pompa cairan kriogenik dalam negeri biasanya digunakan dalam aplikasi bertekanan tinggi, aliran rendah, atau aliran rendah, tekanan tinggi, sedangkan pabrik pemisahan udara dengan kapasitas di atas 20.000 Nm³/jam sering menggunakan merek pompa cairan kriogenik asing.
Merek asing yang umum termasuk CRYOSTAR, CRYOMEC, dan ACD. Pompa cairan kriogenik umumnya diklasifikasikan menjadi pompa vertikal dan pompa horizontal berdasarkan strukturnya. Pompa horizontal terutama digunakan untuk cairan dengan laju aliran kecil seperti pompa argon, pompa oksigen dalam unit pemisahan udara kecil, dan pompa pengisian. Pompa cairan kriogenik vertikal terutama digunakan dalam unit pemisahan udara kompresi internal dengan laju aliran yang relatif besar, seperti pompa proses pemisahan udara besar. Artikel ini akan berfokus pada pompa vertikal.
Desain Rekayasa Pompa Cairan Kriogenik
Prinsip Desain
>Proses pemisahan udara melibatkan pompa oksigen cair, pompa argon cair, pompa nitrogen cair, dan terkadang pompa pengisian, semuanya dirancang dengan satu pompa yang digunakan dan satu pompa yang siaga. Untuk kemudahan pemasangan, perawatan, dan keselamatan, setiap pompa cair dibuat dengan kotak dingin terpisah, yang ditempatkan di luar kotak dingin utama unit pemisahan udara. Untuk memudahkan perawatan, partisi digunakan untuk memisahkan kedua pompa, dengan panel yang terbuat dari Q235B dan diperkuat dengan bagian-bagian di lokasi yang sesuai. Dalam proses desain dan pembuatan,Zoiun Fluid & Gas Peralatan Co., Ltd.memastikan kekuatan struktural dengan sepenuhnya mempertimbangkan kenyamanan pengoperasian dan pemeliharaan.
>CRYOSTAR menggunakan struktur flensa untuk penyangga atas pompanya. Kaifeng Air Separation Group Research Institute menggunakan pelat baja setebal 30 mm untuk membuka lubang di bagian atas kotak pendingin kecil, sementara ACD umumnya membuat penyangga terpisah untuk memenuhi persyaratan struktural. Penyangga peralatan dan penyangga pipa yang digunakan di kotak bagian dalam semuanya terbuat dari baja tahan karat untuk memastikan kekuatan material di lingkungan kriogenik. Pita elastis PTFE digunakan sebagai bantalan pada sambungan antara pipa kriogenik dan penyangga pipa. Menggunakan penyangga dengan bukaan pelat baja setebal 30 mm dapat menyegel kotak pendingin pompa dengan lebih baik, mencegah pertukaran panas antara udara lembap eksternal dan udara di dalam kotak pendingin, sehingga meningkatkan efek insulasi kotak pendingin.ZoiunPara teknisi juga telah mengadopsi tindakan serupa dalam desain kotak dingin untuk memastikan peralatan kami beroperasi secara stabil dalam suhu yang sangat rendah.
>Saluran pembuangan cairan pada saluran masuk pompa harus diarahkan keluar dari bagian atas pipa. Karena pipa gas pemanas pompa dipasang pada pipa saluran keluar pompa, maka harus dipasang filter. Pipa gas pemanas pompa juga harus diarahkan keluar dari bagian atas pipa. Penyangga untuk pipa saluran masuk dan keluar pompa harus mampu menahan tekanan yang disebabkan oleh kontraksi pipa di dalam kotak dingin dan memenuhi persyaratan penyangga dari produsen pompa.Zoiunmemberikan perhatian khusus pada rasionalitas tata letak pipa selama desain peralatan untuk memastikan stabilitas peralatan dalam berbagai kondisi kerja.
>Katup pengaman ditambahkan setelah katup masuk pompa, dengan tingkat tekanan diubah menjadi 5 barg (1 bar=10^5 Pa).
>Pipa gas balik perlu dipasang untuk pompa, yang dapat langsung dibuang atau dikembalikan ke kotak dingin. Jika dikembalikan ke kotak dingin, pipa gas balik harus selalu mempertahankan kemiringan ke atas. Banyak lokasi tidak mengikuti gambar selama konfigurasi pipa, yang mengakibatkan pompa cairan kriogenik gagal menyala secara normal, bahkan membentuk segel cairan. Dalam beberapa tahun terakhir, mengembalikan gas produk yang diuapkan ke kolom distilasi untuk mengurangi limbah produk dan meningkatkan laju ekstraksi telah menjadi praktik umum. Solusi yang disediakan olehZoiunmempertimbangkan sepenuhnya desain pipa gas balik untuk memastikan pengembalian gas lancar dan meminimalkan pemborosan produk.
