Khí là đặc tính lưu chất mà phần lớn thông số kỹ thuật bơm bỏ sót, và chính nó khiến bơm dừng hẳn. Một chất lỏng mang khí — dưới dạng bọt tự do cuốn theo dòng, dưới dạng khí hòa tan thoát ra khi áp suất hút giảm, hoặc dưới dạng khí mà chính lưu chất tự sinh ra do thoát khí — hành xử hoàn toàn khác với chất lỏng sạch mà đường đặc tính bơm giả định. Nước ngưng ra khỏi hệ thống hơi gần điểm sôi, môi chất lạnh dưới áp suất hơi riêng của nó, LPG và nhiên liệu nhẹ, một dung môi dễ bay hơi ở điểm chớp cháy, natri hypoclorit phân hủy thành oxy trong bồn: tất cả đều đến đầu hút của bơm khi đang mang khí. Cho dòng đó qua một bơm ly tâm tiêu chuẩn thì khí tụ lại ở tâm cánh bơm, bơm mất cột áp, và vượt quá vài phần trăm theo thể tích thì bị khóa khí và ngừng cấp. Trang này trình bày cách các bơm ngoại vi tái sinh (xoáy) và bơm dẫn động từ không phớt của Aulank vận chuyển lưu chất mang khí, thoát khí và hai pha mà không mất mồi — và nói thẳng về hai đầu của dải, vi định lượng và dòng đa pha thực sự, nơi một loại bơm khác đảm nhận công việc.
Vì sao lưu chất mang khí, thoát khí và hai pha đánh bại bơm tiêu chuẩn
Một bơm ly tâm được chế tạo để vận chuyển chất lỏng liên tục, không có khí, và khí phá vỡ nó theo một cách cụ thể. Sẽ hữu ích khi tách vấn đề thành từng phần:
● Khí cuốn theo, khí hòa tan và khí thoát ra là ba nguồn khác nhau. Khí cuốn theo là bọt tự do mà chất lỏng đã mang sẵn — từ đường hút bị rò, từ bồn tạo xoáy, hoặc từ một công đoạn khuấy trộn cuốn không khí vào. Khí hòa tan vẫn vô hình cho đến khi áp suất giảm ở đầu hút và nó thoát khỏi dung dịch, giống như CO2 rời khỏi nước ngọt. Thoát khí là khí mà chính lưu chất tự sinh ra: natri hypoclorit và hydro peroxit phân hủy theo thời gian và giải phóng oxy, và càng nóng và càng đậm đặc thì càng thoát khí nhanh. Bơm nhìn thấy cùng một kết quả trong cả ba trường hợp — khí ở nơi nó mong đợi chất lỏng.
● Khí tụ ở tâm cánh bơm và khóa bơm lại. Cánh bơm quay ném chất lỏng đậm đặc hơn ra ngoài và khí nhẹ hơn di chuyển vào tâm áp suất thấp. Một cánh bơm tiêu chuẩn chỉ chịu được vài phần trăm khí theo thể tích trước khi hiệu năng giảm; cần hiệu chỉnh từ khoảng hai phần trăm, và khi túi khí ở tâm lớn đến khoảng bốn đến mười phần trăm thì bơm bị khóa khí — bọt khí chặn chất lỏng đi vào và dòng chảy dừng lại.
● Mất cột áp và hiệu suất từ lâu trước khi bị khóa. Khí nén được, nên ngay cả dưới điểm khóa, mỗi phần trăm khí đồng nghĩa với ít cột áp và ít lưu lượng hơn so với đường đặc tính hứa hẹn. Ở một chế độ vốn đã chạy gần giới hạn, chỉ cần một chút khí cuốn theo là đủ để trượt mục tiêu.
