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石油製品の輸送に適切な遠心ポンプを選択する方法

石油化学エンジニアリング、潤滑油の混合、燃料の積み下ろし、石油貯蔵所の管理では、石油製品の移送は頻繁に行われる重要な作業です。遠心ポンプの選定を誤ると、良くても流量不足や効率低下、最悪の場合はメカニカルシールの漏れや装置のシャフトの焼き付き、さらには火災や爆発事故を引き起こす可能性があります。

この論文は、流体機械の研究者として、選定意思決定者の観点から、流体力学の原理と現場の動作条件を組み合わせて、選定のための 6 つの主要なステップを詳しく説明しています。遠心ポンプ石油製品の移送に。

Oil Product Transportation

1. 石油製品の物理化学的性質の解明

選定マニュアルを開く前に、まず搬送媒体の特性を分析してください。水とは異なり、油製品にはポンプの性能に大きな影響を与えるパラメータがあります。

粘度

粘度は選択の主な決定要因です。


  • 低粘度の石油製品 (ガソリン、ディーゼル、軽質ナフサなど):粘度が水に近く、従来の渦巻ポンプが適しています。このような媒体は蒸気圧が高く、キャビテーションが発生しやすいため、システムで利用できる正味の正吸引ヘッドには特別な注意を払う必要があることに注意してください。
  • 中粘度および高粘度の油製品(潤滑油、重油、原油など):動粘度が 50 cSt を超えると、遠心ポンプの効率が大幅に低下します。この場合、一般的な遠心ポンプが依然として選択されている場合は、粘度補正係数 (HSI 規格に基づく換算など) を考慮するか、ロータリー ポンプを直接選択する必要があります。遠心ポンプを使用する場合は、高粘度用に設計された特別な広流路モデルを選択してください。


潤滑性と腐食性

オイル製品には特定の自己潤滑特性があり、メカニカル シールの耐用年数に有益です。ただし、次の場合には注意が必要です。


  • 硫黄含有/酸性媒体:炭素鋼の腐食による錆による油の汚染を避けるために、耐食性の材料を選択する必要があります (弱い腐食には 304、中および高硫黄および強力な腐食媒体には 316/316L)。
  • 無水/含水:一部の石油製品(航空灯油など)は水分に非常に弱いため、ポンプ本体の材質は脱水性のもの、または防錆性のある材質を選択する必要があります。


引火点と可燃性

ガソリンやベンゼンなどの低引火点媒体を移送する場合、防爆性能は必須の指標です。完全防爆モーター (Ex d II BT4 以上) を選択する必要があり、インペラは摩擦火花のリスクを軽減するために青銅製にすることができ、機械全体は静電気に対して適切に接地されている必要があります。

2. ポンプのコア性能に合わせて動作パラメータを正確に計算

動作パラメータを正確に計算することで効率が向上し、エネルギー消費が削減されます。

流量要件

実際の転送量に基づいて 10% ~ 20% の変動マージンを確保します。大流量の場合は両吸込渦巻ポンプ、小流量の場合は小型単段渦巻ポンプを選定し、変動の大きい運転条件には周波数変換装置を搭載しています。

ヘッドの計算

実際に必要な揚程 = 搬送高さ + パイプライン抵抗 + 局所抵抗。選定の際の定格ヘッドは、実際の需要より10~15%高めに余裕を持たせて選定してください。

使用温度と吸引条件

高温油製品には耐高温シールと材質を選定し、低温油製品には凝固防止を考慮する。正味の吸引揚程を計算し、キャビテーションを避けるために吸引条件が悪い場合は自吸式遠心ポンプを選択してください。

3. ネットポジティブサクションヘッド (NPSH)

石油製品は通常、飽和蒸気圧が高く、特に高温環境では蒸発しやすくなります。


  • 利用可能な正味吸引ヘッド (NPSHa):現場のパイプラインシステム(貯蔵タンクの液面高さ、吸引パイプラインの損失、大気圧、石油製品の蒸気圧)によって決定されます。
  • 必要な正味吸引ヘッド (NPSHr):ポンプ自体によって決まります。


