大流量的酸液泵送技術(shù)
德國博格豪森的 Wacker Chemie 股份公司試用了 600 m3/h(2650 美加侖/分)的氟塑料襯磁力泵。
在德國博格豪森 Wacker Chemie 公司“乙酰”生產(chǎn)單元，該泵的工作環(huán)境為 80 攝氏度(175 華氏度)的操作溫度，輸送介質(zhì)為乙酸、甲酸和乙醛的混合物，該泵輕松勝任了所有工作。通過使用 PFA(可溶性聚四氟乙烯)及聚四氟乙烯襯底的磁力泵 MNK 200-150-315 (8-6-12”)，操作工正在向全新而高效的領(lǐng)域邁進(jìn)，且費(fèi)用節(jié)省預(yù)計(jì)至少達(dá)到 70%。
化工行業(yè)的許多場合都需強(qiáng)制使用無排放泵(關(guān)鍵詞:如《德國潔凈空氣法案》規(guī)定的“TA-Luft”(空 氣質(zhì)量控制技術(shù)指令))，所以必須替換掉傳統(tǒng)的機(jī)械密封泵。Wacker Chemie 股份公司博格豪森廠的“乙?！鄙a(chǎn)單元內(nèi)所使用的一套設(shè)備就是一個(gè)好的樣例。
那么，究竟應(yīng)當(dāng)選擇哪一款無泄漏方案呢?由機(jī)泵中心維修中心主管 Richard Losbichler 領(lǐng)導(dǎo)的 41 人強(qiáng)大團(tuán)隊(duì)最有資格回答這些問題，“我們泵中心的5位員工向我們的同事提供有關(guān)各種連續(xù)流動(dòng)機(jī)械(即泵、壓縮機(jī)和通風(fēng)設(shè)備)的采購建議。
而機(jī)械維修中心負(fù)責(zé)維護(hù)這些裝置?！币虼?，工人們能夠準(zhǔn)確地判斷任意一款連續(xù)流動(dòng)機(jī)械(博格豪森大約安裝有 16000 臺這類機(jī)械) 的優(yōu)劣性能，而且他們熟知市場上這類產(chǎn)品的優(yōu)缺點(diǎn)。
MNK 200-150-315 型泵
在本案例中，公司內(nèi)部的發(fā)包單位為“乙酰供應(yīng)鏈”事業(yè)部的工程部門。設(shè)備維護(hù)工程師 Gerhard Bauer講述 15 位同事和自己的工作，他說，“我們要維護(hù)博格豪森‘聚合物’部的基本原料和技術(shù)設(shè)備，還要不斷 執(zhí)行任務(wù)優(yōu)化，從而確保設(shè)備能盡可能長時(shí)間地正常運(yùn)轉(zhuǎn)。此外，我們還需要保證各類環(huán)保要求得到遵守?！?/p>
“乙?！鄙a(chǎn)單元是 Wacker 集團(tuán)的一個(gè)重要的原料供應(yīng)單位，它具有復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。該部門從乙烯開始，通過Wacker制備出乙醛，在另一道氧化階段制備出甲酸，再用甲酸進(jìn)一步制成乙酸乙烯酯和乙烯酮。上述的泵需要在 50-80 攝氏度(120-175 華氏度)的溫度范圍內(nèi)輸送一種含有乙酸、甲酸和乙醛的強(qiáng)腐蝕性流體。
? 僅做到無排放是不夠的
雙作用機(jī)械密封系統(tǒng)(背對背設(shè)置)、屏蔽泵、以及金屬或塑料襯磁力泵理論上均可作為無排放技術(shù)。但是在這種特殊的場合下，可供選擇的方案非常有限， Richard Losbichler 解釋說：“金屬泵在高溫條件下輸送乙酸，會(huì)因?yàn)榱严陡g出現(xiàn)一些問題。