>Tekanan sumber gas penyegel pompa harus setidaknya 3 barg lebih tinggi dari tekanan masuk pompa, tetapi tidak boleh melebihi 15 barg.
>Pengukur tekanan lokal harus dipasang sebelum menyegel pipa gas.
>AC harus dipasang di ruang inverter, karena suhu lingkungan operasi inverter harus di bawah 40 derajat.
>Pelindung matahari harus ditambahkan di atas pompa untuk mencegah sinar matahari langsung menyebabkan suhu bantalan motor naik terlalu tinggi.
>Rumah motor harus diarde di lokasi untuk memenuhi persyaratan pentanahan motor.
Pemasangan Pompa Cairan Kriogenik
Persyaratan Instalasi
>Semua katup, pipa, dan sambungan pipa harus bersih, kering, dan bebas minyak sebelum pemasangan. Jika pabrik pembuatnya telah menghilangkan minyak dari pipa dan pipa tersebut tidak terkontaminasi, penghilangan minyak tidak diperlukan selama pemasangan. Jika terjadi kontaminasi minyak, penghilangan minyak diperlukan. Prosedur pembersihan dan penghilangan minyak untuk pipa paduan aluminium adalah sebagai berikut: pencucian alkali → pembilasan dengan air bersih → pasivasi asam nitrat → pembilasan dengan air bersih → penghilangan minyak → pembilasan dengan air bersih. Sebelum menghilangkan minyak, kotoran dan sampah di dalam pipa harus disingkirkan. Pelarut tetraklorometana tidak boleh digunakan sebagai penghilang minyak; pelarut trikloroetilen atau perkloroetilen harus digunakan sebagai gantinya.
>Katup dingin di dalam kotak dingin pompa cairan kriogenik harus dipasang bersamaan dengan penyangganya. Batang katup cairan kriogenik harus dimiringkan ke atas sebesar 10-15 derajat. Saat mengelas pipa dan badan katup, katup harus ditutup terlebih dahulu, dan tindakan pendinginan harus dilakukan untuk memastikan suhu pengelasan tidak melebihi suhu yang diperlukan. Saat memasang katup, arah panah pada badan katup harus sejajar dengan arah aliran cairan, dan perhatian harus diberikan pada pemasangan katup yang benar.
>Jarak paralel antara pipa pemanas dan pipa cairan kriogenik atau dinding wadah cairan harus setidaknya 300 mm, dan jarak penyeberangan harus setidaknya 200 mm.
>Jarak antara dinding luar pipa dan dinding dalam rangka baja kotak dingin harus: tidak kurang dari 400 mm untuk pipa cairan kriogenik, dan tidak kurang dari 300 mm untuk pipa gas kriogenik.
>Bila menangani pipa alumunium, jangan gunakan alat yang berkarat dan sebaiknya gunakan sikat kawat baja tahan karat.
>Deviasi level pemasangan longitudinal pompa yang terpasang tidak boleh melebihi {{0}}.10/1000, dan deviasi level pemasangan transversal tidak boleh melebihi 0,20/1000. Deviasi harus diukur pada permukaan flens saluran masuk dan keluar pompa atau permukaan horizontal lainnya.
>Semua sambungan tetap harus kencang, dan semua instrumen tampilan, perangkat perlindungan keselamatan, dan perangkat kontrol listrik harus sensitif, akurat, dan andal.
Prosedur Pengoperasian Pompa Cairan Kriogenik
Proses Komisioning
>Ukur isolasi motor, dan nilainya harus lebih besar dari 100 MΩ; jika tidak, penyebabnya harus diidentifikasi dan diatasi.
> Buka pipa di depan filter gas penyegel untuk meniup pipa gas penyegel. Tekanan gas penyegel di lokasi harus 5-100 bar, dan persyaratan titik embun di bawah -65 derajat. Sesuaikan tekanan pengukur gas penyegel: tekanan masuk harus 0,2 bar lebih tinggi dari tekanan referensi, tekanan referensi harus 0,2 bar lebih tinggi dari tekanan keluar, dan tekanan gas pembersih badan perantara harus 0,2 bar.
