Направления:

Большинство производственных процессов в технологии происходят с поглощением или выделением энергии. Необходимые реакции или процессы происходят в установках лишь при наличии определенной температуры. Для точной установки или ситуативной корректировки температуры удобнее всего использовать непрямую подачу тепла посредством жидких теплоносителей. При этом используется теплоноситель, циркулирующий между нагревателем и потребителем тепла. Рабочие температуры в таких циркуляционных контурах составляют чаще всего от 100⁰C до 400⁰C . Для снабжения энергией потребителя тепла используют различные жидкие теплоносители.

При температурах до 200⁰Cчаще всего используется вода, так как ее отрицательное воздействие на окружающую среду минимально, а удельная теплоёмкость достаточно высока. В связи с тем, что с повышением температуры сильно возрастает давление пара, при температурах от 200⁰C до 400⁰C чаще всего используются жидкие теплоносители органического происхождения. Для подачи таких теплоносителей применяются преимущественно спиральные насосы, разработанные специально для этих целей. В связи с разницей в физических свойствах жидких теплоносителей насосы для горячей воды имеют конструкцию, отличную от конструкции масляных насосов.

Горячая вода 100 – 160⁰C без охлаждения

При начальной температуре до 160⁰C и правильном подключении стандартный насос ZLN может применяться в соответствии с EN 733/DIN 24255 с торцевым уплотнением без охлаждения и нагрузки. Внутренняя циркуляция обеспечивает постоянную смазку торцевого уплотнения и не допускает работы на сухом ходу. В установках, где нет возможности сохранять необходимое минимальное расстояние до области давления пара, применяется стандартный насос ZLN с дросселирующим устройством. Дросселирующее устройство поддерживает достаточное давление в области торцевого уплотнения и не допускает испарения.

Экономичные конструкции “Inline” - насос для горячей воды ZLI, широко применяются для работы с горячей водой, так как они могут быть вмонтированы в любое место соединения трубопровода и при этом идеальным образом компенсировать пропускную способность трубопровода. В насосах ZLI применяется соединение валов штекерного типа, позволяющее использовать стандартный двигатель при компактных размерах. Максимальная температура насосов ZLI без охлаждения ограничивается 150⁰C . Конструкция позволяет производить демонтаж комплектного выдвижного блока, не извлекая при этом корпус насоса из соединения трубопровода.

Горячая вода 160 – 230⁰C без охлаждения

Сравнение параметров экономичности

Подача горячей воды предъявляет повышенные требования к конструктивному исполнению насоса. При этом от торцевого уплотнения во многом зависит уровень эксплуатационной надежности насоса. Поэтому необходимо, таким образом, оптимизировать параметры торцевого уплотнения – давление, температуру и скорость скольжения, – чтобы значительно увеличить срок его службы.
Многие производители насосов и торцевых уплотнений разрешают использовать стандартные насосы с уплотнением вала без охлаждения при температурах до 180⁰C . Однако воздействие высоких температур, полусухое трение, недостаточное удаление от области давления пара, а также искривление поверхности скольжения приводят к снижению срока службы и могут означать невыгодное соотношение по шкале «затраты-польза». Эксплуатация при температурах выше 180⁰C возможна, таким образом, только при проведении дорогостоящих мероприятий по охлаждению. Они не только обеспечивают оптимальный уровень температуры торцевого уплотнения, но и значительно увеличивают расходы, связанные с установкой и эксплуатацией насоса.

По-другому дело обстоит с насосами для горячей воды ZEN, спиральным насосом по EN 22858: в нем торцевое уплотнение перенесено в «холодную часть» насоса, в которой расположен привод. Благодаря двойному теплозащитному барьеру в той части насоса, где расположен привод, достигается значительно более низкая температура. Даже при начальной температуре до 230⁰C использование торцевого уплотнения без охлаждения не вызывает проблем, так как температура в этой части насоса не превышает 100⁰C .

Однако при использовании насосов для подачи горячей воды недостаточно просто перенести уплотнительный элемент в холодную часть, так как при нагревании этот теплоноситель имеет свойство выделять газ. Пузырьки газа под действием центробежных сил оседают на мельчайших вращающихся деталях. В большинстве случаев это поверхности скольжения торцевого уплотнения. С этим физическим явлением насосы ZEN справляются благодаря запатентованному газосепаратору, находящемуся в области торцевого уплотнения. В самой высокой точке находится коллектор для сбора образовавшегося газа. Очистка этого коллектора производится при помощи специального вентиля, когда установка не работает или при ее включении. Парообразование в области торцевого уплотнения исключено, так как эта область подвергается дополнительной нагрузке через отверстие подшипника скольжения, полученное путем мокрого бурения, и благодаря низкой температуре расположена на значительном расстоянии от области давления пара.
Типовой ряд ZDN основывается на той же технологии, что и ZEN, максимальная температура составляет 185⁰C .

