A legtöbb termikus gyártási eljárásnál a megfelelő hőmérséklet határozza meg a végtermék minőségét és az energiamérleget. A hőközléses körfolyamatok fontos szerepet játszanak a modern üzemekben. Az EN SYT szivattyúcsalád a szabadalmaztatott VenJet légtelenítő rendszerrel a forró közegek szállításánál növeli a biztonságot.
A hőközlő olajokat több különböző iparágban is alkalmazzuk. Segítségükkel fűtjük a csővezetékeket, hogy a kátrány szivattyúzható legyen, szárítjuk ki a fát a parkettához és melegítjük elő a fasírt készítéshez az olajat. Az üzemeltetők >180 °C hőmérséklet esetén már hőközlő olajat alkalmaznak víz és/vagy gőz helyett. Az ásványi olajokkal szemben jobb a hővezetési tényezőjük, kevésbé öregednek és magasabb hőmérsékleten lényegesen hosszabb élettartamúak.
Ami az üzemeltetőnek előny, az kihívás a szivattyúgyártó számára. A szintetikus hőközlőknek alacsony a viszkozitás értékük, gyengébbek a kenési tulajdonságaik, és különösen hajlamosak folyásra, illetve vegyileg igen agresszívak. A szivattyútervezőknek külön kihívás, hogy magas hőmérsékleten az egyre öregedő termikus olajok könnyű és nehéz párlatra bomlanak. Amíg a nehéz párlatok lerakódnak a berendezés minden pontján, addig az üzemi hőmérsékleten gáz halmazállapotú könnyű párlatok a csapágytartóba jutnak, és ott veszélyt jelentenek a siklócsapágyra és a tengelytömítésre. Az új berendezések ehhez még maradék öblítő vizet tartalmazhatnak, amely az induláskor elgőzölög, és tovább növeli a szivattyúban a gáz mennyiségét. Az új EN SYT légtelenítő rendszere gondoskodik arról, hogy a könnyű párlatok vagy gőzök a siklócsapágy vagy tengelytömítés környékére se kerülhessenek.
Az új szivattyú a már jól bevált és hosszú életartamú EN SYA szivattyú továbbfejlesztése. A konstrukciós változtatások még robusztusabbá tették a gépet. A nyomófedelet a hőzár területén négy borda merevíti. A véges elem módszerrel végzett számítások eredménye szerint az új konstrukció 13-szor ellenállóbb elődjénél. Az új borda kialakításnak köszönhetően az üzemközbeni lehetséges alakváltozás esélye lényegesen lecsökkent. Kisebb beállítási pontatlanságok vagy a csővezetékből származó kisebb terhelések kevésbé hatnak a gépegységre, illetve a csapágyazására és tengelytömítésére. Az új borda kialakítás lehetővé tette a hőzár optimalizálását a nyomófedélnyaknál. Ily módon csökkenthető volt a hőátvitel a csapágytartóra, és a csapágytartó területe a magas közeghőmérséklet mellett is lényegesen a kritikus hőfok alatt tartható.
A SYT szállítható dupla csúszógyűrűs (tandem) kialakításban és quench-csel (3. ábra)! Ehhez a csapágytartó egy közbenső falat kap, ami a tengelytömítés terét egy pótlólagos Quench térre osztja. Rövid építésű normál tengelytömítést alkalmaznak. Ezzel a megoldással olyan kritikus közegek szállítása is biztosítható, amelyeknek a gőznyomás értéke az üzemi hőfokon meghaladja az 1 bar-t. Magasabb szilárdanyag-tartalmú közegekhez szállítható kerámia csapágyazással is. A spirálház/házfedél és házfedél/csapágytartó közti fontos tömítési pontokon fészkes síktömítések kerülnek beépítésre. Ez nagyobb biztonságot nyújt, mert védi a tömítéseket kopás ellen. A speciális zsírral feltöltött golyóscsapágyak is erősítettek, és az új géphez lettek illesztve.
Az új szabadalmaztatott légtelenítő kontúrnak köszönhetően az üzem során a gázok egy speciális térben gyűlnek össze, ahonnan biztonságosan elvezethetők. A tengelytömítés tere teljesen feltöltődik a szállított közeggel, igy a túlmelegedése és károsodása megakadályozható. A „VebJet“ a térfogatáram egy részét elvezeti a tengelytömítés teréből, légteleníti és ismét visszavezeti. Azaz nem az áramlást csillapítja a tömítéstérben, hanem a rendelkezésre álló magas áramlási sebességet használja ki egy légtelenítő kör felépítéséhez. Miután ez az üzem során folyamatosan történik, a tengelytömítésnél nem alakulhat ki gázpárna. A kiváló gáz az elvezetésig a VenJet kigázosító terében marad.