● Đây không giống với xâm thực. Xâm thực tạo bọt hơi khi áp suất hút giảm xuống dưới áp suất hơi của lưu chất, và những bọt đó nổ vào trong khi áp suất phục hồi bên trong bơm, làm mòn cánh bơm. Khí cuốn theo không ngưng tụ — nó không xẹp, nên không nện vào kim loại như xâm thực, nhưng vẫn lấy đi cột áp và khóa khí bơm. Một lưu chất dễ bay hơi gần điểm sôi có thể gặp cả hai cùng lúc, vì vậy chúng tôi kiểm tra áp suất hơi và NPSH cùng nhau; hướng dẫn về xâm thực của chúng tôi bàn về các biên độ đó.
● Mất mồi và rủi ro chạy khô. Khi bơm bị khóa khí, nó ngừng di chuyển chất lỏng, và một bơm bị để chạy chống lại tình trạng khóa khí có thể chạy khô và quá nhiệt. Với một lưu chất nguy hiểm, người vận hành khi đó buộc phải xả đầu bơm bằng tay — một việc thường lệ và khó chịu trên đường hypoclorit.
Cách tiếp cận của Aulank: thủy lực ngoại vi tái sinh và bao kín không phớt
Câu trả lời của chúng tôi cho một lưu chất mang khí là chọn một nguyên lý bơm đưa khí đi cùng chất lỏng thay vì tách nó ra, và bao kín bơm khi lưu chất còn nguy hiểm. Đó chính là mục đích mà các bơm xoáy của chúng tôi được chế tạo:
● Thủy lực ngoại vi tái sinh đưa khí đi cùng. Một cánh bơm tái sinh (ngoại vi) làm chất lỏng tuần hoàn lặp lại giữa các cánh của nó và một kênh bên khi nó đi quanh vỏ bơm, và sự tuần hoàn đó giữ khí cuốn theo trộn lẫn với chất lỏng và đẩy nó qua bơm thay vì để nó tách ra và tạo túi ở tâm. Lớp bơm này mang một tỷ lệ khí lớn hơn nhiều so với bơm ly tâm thường — các thiết kế tuabin tái sinh và kênh bên xử lý tốt khí cuốn theo, đến gần một nửa theo thể tích ở cấu hình phù hợp — nên nó tiếp tục bơm ở nơi một cánh bơm tiêu chuẩn sẽ bị khóa.
● Tự mồi và NPSH thấp. Chính sự tuần hoàn đó khiến bơm tự mồi: nó dọn khí ra khỏi đường hút và nâng chất lỏng lên mà không cần mồi tay mỗi lần khởi động, và nó chạy ở NPSH thấp, nên có thể hút một lưu chất dễ bay hơi gần điểm sôi, hoặc hút cạn một bồn xuống mức thấp, mà không xâm thực. Đó đúng là điều mà nước ngưng, môi chất lạnh và các lưu chất dưới áp suất hơi riêng của chúng cần.
● Cột áp cao ở lưu lượng thấp đến trung bình. Một bơm ngoại vi tái sinh cho cột áp cao ở lưu lượng vừa phải chỉ với một tầng — đó chính là nhiệm vụ mà hầu hết công việc chuyển và tuần hoàn lưu chất mang khí thực sự đòi hỏi: cấp một thể tích vừa phải ổn định ở áp suất cao, thay vì lưu lượng lớn.
● Bao kín không phớt ở nơi nguy hiểm. Các hóa chất thoát khí như hypoclorit có tính ăn mòn, còn dung môi dễ bay hơi, LPG và nhiên liệu nhẹ thì dễ cháy — không thứ nào được phép rò rỉ. Các bơm xoáy dẫn động từ và bơm xoáy rotor bọc kín của chúng tôi dẫn động cánh bơm qua một vỏ ngăn cách tĩnh không có phớt trục, nên không có phớt nào để một lưu chất mang khí, ăn mòn tấn công và không có đường rò rỉ. Đây chính là nguyên lý không rò rỉ đứng sau các bơm không rò rỉ của chúng tôi, áp dụng cho các lưu chất mang khí.