雙作用機(jī)械密封的主要問題出現(xiàn)在軸套上。金屬磁力泵可能會(huì)因?yàn)榱严陡g而在隔離套自身或是泵的其他部位上出現(xiàn)問題?！币虼?，氟塑料襯磁力泵很自然地成為了解決方案，但是早先在市場上的該種泵，均不能滿足所需的流量要求，即在 1450 轉(zhuǎn)/分的轉(zhuǎn)速下達(dá)到 300m3/h (1300美加侖/分)的流量。
因此，雖然存在腐蝕風(fēng)險(xiǎn)，公司依然安裝了金屬磁力泵，這導(dǎo)致了相對較高的運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用，以及每隔 6 到 12月一次的維護(hù)和修理費(fèi)用。
因此，Richard Losbichler 和他的團(tuán)隊(duì)亟需 Richter 公司在去年開發(fā)出一款適合的高性能氟塑料襯磁力泵。他說，“有關(guān)用于輸送類似腐蝕性介質(zhì)的可溶性聚四氟乙烯及聚四氟乙烯襯底的 MNK泵，我們具有豐富的經(jīng)驗(yàn)。我們相信，這種泵的使用壽命將會(huì)顯著大于之前使用過的泵。我們還期待其在整個(gè)生命周期內(nèi)的成本將會(huì)顯著降低?！?/p>
? 高腐蝕性介質(zhì)系列產(chǎn)品
Richter Chemie-Technik 公司是該領(lǐng)域的先驅(qū)，早在 1983 便展示了第一臺氟塑料襯磁力離心泵，即MCK 系列。
后來發(fā)展成為 MNK 系列：產(chǎn)品中所有與介質(zhì)接觸的部件，或者設(shè)置有一層高厚度的可溶性聚四氟乙烯氟塑料襯底(外殼、滑動(dòng)軸承座、葉片、轉(zhuǎn)軸和內(nèi)磁總成)，或者由固體聚四氟乙烯氟塑料制成(隔離套嵌塊)，或者由燒結(jié)碳化硅制成(滑動(dòng)軸承)。
內(nèi)、外磁總成之間的雙套系統(tǒng)杜絕了泄漏的發(fā)生：聚四氟乙烯氟塑料套嵌塊具有較強(qiáng)的耐腐蝕性，而由碳纖維復(fù)合材料制成的外套能夠承載壓力。
MNK 產(chǎn)品憑借其高可靠性、干運(yùn)轉(zhuǎn)能力、少于機(jī)械密封泵的維護(hù)、以及相對較低的全生命周期成本，具備令人信服的優(yōu)點(diǎn)，一經(jīng)上市，便迅速獲得市場認(rèn)可。
博格豪森的 Wack 公司也認(rèn)可了該產(chǎn)品：現(xiàn)在已有 750臺 Richter 泵在該公司投入使用。除了前述的各項(xiàng)強(qiáng)力性能和可靠性，該系列產(chǎn)品的部件還可在不同尺寸的產(chǎn)品之間相互更換，這在實(shí)際操作中也是一項(xiàng)重要的優(yōu)勢。
今天，MNK 產(chǎn)品已經(jīng)成為公認(rèn)的哈氏合金、Alloy20 合金、鉭、鎳等等特殊金屬制成的磁力泵的替代品。之所以能夠如此，原因不言而喻：MNK 的采購價(jià)格更低，不會(huì)產(chǎn)生渦流損耗，并且泵和備用部件的交貨時(shí)間 只有大約4至8周，而不是10周甚至超過20周。
2007 年 12 月，博格豪森安裝了可溶性聚四氟乙烯及聚四氟乙烯襯底的 MNK 200-150-315 型泵。該泵為單級無密封化學(xué)離心泵，屬于高負(fù)荷臥式設(shè)計(jì)，符合 EN 22858/ISO 2858/ISO 5199 的規(guī)定， 因此可以合規(guī)用于一系列工藝操作，例如氯電解和硫酸的生產(chǎn)和處理，當(dāng)然也可以用于輸送乙酸、甲酸和乙醛 的高溫混合物。
