Sinopec Qingdao Refining and Chemical Co., Ltd. (QRC) ha lanciato il “Progetto di miglioramento della sicurezza LPG (Anidride Maleica)” – un'iniziativa chiave di aggiornamento tecnologico e ampliamento della capacità sotto Sinopec. Ottimizzando le unità di lavorazione del GPL e la produzione di anidride maleica, il progetto ha significativamente migliorato la sicurezza, l'efficienza e le prestazioni ambientali delle operazioni unitarie. In questo sistema complesso, la selezione e l'utilizzo di apparecchiature di pompaggio core e delle relative tecnologie di tenuta dimostrano lo standard tecnico attuale delle soluzioni di trasferimento di fluidi di fascia alta nell'industria di processo.
Il progetto è stato progettato da Sinopec Shanghai Engineering Co., Ltd., che copre passaggi chiave dalla lavorazione delle materie prime alla produzione di prodotti. I mezzi trasportati includono olio termico ad alta temperatura, gas liquefatto infiammabile, prodotti chimici corrosivi e acqua industriale – tutti impostano requisiti molto elevati per le apparecchiature di pompaggio in termini di affidabilità della tenuta, compatibilità dei materiali e stabilità operativa a lungo termine. Come parte chiave per fermare la fuoriuscita di mezzi, la scelta dei sistemi di tenuta delle pompe ha un impatto diretto sul funzionamento sicuro e stabile dell'intero progetto.
Di seguito segue un'analisi delle soluzioni di tenuta per i tipici tipi di pompe nel progetto, dimostrando soluzioni tecniche ingegneristiche in diverse condizioni operative.
Pompa circolante di fondo assorbitore: Una scelta robusta per la resistenza alla corrosione
- Condizioni operative: Circola solvente povero (peso specifico 1.025) a 85℃.
- Materiale corpo pompa/parti bagnate: A-8 (acciaio inossidabile 316L)
- Soluzione di tenuta: PLAN 11 + 62
- Analisi della soluzione:
- PLAN 11 (Auto-lavaggio): Preleva fluido pulito dall'uscita della pompa per “docciare” direttamente la faccia della tenuta, svolgendo un ruolo centrale nel “raffreddamento e lubrificazione” – una soluzione classica e affidabile.
- 62 (Quenching/Spurgo): Inietta azoto all'esterno della tenuta per formare una “barriera gassosa”, prevenendo efficacemente l'ingresso di umidità e impurità nell'aria, evitando cristallizzazione o corrosione sul lato esterno dell'anello di tenuta e fornendo un “doppio assicurazione” per il funzionamento a lungo termine.
Pompa circolante di testa assorbitore: Un modello di efficienza per alta prevalenza
- Condizioni operative: Trasporta solvente ricco (peso specifico 1.017) a 70℃.
- Materiale corpo pompa/parti bagnate: A-7 (acciaio inossidabile 304L)
- Soluzione di tenuta: PLAN 11 + 61
- Nota: Simile alle condizioni operative della P-2410 ma con requisiti di prevalenza più elevati, la selezione enfatizza l'efficienza. La soluzione di tenuta si basa anche sul PLAN 11, con la soluzione PLAN 61 (spurgo) come configurazione di sicurezza standard per garantire un funzionamento stabile in condizioni di alta prevalenza.
Per condizioni di solvente corrosivo a temperatura media
- Mezzi tipici: Solventi organici come solvente povero e solvente ricco, 70~85℃, con lieve corrosività.
- Soluzione: PLAN 11 + 62 / 61
- Analisi della soluzione:
- PLAN 11 (Auto-lavaggio): Preleva i mezzi dall'uscita della pompa per lavare direttamente la faccia della tenuta, fornendo raffreddamento e lubrificazione – una soluzione di base per gestire fluidi puliti o leggermente contaminati.
- PLAN 62 (Spurgo con azoto): Adatto per scenari che richiedono la prevenzione di cristallizzazione o corrosione sul lato atmosferico, isolando l'aria attraverso una barriera di azoto.
- PLAN 61 (Spurgo con azoto + monitoraggio perdite): Combina funzioni di tenuta gassosa e monitoraggio delle perdite, adatto per scenari con requisiti di affidabilità più elevati.
- Scenari di applicazione: Circolazione del solvente, trasferimento di fluido assorbente e altre condizioni di operazione a bassa corrosività ma a lungo termine.