Cần nêu rõ các giới hạn. Việc bơm định lượng một chất khử trùng thoát khí ở lưu lượng rất thấp — vài lít natri hypoclorit mỗi ngày vào một đường ống nước — là địa hạt của bơm định lượng, nơi một bơm định lượng nhu động hoặc màng có tự khử khí giữ được mồi xuyên qua khí ở những lưu lượng mà một bơm chuyển không làm được. Một dòng đa pha thực sự giàu khí, loại mà một giếng dầu tạo ra, cần thiết bị chế tạo cho vận hành đa pha. Và một khí hóa lỏng rất lạnh như nitơ lỏng là một nhiệm vụ lạnh sâu riêng. Aulank cung cấp bơm xoáy và bơm dẫn động từ để chuyển và tuần hoàn các lưu chất mang khí, thoát khí và gần sôi; một liều vi lượng, một giếng đa pha thực sự hoặc một khí lạnh sâu đòi hỏi một loại bơm khác.
Các loại bơm và nguyên lý làm việc
Bơm xoáy dẫn động từ (MDW, MDH, MDS) — lưu chất mang khí nguy hiểm và dễ bay hơi
Khi lưu chất mang khí có tính ăn mòn, độc hoặc dễ cháy, bao kín được đặt lên trước. Các bơm xoáy dẫn động từ MDW, MDH và MDS kết hợp thủy lực tái sinh tự mồi mang khí với dẫn động từ không phớt — không có trục xuyên qua, không có phớt để rò. Đây là bơm để chuyển hoặc tuần hoàn một hóa chất thoát khí, một dung môi dễ bay hơi hoặc một môi chất lạnh khi lưu chất phải ở lại trong vỏ bơm. Dòng MDW là dòng mà Aulank đã cung cấp cho các nhiệm vụ chất lỏng flo hóa nhiệt độ thấp và chiller trong ngành bán dẫn, nơi một chất làm mát dễ bay hơi phải được di chuyển mà không có đường rò rỉ.
Bơm xoáy rotor bọc kín (PWH-PWD-PWM, MDP) — tuần hoàn kín ở cột áp cao
Các bơm xoáy rotor bọc kín PWH-PWD-PWM và bơm xoáy rotor bọc kín nam châm vĩnh cửu MDP đưa cùng thủy lực tái sinh đó vào một kết cấu động cơ bọc kín, với rotor quay bên trong lưu chất được bơm và động cơ được cách ly khỏi khí quyển. Đây là một cụm nhỏ gọn, được bao kín hoàn toàn để tuần hoàn ở cột áp cao một lưu chất mang khí hoặc dễ bay hơi trong một vòng kín — các vòng kiểm soát nhiệt, làm mát và hóa chất nhẹ nơi không gian chật hẹp và yêu cầu không rò rỉ.
Bơm cánh gạt và bơm bánh răng phù hợp ở đâu
Một bơm thể tích đưa một thể tích cố định mỗi vòng quay và có thể di chuyển một lưu chất có một chút khí cuốn theo mà không mất mồi, nên một bơm cánh gạt hoặc bơm bánh răng dẫn động từ là một lựa chọn khi lưu chất mang khí đồng thời có tính bôi trơn thấp hoặc phải được cấp ở một lưu lượng ổn định, độc lập với áp suất — ví dụ một dung môi dễ bay hơi hoặc một nhiên liệu nhẹ. Để có bức tranh đầy đủ về lưu chất loãng và dễ bay hơi, trang lưu chất độ nhớt thấp của chúng tôi bao quát dải đó; nơi trọng tâm là không phát thải rò rỉ, trang bơm không rò rỉ bàn trực tiếp về bao kín. Các lựa chọn loại và vật liệu trải khắp dòng bơm thể tích.
