Išmetamųjų dujų desulfuravimo siurblių, kurie yra pagrindinė pramoninių išmetamųjų dujų valymo sistemų įranga, konstrukcija tiesiogiai įtakoja sieros šalinimo efektyvumą, sistemos patikimumą ir ilgalaikes veiklos sąnaudas. Vis griežtėjančių aplinkosaugos taisyklių ir energijos struktūros transformacijos fone sieros šalinimo siurblių konstrukcija turi suderinti efektyvumą, bendradarbiavimo ir inžinerijos reikalavimus, atsparumą korozijai, stabilumą ir išmanųjį atsparumą korozijai. ir visapusiškas-gyvenimo ciklo optimizavimas. Šiame straipsnyje nagrinėjamos pagrindinės šiuolaikinių išmetamųjų dujų desulfuravimo siurblių projektavimo koncepcijos funkcinio pritaikomumo, medžiagų mokslo taikymo, konstrukcijos patikimumo ir energijos vartojimo efektyvumo optimizavimo požiūriu.
Funkcinis pritaikomumas: dizainas, pagrįstas proceso reikalavimais
Išmetamųjų dujų nusierinimo siurblių konstrukcija pirmiausia turi tiksliai atitikti techninius nusierinimo proceso parametrus. Kalkakmenio-drėgnas gipso sieros pašalinimas, pagrindinė technologija, reikalauja, kad siurblys stabiliai tiektų suspensiją (daugiausia sudarytą iš kalkakmenio dalelių, gipso kristalų ir vandens), kurios kietųjų dalelių kiekis yra 10–30 %, esant aukštam slėgiui (paprastai nuo 1,5 iki 6 MPa), o siurblio srautas gali viršyti20. m³/h). Todėl pradiniame projektavimo etape reikalingi CFD (skaičiuojamosios skysčio dinamikos) modeliai, siekiant optimizuoti sparnuotės srauto trajektorijos formą, kad būtų užtikrintas vienodas suspensijos pasiskirstymas dideliu -greičių sukimosi metu ir būtų išvengta susidėvėjimo ar kavitacijos, kurią sukelia vietinė turbulencija. Pavyzdžiui, atgal{10}}lenktas hiperboloidinis sparnuotė gali sumažinti ašinę jėgą daugiau nei 20 %, o efektyvumą padidinti 3 %-5 %. Be to, siurblio sandarinimo sistema turi būti pritaikyta prie srutų savybių. Mechaniniams sandarikliams dažnai naudojama dviejų galų kasetės konstrukcija kartu su praplovimo skysčio cirkuliacijos sistema, kad kietosios dalelės nepatektų į trinties porą. Esant labai korozinėms eksploatavimo sąlygoms, pirmenybė teikiama tarpiklio sandariklio ir mechaninio sandariklio deriniui, kai buferis įpurškiamas per išorinį sandariklio baką, kad būtų užtikrinta dviguba apsauga.
Proveržis medžiagų mokslo srityje: sinerginis korozijai ir atsparumo dilimui optimizavimas
Dėl labai korozinio (pH 4-7) ir abrazyvinio pobūdžio (kietųjų dalelių kietumas 5-6 pagal Moso skalę) sieros šalinimo suspensija kelia griežtus reikalavimus siurblio medžiagos patvarumui. Tradicinėse konstrukcijose dažnai naudojamas 316 l nerūdijantis plienas siurblio korpusui ir sparnuotėms, tačiau šios medžiagos atsparumas chlorido jonų korozijai yra ribotas ir yra linkusi į taškinę koroziją išmetamųjų dujų aplinkoje, susidariusią deginant daug sieros anglies. Šiuolaikinės dizaino koncepcijos pereina prie integruoto kelių komponentų lydinių ir kompozicinių medžiagų naudojimo. Pavyzdžiui, siurblių korpusai yra pagaminti iš CD4MCu dvipusio nerūdijančio plieno (chromo kiekis 24%-26%, molibdeno kiekis 2%-3%), o atsparumo taškams ekvivalentinis skaičius (PREN) viršija 40, o tai yra atspari ilgalaikei Sparnuotės yra pagamintos iš A49 (nikelio lydinio, kuriame yra 6% molibdeno ir 4% volframo), arba Stellite 6 lydinys (40% -60% volframo karbidas) yra suvirintas ant įprasto nerūdijančio plieno pagrindo, žymiai padidindamas sudrėkintų komponentų atsparumą dilimui. Pastaraisiais metais keraminių dangų (tokių kaip Al2O3-TiO2 kompozicinės dangos, kurių storis 0,3–0,5 mm) naudojimas dar labiau sumažino priežiūros išlaidas. Šis terminis purškimo procesas ant metalinio pagrindo sudaro tankų apsauginį sluoksnį, kurio kietumas viršija HV1500, o nusidėvėjimo greitis yra tik aštuntadalis įprasto nerūdijančio plieno. Struktūrinis patikimumas: perteklinis dizainas ir dinaminis balansavimas inžinerinėje praktikoje
