Guide complet du refroidissement des pompes de procédés chimiques

Dans les procédés pétrochimiques, la fiabilité des pompes dépend en grande partie d’un contrôle efficace de la température. Le système de refroidissement sélectionné pour différentes températures de fluide a non seulement un impact sur la durée de vie de l'équipement, mais affecte également directement les coûts d'exploitation.

En tant que chercheur en pompes pétrochimiques, je décomposerai la stratégie de configuration de refroidissement la plus scientifiquement solide, basée sur trois seuils critiques de température du fluide.

I. Points de démarcation clés de la température : comment choisir un plan de refroidissement ?

En fonction de la gravité des conditions de service chimique, les stratégies de refroidissement peuvent être classées selon les trois niveaux suivants :

1. Conditions de température normales et moyennement basses (< 120°C)

Pour les fluides propres dont la température de transport est inférieure à 120 °C, tels que les solutions acide/base à température ambiante ou les solvants organiques, la plupart des pompes de procédés chimiques ne nécessitent pas de système de refroidissement externe. Dans ce cas, la pompe s'appuie sur le fluide de procédé lui-même pour la lubrification et le refroidissement, offrant une structure simple et de faibles coûts de maintenance.

⚠️ Remarque :

Si le fluide est sujet à la cristallisation ou contient des particules solides, un raccord de rinçage étanche doit être prévu sur le corps de la pompe, même à basse température, et une conduite de rinçage externe doit être installée. Le liquide de rinçage empêche efficacement les particules de pénétrer dans les faces du joint ou les cristaux de se déposer sur la bague d'étanchéité fixe, prolongeant ainsi considérablement la durée de vie du joint.

2. Plage de température moyenne-haute (120°C – 300°C)

Lorsque la température du fluide dépasse 120°C, la charge thermique sur le corps de pompe et la chambre d'étanchéité augmente considérablement. À ce stade, l’auto-refroidissement par le fluide de procédé seul est insuffisant pour garantir un fonctionnement sûr. Les pratiques d'ingénierie standard comprennent :

• Cavité de refroidissement dans le couvercle de la pompe :Faites circuler l’eau de refroidissement ou l’huile caloporteuse à travers une enveloppe pour contrôler la température du corps de la pompe.
• Alimentation en liquide de refroidissement de la chambre d'étanchéité :Une garniture mécanique à double extrémité doit être utilisée pour créer une zone de fluide de barrière isolée.
• Prévenir la contamination des produits :Si le processus interdit strictement tout liquide de refroidissement de se mélanger au produit (par exemple, dans les applications de haute pureté ou de qualité alimentaire), une partie du fluide pompé peut être détournée du côté refoulement, refroidie via un simple échangeur de chaleur, puis réintroduite dans la chambre d'étanchéité, une méthode connue sous le nom de refroidissement à recirculation automatique. Cette approche est à la fois sûre et rentable.

3. Conditions de températures extrêmement élevées (> 300°C)

Pour les fluides tels que le fioul lourd, les sels fondus ou les fluides caloporteurs à haute température supérieure à 300 °C, la pompe passe en mode « refroidissement du système complet » :

• Conception structurelle :Les pompes sont généralement montées sur l'axe central pour minimiser le désalignement causé par la dilatation thermique.
• Refroidissement complet :Non seulement la tête de pompe mais également le boîtier de roulement (ou le support) doivent être équipés d'un système de refroidissement actif pour éviter la dégradation du lubrifiant et le grippage des roulements.
• Sélection du joint :Les garnitures mécaniques à soufflet métallique sont obligatoires. Bien que leur coût soit généralement plus de 10 fois supérieur à celui des joints conventionnels, ils offrent une fiabilité et des performances inégalées à des températures extrêmes.

II. Tableau comparatif des configurations du système de refroidissement

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