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为什么双螺杆泵能够很好地处理不同粘度和特性的液体

双螺杆容积泵为许多化工批处理应用提供性能解决方案。通常,双螺杆泵是“最后的手段”,因为它们可以解决许多泵送挑战,但这项技术并不广为人知。相比离心泵,双螺杆泵的单价可能更贵,然而,当比较双螺杆泵优化的系统的总拥有成本(TCO)时,双螺杆泵很快成为一个有吸引力的选择。

在任何应用中,如果该过程可能涉及气穴、某些气体或蒸汽含量、流量、温度、压力、液体特性或粘度特征有变化的风险,则应考虑使用双螺杆泵。双螺杆性能在经历一种或多种变化的化学工艺和输送应用中,以及在任何可能难以达到或超过其他更常见泵极限的操作条件下,都具有优越性。
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化学加工应用中的双螺杆设计能够以高达3000立方米/小时(m3/h)的流速流动,压差超过100bar,产品温度高达400摄氏度(752华氏度),产品粘度从小于1厘泊(cP)到1000000厘泊(cP),使其成为一种经久耐用的机械。它们可以处理化工制造和加工业中存在的各种工艺条件,如干运行、自吸、大容量范围、冲洗、清洁和流量控制。

变频驱动(VFD)是双螺杆泵的有力支撑技术。如今,使用VFD可以让用户充分利用双螺杆泵的灵活性,因为泵的功率取决于转速,并且不受压差的影响。使用VFD,用户可以通过控制转速,进而控制从10%到100%的全部性能范围。

在启动、运行、维护和停机期间评估TCO时,双螺杆泵可能是最经济的解决方案。

Houttuin双螺杆技术的基本原理

双螺杆泵能够在批处理过程中处理粘度范围扩大的多种液体或产品。除含有夹带气体的液体外,它们还可以应对各种液体特性,如润滑、非润滑、腐蚀性和研磨性液体。

离心泵的叶轮会在叶轮孔处形成低压区域,当泵送含有夹带气体的液体时,气体将在此时分离和收集,这种现象,被称为蒸汽锁定。蒸汽锁定发生时,孔洞处的气体会限制液体流经叶轮。

纠正蒸汽堵塞的唯一方法是清除气体。这包括停止泵、排出系统中的空气并重新启动泵。双螺杆是容积式泵,进入泵腔的夹带气体随泵排出的液体一起排出,因为泵排出口与泵吸入口隔离,所以不存在蒸汽锁定。

双螺杆泵的第二个好处是能效。双螺杆和其他旋转容积泵的容积效率一样,随着粘度的增加而增加。这是因为内部间隙在密封泵腔时变得更加有效。

由于其设计,离心泵的容量和效率会随着粘度的增加而降低。离心泵的内摩擦损失将随着粘度的增加而增加,导致容量、扬程和效率降低。离心泵的容量也会随着系统压力的变化而变化,因此需要额外的控制装置,如控制阀和变速驱动装置。

双螺杆泵对于泵进口动压降的要求(NPSHr)较低。这允许用户用一个泵,设计泵送不同的液体。双螺杆泵的NPSH较低,因为它降低了液体进入泵室的阻力;气蚀的产生,就是随着流动阻力的增加,产生的压降也会增加,从而增加气蚀的可能性。

双螺杆泵如何降低液体流动阻力,在设计系统的过程中,应包括以下特点:

•分流通道,将流入的液体分流至输出端

•泵室内较低的轴向速度,这是泵转速和选定螺距的函数

•避免液体加速
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典型的间歇过程可能涉及随着间歇过程的进行,泵送材料的产品和成分的特性发生变化。每种类型的产品在分批处理过程中都需要一定的压力和温度,以启动适当的化学反应。这些反应通常需要一台泵,该泵可以使产品从反应堆容器通过热交换器循环,然后返回容器。因此,泵必须能够处理从反应物特性到最终产品的全部产品粘度,并且能够在每批反应后排空反应器。

低NPSHr和干运行能力在这一阶段变得非常重要,因为反应堆中的任何产品都不可用

供进一步使用。用低液位泵出反应器,并用气塞排空,再加上泵的干运行能力,可以提高工厂效率和稳定性。双螺杆泵的机械密封支撑和由刚性正时齿轮保持的内部间隙使其能够满足这一工艺要求。这使得双螺杆泵能够泵送溶剂或苛性碱清洗循环中涉及的低粘度液体,以及反应器中产生的高粘度最终产物。
其他设计注意事项

Houttuin双螺杆泵的设计为泵体和固定箱外壳提供了可选的护套,在启动、关闭、清洁循环和异常情况下增加了额外的操作灵活性。螺丝孔和螺距可以定制,以满足特定的操作要求,提供特定的应用效率。还可以定制固定盒,以提供多种行业标准密封方案。许多型号包括一个转子设计,该设计提供了一个后拉出功能,以帮助检查和维护。这样就无需干扰管道或驱动器。

特殊的硬质涂层,如陶瓷、铬、镍和钴基材料,也可用于增加关键泵送表面(如阀体孔和螺钉)的耐磨性。泵壳可由任何可加工合金制成,具体取决于应用的防腐要求。泵的制造材料包括铸铁、球墨铸铁、白口铸铁、镍电阻、钢、低温钢、不锈钢、双相不锈钢和哈氏合金。

流量控制与能量回收

Houttuin双螺杆泵将流体输送到由螺杆形成的封闭室内。因此,泵的容量直接且主要取决于泵的速度。泵速控制将允许用户优化过程控制。流量控制是泵速度的函数。只要泵的出口压力高于进口压力,它就可以像泵一样工作,为流体增加能量,消耗能量。

然而,当入口压力高于出口压力时,泵将充当液压马达并进行回热
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