選択ルール:NPSHa > NPSHR + 1.0 m (安全マージン)

石油製品の移送では、多くの場合、ポンプ自体よりも吸入側の設計の方が重要です。推奨事項:


  • 可能な限り浸水可能な設置を採用してください。
  • 自吸が必要な場合は自吸うず巻ポンプを選定し、吸込配管にフート弁を設置し、吸込揚程を2m以内に管理してください。


4. シーリングシステム: 漏れに対する核心防御線

石油製品の漏洩は、経済的損失だけでなく、潜在的な安全上の危険も伴います。石油製品の移送にはメカニカルシールの選択が重要です。石油製品の特性に応じて、次の段階的な選択が推奨されます。

1.シングルメカニカルシール+フラッシングプラン Plan 01/02

無害、不揮発性の油製品 (一般的な潤滑油、ディーゼルなど) に適しています。ポンプで送り出された媒体で自己フラッシュし、シール表面から熱を除去します。

2.シングルメカニカルシール+フラッシングプラン Plan 11

標準構成では、高圧媒体をポンプ出口からシールチャンバーに流し、ほとんどのクリーンオイル製品に適しています。

3.タンデムメカニカルシール(API 682 Plan Plan 52/53)

ガソリン、ベンゼン、トルエンなどの揮発性が高く有毒な媒体に強く推奨されます。絶縁液(ホワイトオイルまたはエチレングリコール)を注入した二段シール構造を採用しています。万一、プライマリーシールに漏れが発生した場合でも、油生成物は大気中に流出せず、安全タンクに流入するため、安全性が大幅に向上します。

5. 材質の選択: 鋳鉄からステンレス鋼まで

石油製品の移送の場合、材料の選択は以下のロジックに従います。


  • 鋳鉄/鋳鋼:常温、非腐食性の軽油製品(ディーゼル、潤滑油など)に最適で、コストパフォーマンスに優れています。
  • 304 ステンレス鋼 (CF8):弱い腐食性の媒体、食品グレードのホワイトオイル、鉄イオンに敏感なファインケミカルオイル製品に適しています。
  • 316 ステンレス鋼 (CF8M):塩化物イオンや酸性度が高い原油や化学中間体に適しています。


さらに、低温炭化水素、液化ガス(低温プロパンなど)または高温伝熱油の場合は、特殊な耐低温/耐高温材料および対応する軸受冷却/加熱構造を選択する必要があります。

6. モーターとエネルギー効率の考慮事項

石油製品の移送には長期間の連続運転が必要となることが多く、エネルギー消費コストも無視できません。


  • 防爆定格: 現場エリアの分類 (ゾーン 1 またはゾーン 2) に従ってモーターの防爆定格を決定します。共通規格は Ex d II BT4 (難燃性タイプ、ほとんどの石油化学シナリオに適しています) です。
  • 省エネ基準(IE3/IE4):IE3以上の省エネグレードのモータを推奨します。初期調達コストは若干高くなりますが、電力価格の高騰により通常1~2年で価格差は回収可能です。
  • 可変周波数制御: 石油製品の移送流量を頻繁に調整する必要がある場合は、可変周波数ドライブ (VFD) をお勧めします。バルブ絞りの代わりに周波数変換によって速度を調整すると、電力エネルギーを 20% ~ 40% 節約できます。


結論

石油製品の移送に適した遠心ポンプの選択は、複雑である必要はありません。石油製品の特性、動作パラメータ、アプリケーション要件を明確に理解し、Teffiko の専門的な技術サポートと製品ソリューションを組み合わせることで、長年にわたり信頼できるパフォーマンスを提供する機器を見つけることができます。

流体テクノロジーの無限の可能性を探求しましょう。公式 Web サイトにアクセスしてください。http://www.teffiko.com


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