Az új típushoz természetesen számos kísérleti üzemet kellett végezni.Többek között például a forgácslapgyártó svájci Kronospan cégnél is. Az üzem 1969 óta müködik Menznau-ban KSB hőközlőolaj szivattyúkkal. Jelenleg több mint 80 szivattyú üzemel a frankenthali gyártótól a gyártás különböző részein. Az üzemeltető az új típus kipróbálásához azért járult hozzá, hogy láthassa az SYT előnyeit a szintetikus közegek szállításánál. Az egységek folyamatos üzemben dolgoznak éjjel-nappal, és 285 °C-os olajjal látják el a présgépeket. Tüzelőanyagként biomassza szolgál, újrahasznosított fa, fahulladék és kéreg formájában. Naponta és óránként 10 t fa szükséges ehhez. A kísérleti szivattyú egy Etanorm SYT 150-400 gépegység 470 m3/h szállítóteljesítménnyel, 46 m emelőmagassággal és 83,8% hatásfokkal.
A próbaszivattyúk mind a mai napig jól beváltan főként szintetikus hőközlőolajok szállításában működnek. Az új légtenítési megoldás magas biztonságot nyújt a kigázosodások okozta üzemzavarokkal szemben.
Háttér: Hőközlőközeg körfolyamat
A hőközlő körfolyamat elméletileg mindig hasonlóan épül fel. A forró közeget örvényszivattyú szállítja a hőcserélő falának egyik oldala mentén. Ezeken a falakon keresztül kerül a hő a rendszerbe. Az üzemi feltételektől függően megkülönböztetjük őket: a nyomásmentes rendszerben általában vizet alkalmaznak. Ez a legkedvezőbb az üzemeltető és építő részére, mert a beruházási és üzemeltetési költségek alacsonyak. Nyomás alatti rendszereknél az üzemi hőfok meghaladja a kigőzölgési nyomáshoz tartozó hőfokot. Ez víz esetében >180 °C hőmérsékletet jelent. Ide már drága, nyomásálló csővezetékek és szerelvények szükségesek, legalább PN16 nyomásfokozattal. A csővezetékekben és szerelvényekben a kopás, illetve lerakódás ettől a hőmérséklettől hőfoknövekedéssel nő. A 180 °C feletti tartományban ezért már általában a hőközlő olajokat alkalmazzák. Így akár 350 °C hőmérséklethatárig nyomásmentes rendszer alkalmazása lehetséges.
A hőközlő olaj kiválasztása az alkalmazott technológiától függ. A költségek miatt ma még általános az ásványi olajok használata. A szintetikus olajok azonban folyamatosan teret nyernek. Magasabb hőmérsékleten alkalmazhatók, hosszabb ideig használhatók, így csökken az üzemeltetési igény.
Nyilatkozatok, megállapítások
Interjú Stephan Sylvian Schmitt felelős termékmenedzserrel és Dr. Ing Lutz Urban fejlesztővel
Mely területeken, piacokon kerülhet leginkább alkalmazásra a szivattyúcsalád?
Stephan Schmitt: Európában és különösen Németországban a szintetikus olajok használata a bennük rejlő előnyök miatt folyamatosan nő. Természtesen ezeknek a költsége még magasabb a hagyományosoknál, ezért az alkalmazásból származó előnyöket alaposan át kell gondolni. A második növekvő piac Ázsia és kiemelten Kína, Tajvan, India és Indonézia. Bár itt még nincs olyan növekedés a szintetikus hőközlőolajok felhasználásában, folyamatos az igény, a követelmény a robusztusabb szivattyúk és megoldások iránt a maximális üzembiztonság miatt.
Milyen követelményeket állítanak ezek a felhasználók?
Lutz Urban: A felhasználók könnyen kezelhető szivattyúkat akarnak. A karbantartásigényes kialakítások már nem kedveltek. Az új szivattyútípusok így egyre robusztusabbak. A masszív borda koncepció, a jobb hőzár és a VenJet légtelenítő rendszer is ennek megfelelő. Az opcionális kettős csúszógyűrűs tömítés és a kerámia csapágyazás alkalmazásával a szivattyút a korábbinál is nehezebb üzemviteli körülmények között is lehet üzemeltetni.
A szabadalmaztatott VenJet légtelenítő rendszer növeli az üzembiztonságot forró közegek szállításánál. (Képek forrása: © KSB Aktiengesellschaft, Frankenthal)
Az SYT dupla csúszógyűrűs kialakításal (tandem) és Quench
Az új típus a svájci Kronospan forgácslapgyártó cégnél üzem közben
Kapcsolat:
Balog Emese
Marketing manager
emese.balog@ksb.com
Szóljon hozzá
A hozzászóláshoz be kell jelentkezni.