輕松地使用流程泵

文/ Hans-Jürgen Bittermann

輕松地使用流程泵

文/ Hans-Jürgen Bittermann

為什么智能泵還要求流程工藝規(guī)劃設(shè)計人員和操作者掌握專業(yè)技術(shù)方面的知識？——“News to Use”，專業(yè)媒體突出強調(diào)了新產(chǎn)品和它們的特性，這就是它們的核心DNA。在PROCESS雜志社舉辦的“2016年度流程泵技術(shù)論壇”中也展示了一些全新的流程泵，但主要是一些“Experience to Use”的流程泵，以便用戶繼續(xù)使用他們已安裝流程泵的使用經(jīng)驗。而最令人感興趣的是對這一問題的答復(fù)：為什么流程泵不能工作了？

誰要使用流程泵誰就要難得糊涂，泵所有的材料每年磨蝕0.1 mm時被視為“耐化學(xué)腐蝕”的。一個滑動密封圈絕非是密封的，每小時的泄露量為1g屬于正常的。誰要認(rèn)為密封填料真的是被結(jié)實地填進去、密封牢，誰不久就會看到這臺泵徹底失效。一臺“適合于”CIP原位清潔/SIP原位消毒的流程泵完成清理消毒之后早已不是達(dá)到了“衛(wèi)生級的干凈”。還有就是那些“自吸式”的流程泵在啟動之前也要向泵內(nèi)灌入液體。

在流程泵技術(shù)論壇地報告和討論中，盡是一些培訓(xùn)有素的流程泵操作者。但實際情況卻完全相反，凡是使用流程泵的企業(yè)，流程泵操作者的人數(shù)都在減少。這不是一個好的發(fā)展苗頭，選擇合適的流程泵需要深厚的流程泵專業(yè)知識和經(jīng)驗，而被輸送介質(zhì)也和輸送條件一樣，有著值得注意的最高優(yōu)先性。Eberhard Schlücker博士（Erlangen-Nürnberg大學(xué)流程機械和設(shè)備技術(shù)系教授，此次流程泵論壇的主持人）在他的開幕詞中說道：“被輸送介質(zhì)的構(gòu)成越復(fù)雜，流程泵的選擇和配置就越困難！”這時要注意的是，泵是在什么系統(tǒng)中工作的，“若流程泵系統(tǒng)與被輸送介質(zhì)不匹配，或者會產(chǎn)生相互影響，那您就等著麻煩來找您吧！”

2016年度流程泵技術(shù)論壇掠影：精彩產(chǎn)品展示和有桌上足球在內(nèi)的互動娛樂

Schlücker先生明確地說道，“始終有一些耐磨的低合金材料 ，但它們幾乎從未得到應(yīng)用?！?，磨損只能是減少磨損，絕不可能避免磨損。在這一認(rèn)識的基礎(chǔ)上，流程泵技術(shù)領(lǐng)域有著自己特有的經(jīng)營模式，專業(yè)的技術(shù)服務(wù)商年復(fù)一年地修理約4 000臺流程泵。Stefan Leuchternberger先生在他的報告中介紹了如何避免昂貴的流程泵維修成本和停產(chǎn)損失，大概不會對他的經(jīng)營帶來明顯的損失。

像以前一樣，使用流程泵時最常出現(xiàn)的錯誤是：失油干運行和“在合適的液體中運行”（這是非常危險的，因為很高的溫度會使液體介質(zhì)蒸發(fā)）。Leuchternberger先生給出的建議是：在壓力管道中使用能夠控制流程泵停止運行的IDM感應(yīng)式流量檢測儀?！白罴呀鉀Q方案就是使用通過變頻器調(diào)節(jié)流量的IDM流量檢測儀，它對流程泵配置的偏差也很寬容?！痹诹鞒瘫檬褂妹芊馓盍蠒r，填料密封蓋擰得過緊也被視為一種典型的流程泵配置錯誤。

