高い

最新の逆浸透淡水化プラントは高い基本負荷容量で運転されるため、高圧膜供給ポンプの機械的信頼性と効率は徹底的に考慮する必要があります。 機械の故障や油圧効率の低下によるエネルギー消費量の増加による生産損失は、プラントの運営コストの大きな要因となる可能性があります。 Sulzer Pumps の製品ポートフォリオ マネージャーである Miguel Angel Rivas 氏が、利用可能なオプションについて説明します。

アシュケロン プロジェクトの初期段階で、スルザー ポンプは、コストを最適化するように設計され、中型および大型プラント向けの海水逆浸透 (SWRO) 用途への高圧供給専用のポンプ シリーズの開発に取り組みました。 Sulzer Pumps Engineering は、アプリケーション自体と市場の将来の傾向の両方を検討しました。 このアプローチは、次の主な特性に適合できる一連のポンプを構築することでした。

• 600 ～ 3,000 m3/h の供給流量範囲で冷たい液体 (海水) を処理可能

• 550 ～ 740 m の差動水頭

• 1,000 ～ 6,000 kW の電力入力

• 設計圧力は約 100 bar

• 効率が高く、現場で証明された機械的信頼性を備えています。

設計作業は、SWRO プラント建設の分野で最も定評のあるエンジニアリング請負業者の一部と緊密に協力して実行されました。 これらの新しい開発は、プラント設計の開発と、高圧 (HP) 供給ポンプの効率、信頼性、可用性の向上に貢献しました。

SWRO 用途で高圧供給に使用される多段ポンプに適用できる設計概念が 2 つある可能性があります。 1 つ目は、単一の圧力境界を備えたボリュート型の軸方向分割ケーシング設計であり、2 つ目は、複数の圧力境界を備えたディフューザー型のセグメントリングケーシング設計です。 開発の初期段階では、どちらの設計も、高圧供給サービスにおける上記の範囲の動作条件に必要な多段ポンプを開発することを検討していました。 最終的に、最も適切な解決策であるボリュート型の軸方向分割構造にエンジニアリングの取り組みを集中することが決定されました。

第 2 ステップでは、現在のディフューザー タイプのセグメント リング ケーシング ポンプの範囲を拡張して、最大 900 m3/h の供給流量をカバーし、中規模の設備向けに事前に設計された代替手段を提供しました。

石油・ガスおよび炭化水素処理業界にサービスを提供するために使用されるスルザー MSD シリーズに基づいて、次の原則を使用して逆浸透用の MSD の再設計が行われました: 対向インペラを備えた軸方向に分割されたケーシング、ダブルボリュート、センターラインマウントベアリング構造間の耐久性が高くなります。

• 単一の圧力境界に対して軸方向に分割され、中心線でサポートされ、ノズル上に配置された配管からの力とモーメント (API 610 準拠) を基礎に適切に伝達しながら吸収する機能を備えた頑丈なケーシング。さらに、メンテナンスが容易です。回転部品に簡単にアクセスできます

• ローターの軸方向の油圧バランスを保つ対向インペラとセンターバランスブッシュにより、部品が摩耗した場合でもローターの動的安定性と臨界速度の高度な減衰を実現します。

• ダブルボリュートによりローターのラジアルバランスが向上し、高い効率と持続的な効率の両方を実現します。

• 始動プロセス中または流れの過渡現象によるロータの静止摩耗部品との接触を避けるための、ベアリング間の耐久性の高い構造。

前述の主な設計特性を補完するものとして、スルザー ポンプの最新の油圧開発が MSD に適合しました。

• 最適化された比速度 (nq): nq = 34 で、ほとんどのポンプ サイズで最適な効率が得られます。 他のnq油圧も可能です

• インペラ入口のフロー スプリッターにより、内部の流れの再循環を回避し、トリミングされた直径でも高い効率を実現します。

• スムーズで幅広の油圧通路: 油圧損失を最小限に抑えるために特別に設計された、十分な寸法の段間クロスオーバー

• 二重吸引の第 1 ステージは、大きいサイズ (12 インチと 14 インチ) では標準装備されていますが、残りのすべてのサイズ (8 インチと 10 インチ) ではオプションです。 これは、一部の 60 Hz の国では必須の前提条件です。 低圧脈動とポンプ振動レベルに対応する千鳥状ベーンが特徴です

