Spiegazione dei tipi di pompe centrifughe: guida completa alla classificazione degli impianti chimici

Scegliere una pompa centrifuga per un processo chimico non è mai solo una questione di flusso e prevalenza. Un ingegnere di processo che sceglie una pompa di trasferimento API 610 deve decidere tra una configurazione sospesa e una tra cuscinetti, un rotore a stadio singolo o multistadio e un involucro orizzontale o verticale. Inoltre, l'architettura della tenuta può essere una tenuta meccanica convenzionale o un accoppiamento a trascinamento magnetico. Ogni scelta modifica il programma di manutenzione, il budget dei pezzi di ricambio e il comportamento della pompa quando il processo diventa inadeguato. Questa guida spiega il tipi di pompa centrifuga che contano davvero in un servizio corrosivo, abrasivo e ad alta temperatura e fornisce un quadro per selezionare quello corretto al primo passaggio.

Quattro assi di progettazione determinano ogni tipo di pompa centrifuga

Una pompa centrifuga è classificata in base a quattro assi di progettazione: disposizione della girante, posizione del supporto del rotore, orientamento del corpo e architettura delle tenute. Lo standard API 610, la specifica più ampiamente seguita per le pompe petrolchimiche, le formalizza nelle configurazioni OH (sospese), BB (tra cuscinetti) e VS (verticali). Sapere in quale categoria rientra una pompa ti dice la portata dei cuscinetti, la disposizione di aspirazione e il percorso di manutenzione previsto prima ancora di aprire una scheda tecnica.

Ad esempio, una pompa OH2 ha un singolo set di cuscinetti e un alloggiamento separato, mentre una pompa BB2 ha due set di cuscinetti e un involucro diviso assialmente. Queste differenze strutturali non sono estetiche; determinano come viene mantenuta la pompa e cosa succede quando perde acqua di scarico. Le schede dati seguenti riassumono le differenze strutturali che guidano la maggior parte delle decisioni di selezione.

Fase singola o multistadio: come l'allestimento cambia la portata e i costi

Se la prevalenza richiesta può essere prodotta da una girante alla velocità disponibile, una pompa monostadio è la scelta più economica in termini di costo, efficienza e manutenzione. Una pompa a sbalzo monostadio eroga circa 20-150 mt di prevalenza a 2900 giri/min. Ciò copre la maggior parte delle attività di trasferimento di sostanze chimiche, dal dosaggio dell'acido alla circolazione dell'acqua di processo. L'albero corto mantiene la tenuta meccanica a portata di mano e l'intera girante può essere rimossa senza disturbare le tubazioni di aspirazione.

Pompa chimica orizzontale monostadio per liquidi corrosivi Questa pompa della serie CZ soddisfa il servizio monostadio descritto, offrendo un trasferimento chimico affidabile con conformità DIN/ISO. È adatto a liquidi a bassa e alta temperatura, compresi fluidi corrosivi e granulari, rendendolo una scelta pratica e standard per molte industrie di processo. Visualizza il prodotto →

Una pompa multistadio impila le giranti in un unico involucro e ogni stadio aggiunge il proprio incremento di prevalenza. La prevalenza totale è additiva, quindi i rotori multistadio raggiungono i 2000 m o più. Ciò li rende l'unico tipo pratico per l'alimentazione di caldaie, sistemi di lavaggio ad alta pressione e linee di riciclo a flusso minimo nelle unità di raffinazione. Lo svantaggio è un albero più lungo, più cuscinetti e più anelli di usura, il che aumenta sostanzialmente il costo di manutenzione complessivo.

Sbalzo e tra cuscinetti: cosa controlla la configurazione dei cuscinetti

Una pompa sospesa supporta la girante su un'estremità dell'albero con un unico set di cuscinetti. La girante è a sbalzo oltre i cuscinetti. A questa famiglia appartengono i tipi API 610 OH1, OH2, OH3 e OH4. Nella configurazione OH2, la girante ha un'aspirazione singola e l'albero è relativamente corto, il che mantiene bassa la deflessione e prevedibile la durata della tenuta.

Allo stesso tempo, una pompa intercuscinetto posiziona la girante tra due supporti dei cuscinetti, come nei tipi da BB1 a BB5. Ciò modifica la geometria della girante disponibile. Una girante a doppia aspirazione si adatta solo a un design a cuscinetti intermedi e bilancia la spinta assiale per produrre portate molto più elevate. Se il vostro servizio richiede più di 1.000 m3/h, la configurazione tra cuscinetti è solitamente la linea di base, non una scelta.

Installazione orizzontale e verticale: spazio sul pavimento e NPSH

Le installazioni orizzontali sono la soluzione predefinita negli impianti di processo perché il rotore è facile da allineare e ispezionare. Le installazioni verticali vengono scelte quando lo spazio del terreno è limitato o quando la pompa deve avviarsi con battente di aspirazione positivo pari a zero. Una pompa di raccolta verticale (VS4) è la risposta corretta per un parco serbatoi o un pozzo di raccolta in cui il livello del liquido si trova al di sotto della linea centrale della pompa.