他注意到，盡管今天已經(jīng)有許多成熟的流程泵監(jiān)控技術(shù)方案了，但大型化工企業(yè)中流程泵的損毀現(xiàn)象并沒有下降。這也是因為企業(yè)內(nèi)部的專業(yè)人員數(shù)量在不斷減少，流程泵生產(chǎn)廠家常常用電子技術(shù)來替代人員的專業(yè)技術(shù)。他的結(jié)論是：“要想減少流程泵的損壞，高素質(zhì)的人員是必不可少的！”立即開設(shè)一個新的職業(yè)培訓(xùn)工種“流程泵維修工”。雖然Leuchtenberger先生是一家技術(shù)服務(wù)企業(yè)的員工，但他堅信，每一個流程泵用戶都應(yīng)有足夠的流程泵專業(yè)技術(shù)知識和使用經(jīng)驗。但遺憾的是，從老一輩向年輕一代傳授流程泵技術(shù)訣竅的事情越來越少了。他建議分析薄弱環(huán)節(jié)，以便“找出和消滅漏洞！”最后，他堅信：“聽、看、感覺，始終比智能手機上的應(yīng)用軟件更有價值！”

Grundfos公 司 的 Rainer Schmitz先生認(rèn)為要區(qū)別對待，他的報告介紹了現(xiàn)代化流程泵“智能化連接”的機遇和前景。他估計沒有傳感器和沒有通信可能性的流程泵系統(tǒng)將會迅速明顯地失去市場。他認(rèn)為流程泵的一個重要任務(wù)就是有目的地使用多種多樣的流程泵數(shù)據(jù)，“用戶不使用的數(shù)字化是沒用的！”Schmitz先生堅持認(rèn)為，云不僅是一個數(shù)據(jù)存儲空間，而且也是數(shù)據(jù)分析的工具。他所領(lǐng)導(dǎo)的團隊目前正在為一家OEM生產(chǎn)廠開發(fā)模塊化的云技術(shù)解決方案。盡管進展令人興奮，但Schmitz先生仍然非常冷靜，數(shù)字化世界不是一蹴而就的，必須符合實際要求，在數(shù)字化問題上首先要設(shè)計并樹立起一個樣板項目。他建議盡快地開始，“在數(shù)字化時不要忘記用戶的管理層和決策層，用戶在招標(biāo)書中寫的東西半年就可能成為廢紙！”因此您的數(shù)字化方案要非常靈活。

迎接輔助型挑戰(zhàn)任務(wù)

拜耳公司的Manfred Thamm先生的報告介紹了制藥工業(yè)領(lǐng)域中的流程泵還要迎接一些輔助挑戰(zhàn)任務(wù)，為了保證藥品生產(chǎn)工藝流程的可靠性，對藥品生產(chǎn)設(shè)備和儀器儀表的衛(wèi)生性能和可清潔性能給予了最高地關(guān)注。這理所當(dāng)然地也適用于流程泵的設(shè)計，包括正確的材料選擇和安裝位置等，另外制藥設(shè)備輸送性能和功率的要求也是非常重要的。對流程泵來講，衛(wèi)生設(shè)計意味著要考慮到避免泵腔內(nèi)的衛(wèi)生死角，不可見區(qū)域地沖洗，內(nèi)圓弧半徑應(yīng)大于3 mm，原則上避免使用螺釘?shù)?。?jīng)常容易誤解的是，“當(dāng)一種泵聲稱具有CIP和SIP能力時并不意味著它按照CIP原理清潔后就是干凈的，相反只是說明該泵不用拆卸下來就可以在流程設(shè)備內(nèi)部完成清潔?！痹谕瓿蒀IP原位清潔之后的清潔程度還要單獨檢驗。

“提前失效的流程泵都是選擇不當(dāng)、維修不當(dāng)、安裝不當(dāng)?shù)牧鞒瘫茫部隙]有合乎規(guī)范地使用運行?！?Thamm先生清楚地說道。在流程泵啟動之前，向泵內(nèi)灌入液體是非常重要的。“工作運行期間失效的流程泵大多數(shù)都是因被輸送介質(zhì)地改變或者流程泵工作參數(shù)地改變而失效的?！盩hamm先生說，他的看法是流程設(shè)備操作者必須掌握流程泵工作運行的基本知識，“他們應(yīng)該知道什么能夠?qū)е铝鞒瘫檬А！?/p>

Netzsch公司的Robert Kurz先生對回轉(zhuǎn)式容積泵的表現(xiàn)非常滿意，“在輸送粘稠性介質(zhì)時，偏心式或回轉(zhuǎn)活塞式的容積泵都能勝任這樣的輸送任務(wù)?！边@不僅在理論上是可行的，而且在實踐中也有最好的實際案例。