Pompa circolante del riboilatore dello stripper: Un “esperto di raffreddamento” che resiste a 193℃
- Condizioni operative: Trasporta miscela DBP + anidride maleica (peso specifico non specificato) a 193℃ – il “campione ad alta temperatura” nel progetto.
- Materiale corpo pompa/parti bagnate: A-8 (acciaio inossidabile 316L)
- Soluzione di tenuta: PLAN 21 + 53A
- Analisi della soluzione:
L'alta temperatura è il nemico delle tenute, che possono danneggiare direttamente i componenti della tenuta.- o PLAN 21 (Lavaggio con refrigeratore): Questo è cruciale perché il refrigeratore esterno assicura che il fluido di lavaggio ad alta temperatura operi a una temperatura sicura raffreddandolo prima di iniettarlo nella cavità della tenuta.
- o +53A (Sistema di barriera con raffreddamento): Questo design a doppia tenuta isola completamente il mezzo ad alta temperatura iniettando fluido di barriera pulito e raffreddato tra le due tenute. Non ci saranno perdite anche se la tenuta iniziale fallisce.
Per condizioni di mezzo termico ad alta temperatura e mezzi cristallizzabili
- Mezzi tipici: DBP + anidride maleica, olio di trasferimento di calore, ecc., >150℃, soggetti a coke o polimerizzazione.
- Soluzione: PLAN 21 + 53A
- Analisi della soluzione:
- PLAN 21 (Auto-lavaggio con refrigeratore): Riduce la temperatura del fluido di lavaggio attraverso uno scambiatore di calore per prevenire il guasto della tenuta causato dall'alta temperatura.
- PIANO 53A (Sistema di tenuta a doppia barriera pressurizzata): Crea una barriera affidabile adottando una struttura a doppia tenuta e iniettando fluido di barriera raffreddato nella cavità della tenuta a una pressione superiore a quella della cavità della pompa. La tenuta secondaria garantisce zero perdite di mezzo, anche nel caso in cui la prima tenuta fallisca.
- Scenari di applicazione: Rigeneratori, pompe di alimentazione dei reattori, pompe circolanti per fluidi termovettori ad alta temperatura, ecc.
Pompa circolante per acqua temperata: Un "Pragmatico" Economico e Affidabile
- Condizioni operative: Trasporta acqua industriale a 53℃ – pulita e mite.
- Materiale corpo pompa/parti bagnate: S-6 (ghisa)
- Soluzione di tenuta: PLAN 11 + 61
- Analisi della soluzione:
Per acqua fredda pulita non è necessaria una soluzione complessa; un semplice lavaggio con PIANO 11 è perfettamente sufficiente. Il +61 (quenching) qui è più una configurazione standard o una misura precauzionale, che riflette il principio di progettazione di perseguire l'estrema economia rispettando i criteri di sicurezza.
Per Condizioni di Mezzo Pulito e Mite
- Mezzi Tipici: Acqua industriale, acqua di raffreddamento, prodotti petroliferi a bassa viscosità, <60℃, puliti e privi di solidi.
- Soluzione: PIANO 11 + 61 (o tenuta singola)
- Analisi della Soluzione:
- L'autolavaggio di base (PIANO 11) soddisfa le esigenze di raffreddamento e lubrificazione, con una struttura semplice e costi contenuti. L'aggiunta del PIANO 11 serve principalmente come misura preventiva per far fronte a condizioni di lavoro impreviste o per migliorare l'affidabilità come configurazione standard.
- Scenari di Applicazione: Acqua temperata, acqua di raffreddamento, trasferimento di materie prime pulite e altre condizioni a basso rischio.
Pompa di Alimentazione: Il "Ultimo Bodyguard" per Sostanze Infiammabili ed Esplosive
- Condizioni operative: Trasporta gas liquefatto di propano e butano (peso specifico solo 0,47) a 41,8℃, con alta pressione di ingresso e alta tendenza alla vaporizzazione.
- Materiale corpo pompa/parti bagnate: A-8 (acciaio inossidabile 316L)
- Soluzione di tenuta: PIANO 11 + 72 + 76
- Analisi della soluzione:
Questa è una delle configurazioni di livello di sicurezza più elevato, che adotta una tenuta meccanica doppia.- +72 (Sistema di Fluido Buffer): Inietta fluido buffer pulito (es. glicole etilenico) con pressione più elevata tra le due tenute. Così, se la tenuta interna fallisce, la sostanza fuoriuscita è fluido buffer sicuro anziché gas liquefatto pericoloso, ottenendo la sicurezza intrinseca.
