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未来全球化工泵系统的发展趋势解析

话题调查中国仪表网2006年11月28日 10:12人气:686

原则上讲,最佳的化学工业用泵应该具有的特性是:高质量、高可靠性和高环境保护性能;在完成化工介质输送任务的同时又有利于工人的身体健康;预期的使用寿命费用最低;可以与整套化工设备有机的结合成一个整体。然而,在化工生产过程中,各种具体的使用条件和使用目的又对化工泵的制造提出了种种不同的要求。

现在急需解决的问题是:化工泵的使用者对未来的化工泵提出了哪些要求?本文将针对人们关心的这一问题给以答复。

在化学工业中使用的机械产品的突出特点是:机械产品的性能、要求随着被输送化学介质的种类和性质而变化。虽然这里提到的介质有时也指的是水、油或者其他非有害物质;然而大多数情况下化工介质指得是一些非常“可怕”的化工原材料;例如一些有着严重危害性的介质(有毒、有腐蚀性和易燃性的介质);特别是一些易产生化学反应的、有腐蚀、糜烂作用的介质或者含有上述成分的固体或者气体介质。多元化工介质中化学成分变化、化学元素配比的变化都会导致化工介质性质上的改变;导致化工介质的浓度提高或者具有特殊的流动性能(例如:扩散性介质、聚合物溶液等等)。因此,经常对化工介质的纯度(GMP,聚合物,电解质等等)提出了特别严格的质量要求,而这些特别严格的质量要求可以通过合适的化工泵来方便的加以实现。

由化工介质的多样性派生出了对化工泵要求的多样性。这使得化工泵标准体系很难成为一个简单的标准体系。相比其他领域,例如家用电气、家庭采暖、给水、排水等等领域以及化工精练或者汽车制造领域中,不仅仅在产品的生产中而且在产品的使用中标准化都已经达到了相当的水平。而在化工生产企业中,化工泵标准化工作却在技术方面和经济性方面遇到了障碍。

哪里存在着化工泵优化改进的可能?

毫无疑问:标准化对化工泵的生产和使用都是非常有帮助和非常有意义的事情。但是:从寿命周期费用高低的角度来看问题,最经济的标准化应是什么样子的呢?是一个详细的按照各种具体使用情况进行的长期优化的标准化合算?还是一个粗略的标准化合算?对于采用新技术、开发新产品而带来的,在较长的时间内才能收回的标准化投资的阻碍何时会结束?如何才能在不损害化工泵生产厂和化工泵生产者任何一方的利益的条件下,使双方对化工泵的标准有统一的认识?这些问题只有通过加强化工泵使用厂、行业协会和化工泵生产厂之间的对话,才能回答。可能的解决方案是:从使用者的角度出发,例如与供应商建立长期的战略合作伙伴关系;在明确定义的不同层次内建立不同的标准化等级(例如化工泵的结构类型、供应商、系列、材料、配置方式等等)以及集成式的模块化结构。

但是最重要的还是“使用寿命费用”问题。化工泵使用寿命的潜力还没有充分挖掘出来。为什么会出现这种情况?在许多可能的答案中,有一个答案是人人都予以肯定的:由于对化工泵性能参数的要求不同,化工泵允许的使用寿命、可以承受的负载大小等等各不相同。化工泵的采购成本、安装费用、化工泵工作时的能源消耗费用和维护保养费用等等则相对比较容易核算出来。但化工泵维修费用的估算相对较难确定:因为化工泵的失效和可能出现的损坏不是由泵自己可以决定的,它往往受到不断变化的被输送化工介质、受到特殊的使用条件的制约。利用已掌握的、某种化工泵的经验,对另一种化工泵的维修费用进行估算往往有着很大的局限性,估算的结果也只能是大概的、粗线条的估计。

尤其是在连续工作的单一设备中、在工作时间很少有“富余”和生产工程中“缓冲能力、中间存储”能力较小的设备中,在那些生产市场紧缺的短线产品的设备中以及销售利润很高的化工设备中,化工泵系统的故障以及由此而引起的其他化工备件使用寿命的降低将会使整个维修费用成倍的增加。

必须指出,这种“特殊情况”不是一般规律,而且也不是不可解决的问题。在经过化工泵使用者和生产厂之间多次的对话和协商之后,这类问题往往是可以解决的。而化工泵维修费用的量化问题由于可以掌握的数据太少、以及许多事先无法确定的使用边界条件仍有一定的难度。人们无法对化工泵进行准确的风险评估;但是人们可以作到考虑化工泵的维修费用,做到降低采购费用或者减少能源使用费用。而要尽可能详细和准确的评判化工泵寿命周期内的费用,对不同化工泵系统的技术性能进行对比、分析是一个反常重要的工具。

