La pompe centrifuge cryogénique est un équipement de transport de fluide spécialisé développé pour le transport de fluides à très basse température, avec une température moyenne applicable généralement inférieure à -150°C. Comparé aux pompes centrifuges ordinaires, cet équipement adopte des matériaux cryogéniques spéciaux et des structures d'étanchéité de précision, présentant une excellente résistance aux chocs thermiques, permettant une distribution sûre et efficace de gaz liquides à basse température tels que le gaz naturel liquéfié (GNL), l'oxygène liquide, l'azote liquide, l'argon liquide et l'hydrogène liquide.
Principe de fonctionnement
Le principe de fonctionnement de base d'une pompe centrifuge cryogénique est le même que celui d'une pompe centrifuge conventionnelle : elle repose sur la rotation à grande vitesse de la roue pour générer une force centrifuge, accélérer le milieu liquide à basse température, convertir l'énergie mécanique en énergie cinétique du fluide et obtenir une distribution stable du milieu de l'extrémité d'aspiration à l'extrémité de refoulement. La principale différence entre elles réside dans le fait que les pompes centrifuges cryogéniques peuvent s'adapter de manière stable à des conditions de température ultra-basse allant de -162°C pour le gaz naturel liquéfié à -269°C pour l'hélium liquide sans fragilisation du matériau ni panne de l'équipement.
1.Matériaux cryogéniques spéciaux
Le corps de la pompe et la roue sont fabriqués en aciers cryorésistants tels que l'acier inoxydable 304/316L, l'alliage d'aluminium et le bronze, offrant une ténacité suffisante dans les environnements à basse température pour éliminer la fragilité à froid ; l'arbre de la pompe est en acier allié à haute résistance, qui peut résister aux contraintes de différence de température et aux charges de fonctionnement à grande vitesse.
2. Système d'étanchéité haut de gamme
La prévention efficace des fuites de fluides volatils à basse température est la clé d'un fonctionnement sûr de l'équipement : les joints à labyrinthe sont simples et durables, permettant un fonctionnement à long terme sans entretien ; les garnitures mécaniques et les garnitures à gaz sec sont principalement utilisées dans les scénarios de chargement et de déchargement de gaz naturel liquéfié ; les accessoires d'étanchéité sont fabriqués à partir de matériaux résistants à la cryogénie tels que le polytétrafluoroéthylène et le graphite flexible, remplaçant les joints en caoutchouc ordinaires pour éviter les fissures et les défaillances à basse température.
3. Conception optimisée anti-cavitation
Les gaz liquides à basse température ont des points d'ébullition extrêmement bas et sont sujets à la cavitation pendant le fonctionnement. L'équipement adopte une structure à tête d'aspiration positive nette faible (NPSH), équipée d'un inducteur avant et d'une turbine à double aspiration pour augmenter la pression moyenne d'entrée, supprimer la vaporisation moyenne de la cause profonde et réduire les dommages par cavitation.
4. Conception de Protection contre la résistance aux chocs thermiques
Il est strictement interdit à l'équipement de refroidir rapidement et doit être pré-refroidi lentement conformément aux normes pour éviter les fissures de la coque causées par des changements brusques de température ; il est divisé en structures verticales et horizontales. Les pompes centrifuges cryogéniques verticales de type baril ont un meilleur effet d'échappement et moins de conduction thermique, ce qui en fait le choix courant dans l'industrie du gaz naturel liquéfié.
Les pompes centrifuges cryogéniques sont indispensables dans de nombreux domaines industriels haut de gamme, parmi lesquels l'industrie du gaz naturel liquéfié (GNL) constitue actuellement le marché le plus demandé.
Largement utilisé dans les stations de réception de GNL pour le transfert de fluides en réservoir, le chargement et le déchargement de navires et le remplissage de camions-citernes ; il est également équipé de stations de ravitaillement en gaz naturel pour assurer le ravitaillement en énergie propre des véhicules lourds et des navires.
En tant que composant de base des équipements de séparation de l'air, il est utilisé pour transporter l'oxygène liquide, l'azote liquide et l'argon liquide, servant à la fusion du fer et de l'acier, à l'approvisionnement en oxygène médical, à la production de semi-conducteurs, ainsi qu'à la capture, au stockage et au transport du dioxyde de carbone liquide.
Responsable du transfert et du remplissage des propulseurs de fusée (oxygène liquide, hydrogène liquide) et de la circulation de l'azote liquide pour les tests à basse température des pièces de précision aérospatiales.
Adapté aux scénarios de stockage et de transport d'hydrogène liquide et de transport dans les stations de ravitaillement en hydrogène, servant d'équipement clé pour le stockage d'énergie hydrogène et les projets de soutien aux nouvelles énergies.
En tant que pompe d'alimentation en carburant de base pour les navires propulsés au GNL, garantissant un approvisionnement stable en énergie propre pour les navires.
| Articles de comparaison | Pompe centrifuge cryogénique | Pompe cryogénique à déplacement positif |
|---|---|---|
| Flux de livraison | Livraison à grand débit | Livraison petit et moyen débit |
| Pression de service | Pression moyenne | Ultra-haute pression |
| Efficacité opérationnelle | Haute efficacité dans des conditions de débit élevé | Faible efficacité en fonctionnement à grand débit |
| Difficulté d'entretien | Structure simple et entretien facile | De nombreuses pièces internes et une maintenance compliquée |
| Scénarios applicables | Transfert de GNL, livraison de grands réservoirs | Hydrogène liquide à petit débit et haute pression, distribution d'oxygène liquide |
Q : Quelle est la température la plus basse qu’une pompe centrifuge cryogénique peut supporter ?
R : La plage de température applicable des modèles conventionnels est de -150°C à -269°C, et la résistance à la température nominale des pompes centrifuges cryogéniques spéciales pour GNL peut atteindre -162°C.
Q : Comment choisir entre des pompes centrifuges cryogéniques verticales et horizontales ?
R : Les pompes centrifuges cryogéniques verticales de type baril ont un bon effet d'échappement et de fortes performances d'isolation thermique, et sont préférées pour les projets de livraison de GNL à grande échelle ; Les pompes horizontales ont une structure compacte et sont principalement utilisées pour de petits scénarios de livraison à basse pression et à basse température.
Q : Comment prévenir efficacement la cavitation dans les pompes centrifuges cryogéniques ?
R : Assurez-vous d'une pression d'aspiration d'entrée suffisante, installez un inducteur moyen et nettoyez régulièrement le filtre du pipeline d'entrée pour éviter efficacement les problèmes de cavitation.
Les pompes centrifuges cryogéniques sont l'équipement de base pour la distribution sûre de gaz liquides à basse température, soutenant de manière globale le développement constant des industries des énergies propres telles que le gaz naturel liquéfié, l'hydrogène énergétique et les gaz industriels. Avec la croissance continue de la demande mondiale d’énergie propre, la position sur le marché et le champ d’application des pompes centrifuges cryogéniques continueront de s’étendre.Teffikos'engage toujours à fournir à ses clients d'excellentes solutions de fluides cryogéniques. Lors de l'achat, nous recommandons fortement de donner la priorité aux matériaux cryogéniques de haute qualité, aux structures anti-cavitation efficaces et aux configurations d'étanchéité à faibles pertes.