Giới hạn trung thực — vi định lượng và đa pha thực sự
Đối với việc phun hóa chất ở lưu lượng rất thấp mà thoát khí — định lượng natri hypoclorit hoặc hydro peroxit vào một dòng nước ở vài lít mỗi ngày — lựa chọn đúng là một bơm định lượng nhu động hoặc màng có tự khử khí, vì nó giữ được mồi xuyên qua khí ở những lưu lượng định lượng mà một bơm chuyển không làm được. Một dòng đa pha có tỷ lệ thể tích khí cao cần thiết bị được thiết kế cho vận hành đa pha. Aulank sẽ nói thẳng với bạn khi một nhiệm vụ rơi vào một trong hai vùng này, thay vì bán cho bạn một bơm sẽ không giữ được mồi.
Nơi bơm có xử lý khí giải quyết một vấn đề thực
Các lưu chất mang khí, thoát khí và gần sôi đi qua một lát cắt rộng của các ngành công nghiệp chế biến:
● Thu hồi và hồi lưu nước ngưng. Hút nước ngưng nóng ra khỏi một hệ thống hơi, nơi chất lỏng nằm gần điểm sôi và bốc hơi ngay khi áp suất hút chùng xuống — một bơm NPSH thấp, chịu khí giữ được mồi ở nơi một bơm ly tâm tiêu chuẩn bị khóa hơi.
● Tuần hoàn môi chất lạnh. Di chuyển môi chất lạnh và các lưu chất truyền nhiệt dễ bay hơi khác chạy gần điểm sôi và mang hơi, nơi bơm phải chịu khí mà không chết máy.
● Chuyển LPG và nhiên liệu nhẹ. Chuyển LPG, propan và nhiên liệu nhẹ dưới áp suất hơi riêng của chúng, nơi lưu chất bốc hơi ngay khi áp suất hút giảm và một bơm tự mồi, NPSH thấp giữ nó chuyển động.
● Chuyển dung môi dễ bay hơi. Xử lý axeton, cồn và chất pha loãng gần điểm chớp cháy — loãng và dễ bay hơi, với hơi cuốn theo và yêu cầu không rò rỉ cùng hiện diện.
● Chuyển hóa chất thoát khí. Chuyển natri hypoclorit, hydro peroxit và các hóa chất tương tự phân hủy và giải phóng khí trong đường ống — một bơm không phớt mang khí di chuyển chúng ở lưu lượng chuyển mà không cần xả liên tục như một bơm chọn sai đòi hỏi.
● Xả và làm cạn bồn. Hút một lưu chất dễ bay hơi xuống mức bồn thấp, nơi mức đang hạ kéo khí vào đầu hút và một bơm thông thường mất mồi trước khi bồn cạn.
Ghép bơm với nhiệm vụ mang khí hoặc hai pha
Làm điểm khởi đầu, cách ứng xử của khí trong lưu chất và yêu cầu về phát thải chỉ ra loại bơm — bao gồm cả những trường hợp trung thực nằm ngoài dải của một bơm xoáy:
| Lưu chất hoặc nhiệm vụ | Đặc tính lưu chất | Yêu cầu then chốt | Bơm khuyến nghị |
| Chuyển nước ngưng / gần sôi | Áp suất hơi cao, bốc hơi ở đầu hút | NPSH thấp, giữ mồi, mang hơi | Bơm xoáy dẫn động từ hoặc rotor bọc kín |
| Tuần hoàn môi chất lạnh / lưu chất nhiệt dễ bay hơi | Dễ bay hơi, hơi cuốn theo, không được rò | Chịu khí + bao kín không phớt | Bơm xoáy từ MDW / MDH / MDS |
| Chuyển LPG / nhiên liệu nhẹ | Loãng, dưới áp suất hơi riêng | Tự mồi, NPSH thấp, xử lý khí | Bơm ngoại vi tái sinh (xoáy) |
| Chuyển hóa chất thoát khí (hypoclorit, peroxit) | Ăn mòn, sinh khí theo thời gian | Bao kín không phớt + mang khí | Bơm xoáy dẫn động từ / rotor bọc kín |
| Định lượng lưu lượng thấp lưu chất thoát khí | Thoát khí ở lưu lượng định lượng | Giữ mồi ở lưu lượng rất thấp | Bơm định lượng nhu động / màng có khử khí (ngoài dải xoáy) |
| Dòng đa pha tỷ lệ khí cao | GVF rất cao, hai pha thực sự | Xử lý đa pha | Thiết bị đa pha chuyên dụng (ngoài dải xoáy) |
Bảng chỉ ra lựa chọn đầu tiên; lựa chọn cuối cùng phụ thuộc vào tỷ lệ thể tích khí, vào áp suất hơi so với cột áp hút sẵn có, vào việc khí là cuốn theo, hòa tan hay sinh ra do thoát khí, và vào việc lưu chất có phải được bao kín hay không.