• インペラ出口からボリュートリップまでの距離を最適化し、圧力脈動とポンプの振動レベルを低減します。

• ポンプの耐用年数にわたって効率が長期間持続するのは、単にクリアランスを締め付けるだけではなく、主に油圧の改善によって達成されます。

• NPSHa/NPSHr 3% マージンを適切にカバーし、40,000 時間のインペラ寿命を保証

• 機械設計は非常に重要であり、目標の最適化を達成するために多くの改善が導入されました。 ポンプ ケーシングとインペラは、ASTM A 890 GR 1C 規格 (3843) であるスーパー二相鋼で鋳造されました。

小さいサイズの 8 インチと 10 インチの場合、次の基準が構成されました。

• スリーブラジアルおよび複列ボールアキシャルベアリングによるロータの軸方向位置の固定が標準装備されています。 ティルティングパッドアキシャルベアリングはオプションです。 ベアリングにより、温度と振動の監視が可能になります。

・オイルリング潤滑を標準装備。 オイルクーラーの腐食を防ぐために、DE および NDE ベアリングを空冷することができます。

●強制給油潤滑はオプションです。

より大きなサイズの 12 インチと 14 インチの場合は、次の構成が選択されました。

• スリーブラジアルベアリングとティルティングパッドアキシャルベアリングによるローターのアキシャル位置の固定が標準装備されています。 ベアリングにより、温度と振動の監視が可能になります。

●強制給油潤滑を標準装備しており、潤滑油系冷却器は空冷または水冷が可能です。

クリアランスを強化する複合材料製の固定摩耗部品が選択されました。 回転摩耗部品は、緩みを防ぐためにインペラと一体化されています。 固定ウェアリングは、流体軸受としてではなく、摩耗部品としてのみ機能します。 ポンプには適切な外部ベアリングが装備されており、砂が入口フィルターからポンプに侵入した場合でも機械的性能の損失を防ぎます。 シンプルだが実証済みの小型サイズ用の 4 段対向インペラ設計と、油圧性能を向上させた大型サイズ用の 2 段対向インペラ設計が、高圧供給用途の鍵となります。 数千台のスルザー MSD ポンプは、現場での何百万時間もの稼働時間でその機械設計と耐久性を証明しています。

現在、逆浸透用途専用の MSD には 4 つのサイズがあり、それぞれ 8 インチ、10 インチ、12 インチ、14 インチの排出フランジを備えており、600 ～ 3,000 m3/h の供給流量の範囲をカバーします。 基本的に同じタイプの油圧プロファイル (nq = 34) を使用すると、ステージ数は最小サイズ (8 インチと 10 インチ) の 4 段階から最大サイズ (12 インチと 14 インチ) の 2 段階まで変化します。 これらのポンプは市場に導入されて以来、HP フィード SWRO アプリケーションにおける効率的で信頼性の高い動作に関して、これまでのあらゆる記録を破ることができました。 これらは、膜配列の単一ラックの専用ポンプとして、および膜の複数ラックの並列の圧力センターへの供給の両方で専用ポンプとして使用されてきました。 2003 年に Ashkelon SWRO に供給された MSD-D/2 サイズ 14 × 14 × 19A のうち 8 台は、現在でも世界で最も高い流量 (それぞれ 2,500 m3/h) と最も強力な (5,300 kW) ドライバーを備えたポンプとして稼働しています。 HP フィード アプリケーション。

Sulzer Pumps は、HP 供給用途に最適なソリューションを開発するプロジェクトの初期段階から SWRO Contractors のパートナーであり、最適なポンプ構成を選択して稼働ポンプの数を減らし、メンテナンスを最小限に抑え、最適な油圧適合を実現します。可能な限り最高の効率を達成します。