化学プロセスポンプの冷却に関する完全ガイド

石油化学プロセスでは、ポンプの信頼性は効果的な温度制御に大きく依存します。さまざまな媒体温度に合わせて選択された冷却システムは、機器の寿命に影響を与えるだけでなく、運用コストにも直接影響します。

石油化学ポンプの研究者として、3 つの重要な媒体温度しきい値に基づいて、最も科学的に健全な冷却構成戦略を詳しく説明します。

I. 主要な温度境界点: 冷却計画はどのように選択すればよいですか?

化学薬品の使用条件の厳しさに基づいて、冷却戦略は次の 3 つのレベルに分類できます。

1. 常温および中低温条件 (< 120°C)

周囲温度の酸/塩基溶液や有機溶媒など、搬送温度が 120°C 未満の清浄な媒体の場合、ほとんどの化学プロセス ポンプは外部冷却システムを必要としません。この場合、ポンプは潤滑と冷却をプロセス流体自体に依存するため、構造が簡単でメンテナンスコストが低くなります。

⚠️注意:

媒体が結晶化しやすい場合、または固体粒子が含まれている場合は、たとえ低温であってもポンプ ケーシングにシール フラッシング接続を設け、外部フラッシュ ラインを設置する必要があります。フラッシュ流体は、シール面への粒子の侵入や固定シールリングへの結晶の堆積を効果的に防ぎ、シールの寿命を大幅に延ばします。

2.中高温温度域（120℃～300℃）

媒体温度が 120°C を超えると、ポンプ ケーシングとシール チャンバーの両方に対する熱負荷が大幅に増加します。現時点では、プロセス流体による自己冷却だけでは安全な動作を確保するには不十分です。標準的なエンジニアリング手法には次のものが含まれます。

• ポンプカバーの冷却キャビティ:ジャケット内に冷却水や熱媒油を循環させ、ポンプ本体の温度をコントロールします。
• シールチャンバーへのクーラント供給:隔離されたバリア流体ゾーンを作成するには、ダブルエンドメカニカルシールを使用する必要があります。
• 製品汚染の防止:プロセスで冷却剤が製品と混合することが厳密に禁止されている場合（たとえば、高純度または食品グレードの用途）、ポンプで送られる流体の一部を排出側からそらし、単純な熱交換器を介して冷却し、シールチャンバーに再導入することができます。これは自己循環冷却として知られる方法です。このアプローチは安全であり、コスト効率にも優れています。

3. 極端な高温条件 (> 300°C)

重油、溶融塩、または 300°C を超える高温伝熱流体などの媒体の場合、ポンプは「フルシステム冷却」モードに入ります。

• 構造設計:ポンプは通常、熱膨張による位置ずれを最小限に抑えるために中心線に取り付けられます。
• 総合的な冷却:ポンプヘッドだけでなくベアリングハウジング（またはブラケット）にも、潤滑油の劣化やベアリングの焼き付きを防ぐためのアクティブ冷却システムを装備する必要があります。
• シールの選択:金属ベローズメカニカルシールは必須です。通常、コストは従来のシールの 10 倍以上ですが、極端な温度でも比類のない信頼性と性能を提供します。

II.冷却システム構成比較表

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