Những cân nhắc chọn lựa then chốt
Khi bạn chọn một bơm cho một lưu chất mang khí hoặc hai pha, các thông số quyết định nó có chạy và giữ được mồi hay không là:
● Tỷ lệ thể tích khí (GVF). Dòng thực sự mang bao nhiêu khí, vì điều đó quyết định một bơm ly tâm tiêu chuẩn có khả thi hay không, một bơm xoáy có xử lý khí có phù hợp hay không, hoặc nhiệm vụ có phải là công việc đa pha hay không.
● Nguồn của khí. Khí là cuốn theo, hòa tan và thoát ra ở đầu hút, hay sinh ra do thoát khí — thoát khí nặng hơn theo nhiệt độ và nồng độ và tiếp tục sinh khí trong đường ống, nên bơm phải mang khí liên tục, chứ không chỉ dọn một túi khí ban đầu.
● Áp suất hơi và NPSH. Áp suất hơi của lưu chất so với áp suất hút sẵn có, quyết định sẽ có bao nhiêu bốc hơi và thoát khí và NPSH của bơm phải thấp đến mức nào. Nơi xâm thực là rủi ro chi phối, hãy xem hướng dẫn về xâm thực của chúng tôi.
● Bao kín. Lưu chất có đủ ăn mòn, độc hoặc dễ cháy để đòi hỏi một bơm dẫn động từ không phớt hoặc rotor bọc kín hay không, hoặc một bơm có phớt là đủ.
● Chuyển so với vi định lượng. Công việc là chuyển hoặc tuần hoàn một lưu lượng thực — nơi một bơm xoáy phù hợp — hay phun một dòng nhỏ giọt thoát khí, nơi thuộc về một bơm định lượng.
● Nhiệt độ. Lưu chất là nước ngưng nóng hay một môi chất lạnh, vì nền tảng bơm và vật liệu phải phù hợp với cả nhiệt độ lẫn khí.
● Chất mài mòn và chạy khô. Lưu chất có mang chất rắn hay không, điều loại trừ các khe hở làm việc chật của một bơm ngoại vi tái sinh, và nhiệm vụ có thể hút cạn đầu hút hay không — một bơm tự mồi dọn khí nhưng vẫn phụ thuộc vào chất lỏng để làm mát, nên rủi ro chạy khô đòi hỏi bảo vệ mức thấp.
Nhận một cấu hình bơm có xử lý khí cho quy trình của bạn
Hãy cho chúng tôi biết lưu chất và liệu nó mang khí cuốn theo, thoát khí hòa tan ở đầu hút hay thoát khí trong đường ống; áp suất hơi của nó và cột áp hút bạn có; lưu lượng và áp suất bạn cần; và liệu nó có phải được bao kín hay không. Đội ngũ kỹ thuật của chúng tôi sẽ cấu hình một bơm xoáy hoặc bơm dẫn động từ cho nhiệm vụ — hoặc nói thẳng với bạn khi câu trả lời đúng lại là một bơm định lượng hoặc thiết bị đa pha. Các lựa chọn loại và vật liệu trải khắp các dòng bơm xoáy và bơm thể tích.
Trao đổi với đội ngũ của chúng tôi: Liên hệ Aulank | WhatsApp: +86 13773157367 | Email: info@aulankpump.com
Đọc thêm: không rò rỉ · lưu chất độ nhớt thấp · ngăn ngừa xâm thực