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Apr 04, 2023

社説: アンモニア用途向けのキャンドモーターポンプ

Motopompa stagna per applicazioni con ammoniaca. (Fonte immagine:

アンモニア用途向けのキャンドモーターポンプ。 (画像出典: Hermetic

CAMT および CNF シリーズにより、キャンド モーター ポンプのスペシャリストは、従来の遠心ポンプと比較して、システム オペレーターにアンモニアの製造プロセスに多くの利点を提供する、安全で耐久性のあるユニットを提供します。 一体化された補助インペラと内部流体戻りシステムを備えた CNF シリーズは、液化ガス、沸騰媒体および凝縮液のポンピング用に特別に設計されていますが、CAMT シリーズのタンデム構成は、高吐出ヘッドで少量をポンピングするための効果的なソリューションを提供します。これは通常、液体アンモニアを貯蔵タンクにポンプで送り込む場合に起こります。

応用分野式 NH3 で表される窒素と水素の化合物であるアンモニアは、推定年間 1 億 8,000 万トンであり、世界中で最も頻繁に生産される化学物質の 1 つです (2021 年の数字)。 約75パーセントは肥料の生産に使用されています。 アンモニアに由来するさまざまな物質がポリマーの原料となります。 アンモニアは、耐火性があり、温室効果に対して無害な冷媒として、冷凍技術に使用されています。 代替燃料の探求において、アンモニアも水素の代替としてだけでなく、潜在的な水素キャリアとして議論のテーマとして取り上げられることが多くなってきています。

アンモニアの生成アンモニアは水素と窒素から生成されます。 ハーバー・ボッシュ法による合成プロセスが最も一般的に適用されます。 しかし、ハーバーボッシュ法では二酸化炭素の排出量が多く、エネルギー消費量が多いため、近年、研究は代替プロセスにますます焦点を当てています。 アンモニア合成の出発物質は、水蒸気改質として知られるプロセスによって得られます。 得られる合成ガスは主に水素と窒素から構成されます。

アンモニア合成アンモニアを合成するには、ターボ コンプレッサーを使用して合成混合物を 250 bar ～ 300 bar に圧縮します。これにより、実際のアンモニア合成は 400 °C ～ 500 °C の反応器内で行われます。 反応器の触媒は特別に調製された鉄でできており、微量のカリウム、アルミニウム、カルシウム、マグネシウム、酸素が含まれています。 ここで二原子の酸素分子と水素分子が分裂し、他の元素の原子と化学結合してアンモニアが形成されます。 アンモニアはプロセスから継続的に除去され、熱交換器内で水、供給されたガス、および/または他のプロセスの流れによって継続的に冷却されます。 アンモニアは冷却されることで凝縮し、高圧分離器によってサイクルから除去できます。 非反応性酸素成分と水素成分は動作圧力に戻され、合成ガスに添加されます。 生成されたアンモニアは、純度を高めるために蒸留されることがあります。 アンモニアはその後冷却され、大きなタンクに保管できる液体になります。

使用する機器に高い要求を課すアンモニアの物理的特性 (低粘度および低密度、低温) はポンプにとって課題です。 アンモニアの高い腐食性と有害または毒性のため、使用する機器には高い材料耐性と漏れ防止性が必要です。 キャンドモーターポンプは密閉されており安全性が高いため、この目的に特に適しています。 これは、凝縮したアンモニア (5) を排出し、液体アンモニアを貯蔵タンク (7) にポンプで送り込むときに特に当てはまります。

完全に漏れがなく、摩耗が少なく、メンテナンスの手間がかからないポンピング技術メカニカルシールを備えた従来の遠心ポンプとは対照的に、キャンドモーターポンプには脆弱な動的シールがありません。 その代わりに、キャンドモーターポンプには、ポンプで送られる媒体や排出物の漏れを防ぐ 2 番目の密閉安全封じ込めが備わっています。 シャフトシール、カップリング、ローラーベアリングなどの摩耗しやすいコンポーネントを設計に基づいて省略することにより、他のポンプ技術と比較して、高度な動作安全性、ほぼ無視できる摩耗、および最高の MTBF (平均故障間隔) 値が保証されます。

凝縮したアンモニアを排出するためのコンパクトなポンプソリューション凝縮したアンモニアの排出にはハーメチックCNFタイプのキャンドモーターポンプを使用しています。 CNF シリーズは、蒸気圧が最大 10 bar の液化ガス、沸騰媒体、凝縮水に適したバージョンです。 一体化された補助インペラと内部流体リターンを備えており、気相に近い液体の輸送に適しています。 CNF バリアントのアプリケーション範囲には、最大 220 m の吐出ヘッド、最大 1800 m3/h の流量、-120 °C ～ +360 °C の流体温度、最大 220 kW の定格電力、および 220 kW の圧力定格が含まれます。最大25バール。