- +76 (Sistema di Raccolta Perdite): Raccoglie e monitora specificamente le micro-perdite di fluido buffer e attiva un allarme per ricordare la manutenzione.
Per Condizioni di Mezzo Infiammabile ed Esplosivo ad Alta Pressione
- Mezzi tipici: Gas di Petrolio Liquefatto (GPL), propano, idrocarburi leggeri, ecc. – facili da vaporizzare ed esplodere.
- Soluzione: PIANO 11 + 72 + 76
- Analisi della soluzione:
- PIANO 72 (Sistema di Iniezione Fluido Buffer): Inietta fluido buffer con pressione superiore a quella della cavità della pompa tra le tenute doppie (es. glicole etilenico), assicurando che la direzione della perdita sia dal fluido buffer verso l'interno della pompa, ottenendo la sicurezza intrinseca.
- PIANO 76 (Raccolta Perdite e Allarme): Monitora le perdite di fluido buffer in tempo reale, attiva tempestivamente gli allarmi e supporta la manutenzione predittiva.
- Scenari di applicazione: Pompe di alimentazione GPL, pompe di trasferimento di idrocarburi leggeri, pompe di alimentazione dei reattori e altre occasioni ad alto rischio.
Pompa per Sali Fusi: Un "Guerriero Impavidо" che Resiste alle Temperature Estremamente Alte
- Condizioni operative: Trasporta sali fusi (peso specifico ~1,9) – il mezzo è estremamente caldo e soggetto a solidificazione; si congela in solido non appena la pompa si ferma.
- Materiale corpo pompa/parti bagnate: C-6 acciaio legato Cr-Ni ad alta temperatura
- Soluzione di tenuta: Tenuta a Packing / Autolavaggio per Cuscinetti Lisci
- Analisi della soluzione:
In condizioni di temperatura estremamente alta, i componenti elastici delle tenute meccaniche tradizionali falliscono, quindi si seleziona la tenuta a packing più tradizionale.- Tenuta a Packing: Realizzata in treccia di grafite ad alta temperatura, consente una micro-perdita controllata; la piccola quantità di sale fuso perso lubrifica e raffredda semplicemente il packing e la manica dell'albero.
- Sistema di Autolavaggio: Preleva un flusso di sale fuso ad alta temperatura dall'uscita della pompa per lavare e lubrificare direttamente i cuscinetti lisci all'interno della pompa. Poiché nessun olio lubrificante può funzionare a 400℃, solo il mezzo stesso può essere utilizzato per la lubrificazione.
Per Condizioni di Mezzo a Temperatura Estremamente Alta e Solidificabile
- Mezzi Tipici: Sali fusi, asfalto ad alta temperatura, zolfo, ecc. – >300℃, soggetti a solidificazione allo spegnimento.
- Soluzione: Tenuta a Packing + Sistema di Autolavaggio
- Analisi della Soluzione:
- Tenuta a Packing: Utilizza packing in grafite ad alta temperatura o fibre di lega, consentendo micro-perdite per lubrificare e raffreddare la manica dell'albero.
- Autolavaggio: Preleva il mezzo ad alta temperatura dall'uscita della pompa per lubrificare i cuscinetti e le casse di tenuta, evitando l'uso di olio lubrificante esterno (soggetto a carbonizzazione).
- Caratteristica Progettuale: Sacrifica lo "zero perdite" per affidabilità e capacità anti-solidificazione, adatto per condizioni ultra-alta temperatura dove le tenute meccaniche tradizionali sono inadeguate.
- Scenari di Applicazione: Sistemi per sali fusi, trasferimento di asfalto, trasferimento di calore ad alta temperatura, ecc.
Il concetto ingegneristico secondo cui "i dettagli determinano il successo o il fallimento" è splendidamente incarnato nella selezione delle pompe per il progetto di anidride maleica di Qingdao Refining & Chemical. Ogni numero PIANO è una raccolta di soluzioni ingegneristiche intelligenti e metodiche che non sono semplici assemblaggi di attrezzature, ma riflettono anche una comprensione approfondita delle caratteristiche del mezzo e delle condizioni operative, nonché l'obiettivo finale di sicurezza e protezione ambientale.
Il funzionamento stabile dell'intera unità su larga scala nel progetto è stato garantito da Longgang Pump Industry, offrendo il supporto fondamentale più forte per la crescita dell'industria chimica e la sicurezza energetica nazionale.