利用对化工泵系统工作状态进行监控,来替代备用的化工泵系统

总体费用的高低和化工泵使用寿命费用的高低是化学工业企业普遍考虑的问题:只要投入的费用不太高就可以使用更加经济的单一设备或者仪器、保证有效的进行化工生产并且带有化工设备运行监控装置,化工设备的使用者就会放弃备用化工泵系统的投资方案。为了保证化工泵能达到要求,必须在考虑化工设备方案的初期、在制定专项技术规范和化工泵的生产、装配时采取大量的措施。在这些化工泵的使用过程中,泵的工作情况和化工介质流经化工泵的流量被化工泵系统进行了连续的监控,这不仅仅提高了化工泵的可用性,而且也可以高效、经济获得化工泵维护保养状况的信息。

化工泵的这种功能增强可以通过在泵体中安装震动传感器、压力传感器、温度传感器和固体噪声传感器及其配套附件来实现,通过增加滑动轴承密封件的泄漏监控装置和化工泵轴承诊断装置以及化工泵性能诊断控制系统或者变频器的性能诊断控制器来实现。除了上面说到的这些技术上的进步以外,化工泵的下一步发展趋势表现为:按照使用者的要求提高化工泵的“友好使用性能”;生产更加价廉物美的产品。当您想对化工企业中使用的泵类产品进行改进时还请注意下列问题:

1.一般来讲,现代化的化工设备大多是高度自动化的,具有很高的生产能力。在这些现代化的化工生产设备中,所有最新的化工生产数据和信息、化工设备当前的工作运行状态数据和信息,都可在生产控制室中的大屏幕上显示出来,可以根据生产需要对化工流程进行适当的调节和控制。根据经验,化工泵故障早期诊断和化工泵工作状况监控系统与整个化工设备的连接经常是实际应用时维修保养的重点,也是维修费用最高的部件;尤其是在对老型化工设备进行技术改造时,投入到化工泵监控和早期故障报警系统中的费用最高。现代化的信息技术,例如WLAN网络通信和总线通信技术,不仅仅在技术上而且在经济效益上也对化工泵系统的优化改进提供了相当大的挖掘潜力。但是对于现有的、配备了传统的检测与调节技术的老式化工生产设备来讲,请考虑选用合适的、经济性好的监控与诊断系统。

2. 根据不断增加的品种和复杂性以及越来越多的适合某种特定工作状态的化工泵系列(泵、轴承、密封件、化工泵的驱动或者调节等等)。可以设想,集成式的、模块式的化工泵结构将是非常重要的结构设计方案。它不仅仅有着很好的技术性能,而且也会带来很好的经济效益。

3. 另外,减少化工设备操作者生产初始化数据(例如:震动速度、总和或者温度等等)的处理量也是一件非常有意义的事情。对此建议用合适的数据处理器来替代大量的数据信息流。在处理化工泵系统和化工生产设备的数据转换时,根据以往的经验:需要系统供应商与化工设备操作者之间进行良好的密切合作。

化工泵系统可以用作传感器和调节器吗?

在化学工业企业中,生产设备的使用者经常说的一个时髦词汇是:“用化工泵系统替代传感器”。而且此处的“传感器”不仅仅是在化工介质输入时进行介质流量的检查、控制;而且作为“传感器”还必须对化工介质的状态进行监控,对相应的工作控制点进行监控。当被输送的化工介质的物理性能或者化学成分发生变化时,化工设备的工作控制状况以及运行状况(最小负载、过载、被输送的气体量、真空度等等)应通过集成在化工泵壳体上的传感器直接获得准确的数据。这样作的目的在于尽可能的减少化工设备中附加的监控仪器。目前这种化工泵系统的集成已经取得了一定的进展:化工泵系统已具有相当的调节能力,已成为一个化工流程调节部件;大量用于控制功率强大的、可变转速的电动驱动装置。这种变速驱动系统除了有很高的能源利用率以外,还可以根据各个不同的化工泵工作特性曲线调节泵的工作状态,使化工泵工作与化工设备的介质输入需求相匹配。但是,在化工设备的生产实际中要真正做到最佳还有一定的难度:要使复杂的化工泵特性曲线和复杂的化工设备特性曲线两者之间实现最佳的匹配,保证可变转速驱动设备能很好的工作还需要化工泵生产厂家与化工设备使用者之间进行广泛的沟通与信息交流。

在进行化工设备的规划制定和方案制定时,就必须开始考虑是否采用可变驱动系统的问题了。因为并不是在任何化工生产过程中可变转速的自动化驱动装置是最佳的选择。除了一些技术标准(例如:设备特性曲线的斜度,化工泵特性曲线的刚性,驱动装置抗震性能储备等等)以外,原则上还必须针对各种具体的使用情况、根据化工泵使用寿命费用的高低进行经济性评价。

小结:

在化学工业企业中,目标明确成效卓著的化工泵系统的进一步研制开发的关键在于:进一步加强生产厂和使用者之间的信息和经验交流。



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