>Tutup katup masuk dan keluar pompa, buka katup pemanas masuk dan katup ventilasi keluar untuk membersihkan badan pompa dan pipa penghubung, dan ukur titik embun gas yang dikeluarkan dari katup pembersih keluar, yang harus di bawah -65 derajat. Perlakuan dehumidifikasi pada volute pipa harus dilakukan sesuai dengan persyaratan proses.
>Rotasi manual harus mudah.
>Setelah titik embun memenuhi persyaratan, tutup katup pemanas saluran masuk, buka katup pembuangan di kelompok tiga katup pada saluran pipa gas pemanas, buka katup saluran masuk pompa, katup pembuangan masuk dan keluar, katup pengembali badan pompa, dan katup pembuangan badan pompa, dan mulai mendinginkan pompa.
>Bila katup ventilasi masuk dan keluar pompa mengeluarkan cairan, dan waktunya melebihi 4 jam, putaran manual seharusnya mudah. Periksa apakah arah pompa sudah benar (lihat tanda panah pada penutup ujung motor).
>Buka sepenuhnya katup masuk dan katup balik pompa, pastikan kembali bahwa katup ventilasi masuk dan keluar pompa serta katup ventilasi badan pompa hanya mengeluarkan cairan, tanpa campuran gas-cairan.
>Demikian pula, rotasi manual seharusnya mudah saat ini.
>Tutup katup ventilasi keluaran pompa, tutup secara bertahap katup ventilasi masuk pompa dan katup ventilasi badan pompa, nyalakan pompa, secara bertahap percepat dan tutup katup balik.
>Saat mendekati titik operasi terukur pompa, tutup katup pembersih saluran masuk pompa (katup saluran masuk pompa harus terbuka penuh).
>Terus tingkatkan kecepatan dan tutup katup pembalik pompa secara perlahan (jangan tutup katup pembalik pompa sepenuhnya). Sampai kecepatan pompa, tekanan keluar, dan laju aliran mencapai nilai yang sesuai, kemudian tutup katup ventilasi badan pompa.
>Disarankan untuk membuka katup ventilasi pompa selama 10 detik atau hingga cairan mengalir keluar setiap 4 jam saat pompa tidak diisolasi.
Tindakan pencegahan selama operasi harian
Rekomendasi Perawatan
Jika kavitasi terdeteksi, pompa harus dihentikan dan diperiksa, lalu dihidupkan kembali setelah memanaskan dan mendinginkan pompa. Tanda-tanda kavitasi meliputi:
1. Fluktuasi tekanan referensi pada pengukur gas penyegel pompa.
2. Tekanan keluaran tidak stabil ketika kecepatan pompa dan katup pipa tetap tidak berubah.
3. Penurunan terus-menerus pada tekanan diferensial antara saluran masuk dan saluran keluar saat kecepatan pompa tidak turun.
4. Tidak ada perubahan pada tekanan keluaran saat kecepatan pompa meningkat dan katup keluaran tetap tidak berubah.
5. Tekanan diferensial tidak meningkat saat kecepatan pompa naik hingga 1000 putaran/menit selama penyalaan.
6. Mendengar suara mencicit dari badan pompa atau getaran signifikan di lokasi.
7. Disarankan untuk membongkar dan membersihkan filter saluran masuk pompa sekitar seminggu setelah pengoperasian awal.
8. Bantalan motor harus dilumasi secara teratur sesuai dengan model motor, dengan jenis pelumas yang sama, dan tidak diperbolehkan mencampur pelumas yang berbeda.
9. Rotasi manual harus dilakukan sebelum setiap pompa dinyalakan untuk memastikan putaran lancar tanpa macet.
10. Jika impeller berputar dan tekanan di belakang pompa adalah 0, atau jika pompa diperbaiki, pemanasan ulang dan pembersihan badan pompa dan pipa diperlukan, dan titik embun harus diukur di bawah -65 derajat sebelum dinyalakan.
Kesimpulan
Artikel ini merangkum pengalaman yang terkait dengan desain, pemasangan, komisioning, dan pengoperasian pompa cairan kriogenik. Sebagai tim teknisZoiun Fluid & Gas Peralatan Co., Ltd., kami berkomitmen untuk menyediakan peralatan pompa cairan kriogenik yang efisien dan stabil bagi pelanggan kami dan terus mengumpulkan pengalaman dalam aplikasi praktis. Kami berharap rekomendasi ini dapat membantu teknisi dan personel teknis meningkatkan efisiensi dan stabilitas pompa cairan kriogenik. Kepatuhan ketat terhadap detail dan spesifikasi teknis dalam rekayasa aktual akan berdampak signifikan pada pengoperasian dan kinerja peralatan dalam jangka panjang.