? 磁力泵最大可達(dá)到 600m3/h(2650 美加侖/分)
在今后的幾個(gè)月中，又會(huì)有 10 臺這種尺寸的泵在多家國際型化學(xué)公司投入使用，這些泵的最大流量為400m3/h(1750 美加侖/分)，輸送介質(zhì)為鹽酸和硫酸，工作溫度超過 150 攝氏度(300 華氏度)。
Gerhard Bauer
“乙酰供應(yīng)鏈”’部的設(shè)備維護(hù)工程師
“該泵自從 12 月初安裝以來，運(yùn)轉(zhuǎn)中從未出現(xiàn)任何問題，正如我們預(yù)期的那樣。該泵在運(yùn)行過程中十分安靜，這一直是一個(gè)好兆頭?！?/p>
結(jié)論：MNK 200-150-315 型泵大幅擴(kuò)展了“高腐蝕性介質(zhì)輸送泵”這一細(xì)分市場的性能范圍。
Wacker Chemie 公司的用泵條件相當(dāng)苛刻，設(shè)備維護(hù)工程師 Bauer 先生說：“該泵自從 2007 年 12 月初安裝以來， 運(yùn)轉(zhuǎn)中從未出現(xiàn)任何問題，正如我們預(yù)期的那樣。該泵在運(yùn)行過程中十分安靜，這一直是一個(gè)好兆頭。如果該泵在我們公司可以成功使用，那它一定可以勝任這一領(lǐng)域內(nèi)的其他任務(wù)，我們可以期待一筆可觀的費(fèi)用節(jié)省。”Richard Losbichle 和 Gerhard Bauer 均完全同意上述觀點(diǎn)。全生命周期成本節(jié)省預(yù)期可以達(dá)到 70%。
? WACKER CHEMIE 股份公司 RICHARD LOSBICHLER 的采訪
“物理難題”
Losbichler 先生，為什么可溶性聚四氟乙烯及聚四氟乙烯襯底的磁力泵是輸送高溫乙酸的最佳方案?
Losbichler：在 80 攝氏度(175 華氏度)左右的溫度下，乙酸會(huì)使原本存在于金屬泵上的裂隙發(fā)生裂隙腐蝕。在某些環(huán)境下，金屬泵每隔一段較短的時(shí)間就需要一次徹底檢修。另外，由 CFRP(碳纖維增強(qiáng)塑料)制成的隔離套比金屬套更受歡迎，因?yàn)楹笳邥?huì)不可避免地產(chǎn)生渦流損 失。
為什么之前市場上沒有這種規(guī)格的塑料襯磁力泵?
Losbichler：因?yàn)榇嬖谀承┪锢黼y題。例如，如此大的葉片會(huì)產(chǎn)生極高的離心力，所以當(dāng)我們向其他泵制造商提出請求的時(shí)候，他們拒絕了我們。而 Richter 公司已經(jīng)有一種這樣的泵正處在研發(fā)階段，只要完成長期的內(nèi)部測試，即可上市。他們還考慮了我們的需求。
您怎么評價(jià)這項(xiàng)開發(fā)帶來的機(jī)遇？
Losbichler：如果該泵滿足了產(chǎn)品規(guī)格中列出的各項(xiàng)要求，并且各項(xiàng)性能在當(dāng)前表現(xiàn)優(yōu)異，那么僅是相關(guān)的設(shè)備就還需要 8 臺泵。當(dāng)然，其他化學(xué)公司也會(huì)有相似的任務(wù)。當(dāng)我把該開發(fā)項(xiàng)目的報(bào)告遞交給“化工行業(yè)用泵” 項(xiàng)目組(德國化工協(xié)會(huì) VCI 的中央管理組織)之后，幾家公 司明確表示了他們對該尺寸 MNK 泵的興趣，這說明高流量的塑料襯磁力泵是有市場的。
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