Le pompe verticali in linea si montano direttamente nelle tubazioni, eliminando la piastra base della pompa e riducendo l'ingombro. Le pompe a turbina verticale, d'altra parte, sono costruite con sezioni modulari della vasca e sono comuni nei sistemi di raffreddamento dell'acqua e dell'acqua antincendio dove la sorgente è un pozzetto o un bacino della pompa. Le pompe verticali costano di più per unità di prestazione, ma possono essere l'unico modo per soddisfare un layout ristretto o un requisito di NPSH basso.

Pompe centrifughe a trascinamento magnetico: il tipo senza tenuta

Una pompa centrifuga a trascinamento magnetico sostituisce la tenuta meccanica con un accoppiamento magnetico, eliminando completamente il percorso di perdita dinamica. Il gruppo del magnete esterno ruota con il motore e aziona un rotore del magnete interno collegato alla girante. Un guscio di contenimento separa la parte bagnata da quella asciutta. Poiché non è presente un'interfaccia di tenuta dinamica, le uniche perdite possibili avvengono attraverso guarnizioni statiche, che possono essere monitorate con il contenimento secondario.

Pompa a trascinamento magnetico senza tenuta per liquidi pericolosi La pompa magnetica CQB elimina le guarnizioni dinamiche, prevenendo completamente le perdite. È ideale per fluidi infiammabili, tossici o preziosi in cui il guasto della tenuta è inaccettabile e i suoi materiali resistenti alla corrosione gestiscono in modo sicuro i fluidi aggressivi. Visualizza il prodotto →

Questo tipo è la prima scelta per solventi pericolosi, sostanze chimiche cristallizzanti e acidi aggressivi in cui un guasto della tenuta meccanica creerebbe un rischio per la sicurezza o per l'ambiente. Le pompe a trascinamento magnetico riducono inoltre i piani di flussaggio delle tenute e i sistemi di supporto richiesti dalla norma API 682. In un mezzo corrosivo, le parti bagnate sono spesso rivestite con fluoroplastica e i magneti di azionamento consentono alla pompa di funzionare a secco per brevi periodi quando il processo aumenta.

Confronto tra i principali tipi di pompe centrifughe nei servizi chimici

La tabella seguente condensa le differenze pratiche tra le quattro famiglie di pompe. È uno strumento di screening di primo passaggio per un ingegnere di processo che passa da un punto di lavoro a una lista ristretta. I tipi di pompe centrifughe qui mostrati dominano i servizi dei processi chimici.

Come selezionare un tipo di pompa centrifuga per processi chimici reali

Iniziare dal punto di servizio peggiore, non dal punto operativo normale. Il punto di lavoro al flusso massimo, alla prevalenza massima e alla temperatura di processo più calda imposteranno la dimensione della pompa. Raccogli le proprietà del fluido e i vincoli del sito, quindi utilizza la tabella per eliminare le famiglie.

• Portata superiore a 1000 m3/h: scegliere una pompa a doppia aspirazione tra cuscinetti.
• Salto superiore a 150 m: passa a un design a più stadi.
• Sostanze corrosive al di sotto di pH 3: utilizzare una pompa centrifuga rivestita in fluoroplastica.
• Requisito di zero perdite: scegli una pompa a trascinamento magnetico senza guarnizioni.
• Spazio limitato o aspirazione scarsa: utilizzare una pompa verticale.

Pompa centrifuga rivestita in fluoroplastica per acidi aggressivi La pompa FSB utilizza parti a contatto con il fluido in fluoroplastica per resistere agli acidi forti, agli ossidanti e ai mezzi corrosivi. Il suo design senza guarnizioni previene i gocciolamenti, rendendolo un cavallo di battaglia affidabile per le industrie chimiche, farmaceutiche e di trasformazione con compiti impegnativi. Visualizza il prodotto →

L'acido solforico, la sostanza caustica, la salamoia e il cloro umido si comportano tutti diversamente in una pompa centrifuga. Per fluidi aggressivi al di sotto di pH 3, una pompa centrifuga rivestita in fluoroplastica con girante aperta o semiaperta è il cavallo di battaglia affidabile. Per un servizio che non tollera alcun gocciolamento, una pompa a trascinamento magnetico senza tenuta è la scelta più sicura, anche se la sua efficienza è leggermente inferiore rispetto a una pompa a tenuta.

Nel primo mese si manifesta un errore di selezione: mancato lavaggio delle guarnizioni, rumore di cavitazione o guasto della testata. L’NPSH disponibile è spesso il fattore limitante. Se la pompa deve sollevarsi da un pozzetto aperto, una configurazione verticale o una pompa autoadescante è la soluzione più sicura. Rivedere i criteri di selezione della pompa API 610 prima di impegnarsi, soprattutto quando il fluido è acido o l'unità funziona ad alta temperatura. Un pieno Guida alla selezione delle pompe per processi petrolchimici è disponibile sul nostro sito web.

Domande frequenti sui tipi di pompe centrifughe