
Когда слышишь про нефтехимические насосы до 200°C, многие сразу думают — обычные центробежные модели подойдут. А вот и нет: тут и материал корпуса играет, и уплотнения, и даже способ монтажа. У нас на объекте как-то поставили насос с чугунным корпусом на перекачку нагретого мазута — через месяц пошли трещины. Оказалось, чугун при циклических нагревах-остываниях ведёт себя непредсказуемо.
Для температур до 200 градусов чаще берём корпуса из легированной стали — скажем, 20Х13 или 12Х18Н10Т. Особенно если среда содержит сернистые соединения. Помню, на установке гидроочистки ставили насосы с корпусами из углеродистой стали, так через полгода появились очаговые коррозии в зоне рабочего колеса.
Уплотнения — отдельная история. Сальниковые уплотнения дешевле, но при 180-200°C требуют постоянного контроля забивки. Бессальниковые варианты с магнитной муфтой надёжнее, но чувствительны к перегреву — если жидкость начнёт кристаллизоваться, муфта проскальзывает. Один раз при запуске забыли прогреть трубопровод — результат — размагничивание муфты и срочный ремонт.
Подшипниковые узлы — их часто недооценивают. Для высокотемпературных режимов нужны смазочные материалы с высокой температурой каплепадения. Стандартный солидол при 150°C уже стекает, а специальные высокотемпературные пластичные смазки держатся до 200°C. Мелочь, но из-за неё подшипник может выйти из строя за неделю.
На установке пиролиза в Нижнекамске работали с насосами для горячего поглотительного масла. Температура — 190°C, давление на входе 0,8 МПа. Изначально стояли насосы с двойными торцевыми уплотнениями и охлаждением уплотнительной камеры. Но при остановках установки масло застывало в полостях уплотнений — при запуске происходил разрыв колец.
Перешли на схему с паровым обогревом корпуса и барботажем уплотнительной полости. Да, сложнее в обслуживании, но за три года — ни одного отказа. Кстати, для таких условий производитель насосов ООО Цзилинь Дунфан рекомендовал модель DFGH-80-200 с предварительным подогревом патрубков.
Ещё пример — перекачка рециркулирующего диэтиленгликоля на УПН. Температура 170°C, вязкость 18 сСт. Пробовали использовать стандартный химический насос, но возникли проблемы с кавитацией на входе. После расчётов перешли на модель с увеличенным диаметром всасывающего патрубка и изменённым углом атаки лопастей. Ресурс до ремонта вырос с 4000 до 8500 часов.
Самая частая ошибка — неучёт тепловых расширений трубопроводов. На одном из нефтехимических комбинатов насос после полугода работы 'повело' корпусом — оказалось, трубные линии были жёстко закреплены, и тепловые напряжения передавались на фланцы. Пришлось ставить компенсаторы.
Ещё момент — ориентация вала. Для высокотемпературных насосов с сальниковыми уплотнениями рекомендуют горизонтальное расположение вала. Но на тесных площадках иногда ставят вертикально — и тогда нижнее уплотнение работает в более тяжёлых условиях, изнашивается на 30-40% быстрее.
Запуск 'на холодную' — бич многих производств. При температуре среды ниже 120°C в насосах для 200°C могут возникать термические напряжения в зоне крышки и корпуса. Особенно критично для литых конструкций. Технологи ООО Цзилинь Дунфан всегда акцентируют: перед запуском прогреть корпус паром до температуры не менее 100°C.
При выборе нефтехимических насосов для температур до 200°C многие зацикливаются на основном параметре — подаче. Но не менее важны: минимальный расход для охлаждения подшипников, допустимое давление на входе, материал втулок вала. Для агрессивных сред иногда ставят втулки из карбида кремния — дорого, но при высоких температурах износ в 3-4 раза меньше, чем у обычной нержавейки.
Интересный случай был с насосами для перекачки бензола — температура 185°C. При расчётах не учли, что при такой температуре давление насыщенных паров бензола достигает 0,4 МПа. В результате на всасывании периодически возникала кавитация. Пришлось пересчитывать NPSH и поднимать давление в питающей ёмкости.
Для сложных сред — типа смол или полимерных растворов — иногда эффективнее использовать шестерёнчатые насосы, хотя КПД у них ниже. Зато лучше справляются с высоковязкими жидкостями при температурах близких к 200°C. На сайте dfshby.ru есть хорошие примеры расчётов для таких условий.
Сейчас многие переходят на насосы с системой мониторинга температуры в реальном времени — датчики в подшипниковых узлах, на корпусе, на патрубках. Это позволяет вовремя отслеживать перегрев. В ООО Цзилинь Дунфан Нефтехимическая Промышленность Насосов для критичных применений предлагают встроенные системы термоконтроля — дороже на 15-20%, но экономия на ремонтах окупает за год.
Интересное направление — использование керамических покрытий для рабочих колёс. При температурах около 200°C и наличии абразивных частиц ресурс увеличивается в 2-2,5 раза. Правда, есть ограничения по ударным нагрузкам — керамика хрупкая.
Из последних наработок — применение магнитных муфт с температурной стабилизацией. Раньше при приближении к 200°C возникали проблемы с потерей момента, сейчас используют редкоземельные магниты с более высокой точкой Кюри. На испытаниях в условиях Уфы такие насосы отработали 12000 часов без вмешательства.
Для температурного диапазона 180-200°C всегда закладывайте запас по NPSH не менее 1,2-1,3. На практике даже небольшие колебания давления или температуры могут вызвать кавитацию. Особенно это важно для легкокипящих углеводородов.
При монтаже обращайте внимание на тепловые компенсаторы — лучше ставить сильфонные, а не линзовые. Линзовые при циклических температурных нагрузках быстрее устают.
И главное — не экономьте на системе подогрева. Даже если насос будет работать не постоянно, предпусковой подогрев обязателен. Как показывает практика производителя нефтехимических насосов, 80% отказов в первые месяцы эксплуатации связаны именно с нарушениями температурного режима при запуске.