Насосы для перекачивания жидкостей с растворенными газами

06.01.2022

Часто в промышленных процессах возникает необходимость перекачивания жидкости с растворенными в ней газами. Растворенные в жидкости газы могут являться частью процесса или могут быть его нежелательными спутниками. Например, целлюлозно-бумажная промышленность подразумевает введение в бумажную массу от 4 до 10% воздуха в процессе отбеливания макулатуры. Многие химические и нефтехимические процессы так же подразумевают наличие перекачивание двухфазного потока. Нежелательный растворенный газ появляется в процессе перемешивания или появления вихревых потоков на всасывании из-за некорректного монтажа насоса.

Правильный выбор центробежного насоса для смеси жидкости и газов (двухфазных) сильно зависит от количества растворенного газа и характеристик жидкости. Количество растворенного газа снижает напор насоса и может потенциально увеличить потери на всасывании насоса. Для перекачивания жидкостей с растворенными газами до 4% концентрации могут использоваться стандартные типы насосов, например простые химические насосы типа Mark 3 или даже герметичные насосы. Выбор конструкции насоса зависит от объема растворенного в жидкости газа. Специальные модели рабочих колес могут использоваться для смеси содержащей до 10% газа. Корректировки рабочих параметров насосов требуются для содержания газа свыше 2%. Смеси содержащие до 10% газа могут перекачиваться специальными типами насосов с предвключенным шнеком или индюсером, например, типа Flowserve ERPN-I, насосы вихревого типа CEHA или насосы с газоотводчиками типа самовсасывающих насосов Mark3 или MPT.

В общем говоря, любой тип центробежного насоса способен перекачать некоторое количество растворенного воздуха. Основная проблема вызывается тенденцией воздуха скапливаться во всасывающей области насоса, что безусловно сказывается на производительности и напоре насоса. На изображении ниже показана характеристика консольного насоса для целлюлозно-бумажной промышленности Flowserve FRBH для жидкостей с различным содержанием воздуха. С минимальными корректировками рабочей характеристики этот насос можно использовать для жидкостей с содержанием до 4% растворенного воздуха. При увеличении содержания воздуха параметры насоса значительно ухудшаются до тех пор, пока насос не переходит в нестабильный режим и практически теряет возможность всасывания. Данная ситуация решается увеличением зазора рабочего колеса. Увеличение перетечек снижает концентрацию воздуха на всасывании насоса. Увеличение зазора рабочего колеса насоса позволяет сохранить способность работы насоса с концентрацией растворенного воздуха до 10%.