석탄 화학 공정에는 공정 산업에서 가장 까다로운 펌핑 조건이 포함됩니다. 고온, 고압, 높은 고형분 함량, 심한 마모 및 부식성 매체로 인해 펌프 신뢰성, 재료, 밀봉 및 유압 설계에 대한 엄격한 요구 사항이 적용됩니다.
석탄 화학 원심 펌프석탄 가스화, 직접 석탄 액화, 석탄-메탄올 및 석탄-액체 수소화 공정에 널리 사용됩니다. 일반적인 응용 분야에는 석탄 슬러리 펌프, 냉각수 펌프, 잠금 호퍼 순환 펌프, 슬러리 이송 펌프, 린 메탄올 펌프, 수소화 순환 펌프 및 수소화 공급 펌프가 포함됩니다.
1. 석탄 화학 공정의 원심 펌프
석탄 가스화
석탄 가스화 시스템은 석탄 슬러리 이송, 냉각수 순환 및 슬래그수 처리를 위해 펌프를 사용합니다. 저압 석탄 슬러리 펌프는 고농도 슬러리를 분쇄 시스템에서 저장 탱크로 운반하는 반면, 고압 석탄 슬러리 펌프는 슬러리를 가스화기로 운반합니다.
냉각수, 오수 및 잠금 호퍼 순환 펌프는 재와 고체 입자가 포함된 고온수를 처리합니다. 이러한 응용 분야에는 내마모성 유압 부품, 안정적인 기계적 씰 및 견고한 압력 지지 구조가 필요합니다.
직접 석탄 액화
직접 석탄 액화는 고온, 고압 및 수소화를 결합합니다. 수소화 순환 펌프 및 슬러리 펌프는 기체, 액체 및 고체 입자를 포함하는 다상 매체를 처리할 수 있습니다.
가혹한 고온 슬러리 서비스의 경우 이중 케이싱 구조, 고경도 합금, 특수 밀봉 시스템 및 열 관리가 중요한 설계 고려 사항입니다.
석탄에서 메탄올로
저온 메탄올 세척 시스템에서 린 메탄올 펌프는 넓은 온도 범위에 걸쳐 메탄올을 순환시킵니다. 균형 잡힌 유압 설계를 갖춘 수평형 다단 원심 펌프는 안정적인 작동과 안정적인 밀봉이 필요한 곳에 일반적으로 사용됩니다.
석탄에서 액체로의 수소화
수소화 공급 펌프는 고온 및 고압의 오일 기반 매체를 반응기에 전달합니다. 이러한 펌프는 일반적으로 적용 가능한 석유화학 서비스를 위해 고압 다단계 구성, 이중 케이싱 구조 및 API 610 준수 설계가 필요합니다. API 610은 석유, 석유화학 및 천연가스 공정 서비스에 사용되는 원심 펌프에 대한 요구 사항을 정의합니다.
2. 주요 설계 요구사항
이중 케이싱 구조
A BB5 이중 케이싱 다단 원심 펌프고압 서비스에 널리 사용됩니다. 외부 케이싱은 압력 억제 기능을 제공하고 내부 펌프 카트리지에는 유압 구성 요소가 포함되어 있습니다. 이 구성을 사용하면 메인 케이싱을 이동하거나 주요 프로세스 배관을 분리하지 않고도 유지 관리를 위해 카트리지를 쉽게 제거할 수 있습니다.
내마모성 재료
석탄 슬러리에는 고농도의 연마성 고형물이 포함될 수 있습니다. 온도, 압력 및 슬러리 특성에 따라 펌프 구성 요소는 고경도 합금, 스테인리스강 또는 기타 내마모성 재료를 사용할 수 있습니다. 유압 통로, 임펠러 및 교체 가능한 마모 부품은 실제 입자 농도 및 크기에 따라 설계되어야 합니다.
기계적 밀봉
펌프가 고온, 고압, 독성 또는 가연성 매체를 처리할 때는 밀봉이 중요합니다. 기계적 밀봉 배열은 작동 온도, 압력, 매체 특성 및 해당 API 682 요구 사항에 따라 선택해야 합니다.
축 추력 제어
다단 펌프는 상당한 축방향 힘을 생성합니다. 연속 임펠러 배열, 균형 장치 또는 기타 유압 추력 제어 설계는 잔류 축 하중을 줄이고 베어링 수명을 향상시킬 수 있습니다. 자체 균형 다단계 설계는 적절한 응용 분야에서 기존 균형 구성 요소에 대한 의존도를 줄일 수도 있습니다.
열 관리
석탄 화학 펌프는 넓은 온도 범위에서 작동할 수 있습니다. 열팽창은 케이싱 정렬, 간격 및 밀봉 성능에 영향을 미칠 수 있습니다. 따라서 적절한 예열 절차, 냉각 장치 및 열 보상은 고온 서비스에 중요합니다.
3. 표준 및 효율성
API 610은 해당 석유 및 석유화학 서비스에 사용되는 원심 펌프에 대한 중요한 참고 자료이며, API 682는 펌프 샤프트 밀봉 시스템에 대한 요구 사항을 제공합니다.
중국 석탄-액체 화학 산업의 저압 석탄 슬러리 펌프에 대해 NB/T 11685-2024는 최대 70wt%의 고형분 함량, 700~2000cP의 점도, 최대 3mm의 입자 크기 및 최대 3.0MPa(G)의 출구 압력을 갖는 석유-석탄 슬러리 또는 물-석탄 슬러리를 처리하는 원심 펌프에 대한 요구 사항을 지정합니다. 이 표준은 2024년 9월에 발행되었으며 2025년 3월 24일에 시행되었습니다.
중국의 GB 19762-2025는 원심 펌프에 대한 최소 허용 에너지 효율 값과 에너지 효율 등급을 설정하고 2026년 3월 1일부터 발효되었습니다.
4. 석탄 화학 응용 분야를 위한 신뢰할 수 있는 펌프 솔루션
석탄 화학 원심 펌프를 선택하려면 유량과 수두를 일치시키는 것 이상이 필요합니다. 매질 특성, 고형물 농도, 입자 크기, 온도, 압력, 점도, 부식, 밀봉 요구 사항 및 설치 조건을 모두 고려해야 합니다.
고압적이고 까다로운 프로세스 서비스를 위해API610 펌프, BB5 이중 케이스 다단 원심 펌프 또는 맞춤형 내마모성 다단 펌프는 실제 작동 조건에 따라 선택할 수 있습니다.
응용 분야별 유압 설계, 재료 선택, 밀봉 솔루션 및 성능 테스트를 통해 원심 펌프는 석탄 가스화, 석탄 액화, 메탄올 생산 및 석탄-액체 수소화 시스템 전반에 걸쳐 안정적인 서비스를 제공할 수 있습니다.