現在のシステムは、流量 15 m3/h、送出揚程 45 m の CNF 65-40-200 型単段キャンド モーター ポンプを使用しています。 N34L-2 モーターは 10.5 kW のシャフト出力を提供します。 動作温度は 40 °C、蒸気圧は 1.2 bar です。 内部再循環により、モーターの冷却とすべり軸受の潤滑のための部分流れがインペラの外周で分岐され、モーターを通って圧力側に戻されます。 補助羽根車は、羽根車の下流での圧力損失による流体の気体化を防ぐために圧力を高めるために使用されます。

従来のポンプでは、この目的のために外部再循環ダクトが必要です。 この場合、より多くのシール、フランジ、パイプが必要となるため、漏れのリスクが高くなります。 さらに、設置費用も高くなります。 ポンプ内の再循環により、HERMETIC は設置スペースと労力をほとんど必要としないスリムなポンプ ソリューションを提供します。 液体で満たされたキャンドモーターは、流体動圧スリーブベアリングのおかげで、連続運転中に摩耗がなく、メンテナンスも不要です。

一部の流れが圧力側に戻る

Vラインモジュラーシステムで魅力的な価格と迅速な入手が可能 CNF シリーズは、HERMETIC V ライン ポンプ コンセプトの最も一般的なポンプ/モーターの組み合わせでご利用いただけます。 標準化されたアセンブリを備えた V-Line ポンプのコンセプトは、プラント エンジニアリングのモジュール式アプローチに従っています。 さまざまな油圧、モーター定格、および適合するモニタリング技術を含む材料バージョンを備えたキャンドモーターポンプのバリエーションを選択できます。 CNF バリアントのアプリケーション範囲には、吐出ヘッド 12 m ～ 145 m、流量 1.5 m3/h ～ 130 m3/h、流体温度 -50 °C ～ +180 °C、定格電力 6.0 kW ～ 33 が含まれます。 kW および最大 16 bar の圧力定格。

これらのパラメータ内で、オンラインの「HERMETIC Expert Tool」を使用して、数回クリックするだけで多くのポンプとモーターの組み合わせを設定できます。 したがって、8 ～ 12 週間の最適化された納期が可能です。

多段タンデム設計により、貯蔵タンクへの信頼性の高い供給が保証されます。多くの場合、液体アンモニアを大きな貯蔵タンクにポンプで送り込むには、高い送出ヘッドを交渉する必要があります。 大きなポンピングヘッドから少量をポンピングするポンピングタスクの優れた効率は、多段遠心ポンプでのみ達成できます。 本システムでは、タンデム構成の CAMT 44/6 タイプの 6 段キャンド モーター ポンプにより、液体アンモニアが確実かつ安全に貯蔵タンクに圧送されます。 流量 40 m3/h では、送出揚程 300 m を管理する必要があります。 N80rm-2 モーターのシャフト出力は 57 kW です。 動作温度は 15 °C、蒸気圧は 1 bar です。

片側ベアリング配置の複数のステージでは、振動やシャフトのたわみに関して問題が発生します。 このタイプのアプリケーションに最適なソリューションは、タンデム構成を利用して見つかりました。 同じ回転方向の 3 段遠心ポンプをキャンド モーターの上流と下流に 1 つずつ配置すると、シャフトの片側だけに負荷がかからなくなります。 ポンプ吐出流量全体はプライミングポンプによってローターチャンバーを介して圧力側のポンプに運ばれ、ポンプ吐出流量の主な部分は中空シャフトを通って案内され、少量はローターとステーターのギャップを通って送られます。 。 このタイプの設計の利点は、ローター (ベンディング アーム) のセットが短いことと、シャフト全体の理想的なベアリング配置です。

HERMETIC テクノロジーは、高レベルのプロセス信頼性と低いライフサイクルコストを提供します。 V ラインコンセプトのモジュラーポンプとして構成されているか、個別に設計されているかにかかわらず、HERMETIC のすべてのキャンドモーターポンプは洗練された技術を備えています。 これらには、たとえば、HERMETIC による独自の ZART 原理が含まれます。 ポンプがデューティポイントで動作している場合、回転部分間の接触はありません。 流体動圧滑り軸受と組み合わせた軸力の完全な補償により、オペレータが実施するプロセスにおいて極めて高いレベルの信頼性が保証されます。 したがって、アンモニアの生成に必要なポンプのライフサイクルと運用コストを大幅に削減できます。

出典: Hermetic-Pumpen GmbH