Sieros šalinimo siurbliams paprastai reikalingas nepertraukiamas veikimo ciklas, didesnis nei 8000 valandų per metus, todėl konstrukcijoje pirmenybė turi būti teikiama vibracijos kontrolei ir įtempių koncentracijai. Siurblio veleno sistema yra vientisai nukalta iš didelio-stiprumo legiruotojo plieno (pvz., 2Cr13Ni4Mo). Baigtinių elementų analizė (FEA) optimizuoja veleno skersmens ir guolio tarpatramio santykį, nustatydama kritinį greitį, bent 1,5 karto didesnį už darbinį greitį, kad sumažintų rezonanso riziką. Didelės{10}}apkrovos cilindriniai ritininiai guoliai (pvz., NU serija) pirmenybę teikia atramos gale, kad išlaikytų radialines apkrovas, o kampiniai kontaktiniai rutuliniai guoliai (pvz., 72 serijos) naudojami ne{12}}varančioje pusėje, kad atlaikytų ir ašines, ir radialines jėgas, su automatine savaiminio išlygiavimo funkcija, skirta montavimui. Be to, jungtis tarp siurblio korpuso ir dujotiekio naudoja lanksčią kompensacinę jungtį, kad sugertų šiluminį plėtimąsi (ΔL Mažiau arba lygi ±5 mm) ir sumažintų įtempių perdavimą dėl pamatų nusėdimo arba temperatūros svyravimų. Dideliems sieros šalinimo siurbliams (galia didesnė nei 500 kW arba lygi) taip pat reikia integruoto internetinio stebėjimo modulio. Šiame modulyje naudojamas vibracijos jutiklis (atrankos dažnis 10 kHz), kad surinktų guolio sėdynės vibracijos greitį realiuoju laiku (ISO 10816 standartas). Kartu su temperatūros jutiklio duomenimis, jis naudoja mašininio mokymosi algoritmą, kad nuspėtų mechaninius gedimus ir sumažintų neplanuotų prastovų laiką daugiau nei 70%.
Energijos vartojimo efektyvumo optimizavimas ir intelektas: ekologiškos gamybos technologinis išplėtimas
Dėl pasaulinių „dvigubos anglies dioksido“ tikslų, energiją taupantis{0}}sieros šalinimo siurblio dizainas tapo pagrindiniu konkurenciniu pranašumu. Optimizavus sparnuotės mentės įleidimo kampą (1 paprastai yra 15 laipsnių -20 laipsnių) ir išleidimo kampą (2 yra 25 laipsniai -35 laipsniai) taikant trijų dalių srauto teoriją ir tiksliai valdant spiralinės diafragmos tarpą (δ Mažesnis nei 0,5 mm arba lygus 0,5 mm efektyvumas arba lygus jam), iki 5 8 % gali būti padidintas iki 5 8 %}2. (palyginti su maždaug 75 % tradicinio dizaino). Pažangesnė dizaino koncepcija apima nuolatinio magneto sinchroninio variklio (PMSM) tiesioginės pavaros sprendimą, pašalinantį reduktorių ir padidinantį transmisijos efektyvumą nuo 92 % iki 97 %, kartu sumažinant priežiūros sudėtingumą. Pažangus dizainas orientuotas į viso gyvavimo ciklo valdymą: siurblyje yra integruoti jutikliai daugeliui parametrų, įskaitant slėgį, srautą ir temperatūrą. Duomenys į debesį įkeliami per pramoninio daiktų interneto (IIoT) platformą. Naudojant skaitmeninę dvynių technologiją, sukurtas virtualus modelis, skirtas imituoti našumą skirtingomis darbo sąlygomis realiu laiku, padedant operatoriams dinamiškai reguliuoti veikimo parametrus (pvz., srauto reguliavimo diapazonas nuo 30% iki 110%). Kai kuriuose aukščiausios klasės gaminiuose jau naudojami AI pagrįsti adaptyvaus valdymo algoritmai, automatiškai reguliuojantys siurblio greitį pagal išmetamųjų dujų SO₂ koncentracijos pokyčius. Tai sumažina energijos sąnaudas 15–20%, išlaikant desulfuracijos efektyvumą.
Išvada
Išmetamųjų dujų desulfuravimo siurblių projektavimo koncepcija iš esmės yra sistemingas inžinerinių reikalavimų, medžiagų mokslo, gamybos procesų ir pažangių technologijų integravimas. Nuo funkcinio pritaikymo, kad atitiktų pagrindinius proceso parametrus, iki medžiagų naujovių, skirtų ekstremalioms eksploatavimo sąlygoms; Nuo ilgalaikio-struktūrinio patikimumo užtikrinimo iki energijos vartojimo efektyvumo patobulinimų, apimančių ekologišką ir mažai{2}}išskiriantį anglies dioksido kiekį, kiekviena dizaino detalė atspindi pagrindinį principą teikti pirmenybę patikimumui ir optimizuoti gyvavimo ciklo išlaidas. Ateityje, toliau tobulinant aplinkos apsaugos standartus ir giliai įsiskverbiant į pramonės 4.0 technologiją, sieros šalinimo siurblio konstrukcijoje daugiau dėmesio bus skiriama moduliacijai, mažam karbonizavimui ir savarankiškų sprendimų priėmimo galimybių plėtrai, suteikiant veiksmingesnius ir pažangesnius pramoninių išmetamųjų dujų valymo sprendimus.