Масла-теплоносители 100 – 350⁰C без охлаждения

В отличие от воды, органические и синтетические жидкие теплоносители позволяют производить нагревание, охлаждение или поддерживать определенную температуру, не подвергая систему высокому давлению. До 350⁰C возможна эксплуатация в гидростатических установках, при этом максимальная температура составляет на сегодняшний день около 400⁰C .
В рамках развития теплопередающего оборудования и жидкостей была разработана DIN 4754. Эта норма устанавливает, помимо прочего, и требования к технике безопасности, а также правила эксплуатации насосов в циркуляционных контурах с горячим маслом. Здесь также широко применяются спиральные насосы, соответствующие EN 733/DIN 24255.

Компактные насосы для горячих масел ZTK и ZTI разработаны специально для подачи масел-теплоносителей в компактных приборах, служащих для поддержания постоянной температуры. Типовые ряды отличаются лишь формой корпуса насосов.

В то время как ZTK является спиральным насосом с аксиальной подачей и радиальным нагнетательным патрубком, ZTI имеет встраиваемый корпус «Inline», который может быть встроен непосредственно в соединение трубопровода. Конструкция позволяет производить демонтаж выдвижного узла, не извлекая корпус насоса из соединения трубопровода. Благодаря двойному теплозащитному барьеру, расположенному позади рабочего колеса насоса и дополнительно оснащенному вентилятором, удается значительно снизить температуру вблизи привода. Тем самым удается избежать потерь продуктивного тепла и использовать при этом стандартное торцевое уплотнение без охлаждения.

Для подачи горячих масел, температура которых не превышает 350⁰C , в теплотехнические установки был разработан новый типовой ряд насосов для горячих масел ZTN. Этот типовой ряд концептуально соответствует возросшим требованиям к эксплуатационной безопасности, экологичности и снижению эксплуатационных расходов. То же относится и к содержанию норм DIN 4754 и EN 733.

Все детали, находящиеся под давлением, выполнены из прочных материалов (например, GGG 40.3). Новые насосы для теплоносителей выпускаются в 29 типоразмерах и позволяют эффективно планировать размещение Вашего оборудования. Благодаря теплозащитному барьеру, расположенному за гидравлической системой, удается значительно снизить потери тепла.

100 – 400⁰C без охлаждения с магнитной муфтой

При начальных температурах до 300⁰C используется компактный магнитный насос без охлаждения ZTK Магнит блочной конструкции. Эта конструкция с электромагнитной муфтой не только обеспечивает эксплуатацию без утечек, но и практически не требует технического обслуживания. Новая скользящая опора с водяным охлаждением, соответствующая стандарту SIC, обеспечивает длительный срок службы, а щелевой колпачок, толщина стенок которого от 1,6 мм – дополнительную безопасность. Магниты изготавливаются из высококачественного самариево-кобальтового сплава (SmCo). Они отличаются высокой магнитной плотностью при небольших размерах и высокой границе предельно допустимой температурной нагрузки. Двигатель может быть по выбору совмещен со спиральным корпусом по DIN 24255/24256 или встраиваемым корпусом “Inline”.

До 400⁰C предусмотрена конструкция ZTK Магнит с теплозащитным барьером, причем магнитное пространство эксплуатируется в тупиковой части трубопровода. Теплозащитный барьер термически отделяет насос от электромагнитной муфты и препятствует попаданию теплового потока в магнитное пространство. Для того чтобы в этом пространстве вследствие потерь на вихревые токи в металлическом щелевом колпачке не образовывалось дополнительное тепло, применяется щелевой колпачок, изготовленный из промышленной керамики (оксида циркония).

Применение керамических щелевых колпачков возможно также, если подаваемая жидкость при повышении температуры полимеризуется, кристаллизуется или затвердевает. Дроссельная втулка вблизи внутреннего магнита препятствует дополнительному проникновению тепла в процессе эксплуатации. Подшипник скольжения насоса гидродинамически разгружен и промазан изнутри. Для обеспечения прохождения смазочного материала он имеет специфическую форму. Внутренний подшипник выполнен из износостойкого карбида вольфрама, внешний подшипник – из прочного карбида кремния. Эта комбинация имеет оптимальные свойства для эксплуатации в контакте с горячим маслом.