初始情況是用戶利用回轉(zhuǎn)柱塞泵輸送焚燒爐外部污泥，其中干物質(zhì)含量最高可達(dá)32%（糊狀的，非流動性的）。由于管道系統(tǒng)設(shè)計（建筑條件的原因）的不合理，在35 m長的一段管道中每年都會受到損傷，每年支付的管道維修費和柱塞泵（液壓設(shè)備規(guī)律性的泄露是一種潛在的危險）維護保養(yǎng)、技術(shù)檢驗等費用的數(shù)額高達(dá)6為數(shù)。在改用了偏心螺桿泵之后，運營商支付的維護保養(yǎng)費用明顯地減少了。螺桿泵轉(zhuǎn)子的工作壽命也長達(dá)9 600 h，而它的能源效率還不太高。

Lewa公 司 的 Thomas B?ckenbrink先生是往復(fù)式容積泵的粉絲，正確地說，是高壓隔膜泵的熱衷粉絲。它是功率等級至流量200 m3/h、最高壓力至800萬 Pa時離心泵的高效替代方案嗎？或者是流程工業(yè)中的“隱形冠軍”嗎？B?ckenbrink先生介紹了這樣的事實，流程工藝用的隔膜泵的總效率在85%～93%之間，包括在部分負(fù)載工況下的效率?；て髽I(yè)用的隔膜泵在最佳工況下的效率也才只有80%（常常只有40%～60%），而且當(dāng)工作點變化時泵的效率會明顯降低。高速離心泵能夠達(dá)到的最大效率也只有60%，根據(jù)工作點的變化會很快地降低到25%～55%之間。當(dāng)然，流程工藝用隔膜泵的采購成本要高一些，但節(jié)約下來的采購成本與如此高的能源價格相比較就顯得微不足道了。

流程工藝用隔膜泵也有著非常好的使用靈活性，正像經(jīng)典地克服薄弱環(huán)節(jié)項目中所看到的那樣，要提高一臺甲酚生產(chǎn)設(shè)備的效率，解決方案是在現(xiàn)有的有限空間中將分解甲酚的高壓泵的壓力從300萬 Pa提高到500萬 Pa。實現(xiàn)這一技改方案的方法包括有限元法優(yōu)化（FEM）、流體動力學(xué)優(yōu)化的泵頭（CFD）、優(yōu)化隔膜行程、特殊的500萬Pa隔膜固定設(shè)計、專門的高壓麻密封（工作安全性）。

Daniel N?gel先生的報告突出強調(diào)了Feluwa公司研發(fā)生產(chǎn)的容積泵有著很高的能源利用效率，這種Ecotrans Multisafe型雙軟管隔膜泵附帶有活塞式壓縮機和旁路流量調(diào)節(jié)器，在工作安全性和可用性都樹立了一個新的標(biāo)桿。它只有軟管式隔膜、耐腐蝕抗磨蝕的控制閥以及集流管與被輸送的介質(zhì)相互接觸。圓柱形的軟管隔膜更加有利于被輸送介質(zhì)地流動，也保證了剪應(yīng)力敏感介質(zhì)地柔和輸送。它的使用壽命，在工作壓力為16萬 Pa時的平均無故障工作時間大于8 000 h，這是在高能量和大容量情況下的總效率。

小結(jié)

“輕松地使用流程泵”這一標(biāo)題有著雙重含義 ， 流程泵操作者在其日常工作中輕松地使用和操作流程泵，正確的選擇泵的類型和泵的材料以及符合操作規(guī)范的流程泵操作是最重要的；另一方面，流程泵本身也是輕松的，也就是要求符合操作規(guī)范的使用操作。 ●

流程泵論壇：技術(shù)交流的力量

流程泵技術(shù)論壇包含了松散物料運輸和流程泵技術(shù)兩大領(lǐng)域。這兩大領(lǐng)域之間有什么關(guān)聯(lián)嗎？肯定有，正如下面的實例所介紹的那樣，在論壇茶歇期間，某木材加工設(shè)備（木材加工，干燥木屑）生產(chǎn)廠的一位先生與一位泵技術(shù)專家有段對話。是什么把他們兩人聯(lián)系到了一起呢？木材加工設(shè)備生產(chǎn)商在使用導(dǎo)熱油時常常遇到麻煩。泵技術(shù)專家馬上建議他改用屏蔽電機泵或者柱塞式隔膜泵。這就是流程泵技術(shù)論壇的基本點：不同領(lǐng)域的專家們一起努力找出問題的解決方案。

本文作者系PROCESS德文版編輯。