انواع پمپ در صنعت پتروشیمی، به عنوان یکی از تجهیزات حیاتی انتقال، جابه‌جایی و تحویل گاز و سیالات شیمیایی از اهمیت ویژه‌ای برخوردار هستند. می‌توان گفت کلیه فرایندها و مراحل صنعتی از حفاری و حمل نفت خام گرفته تا پالایش و تولید محصولات پتروشیمی به وجود پمپ‌های مختلف و مناسب از لحاظ کارایی، راندمان و عملکرد وابسته است. در ادامه انواع این تجهیزات صنعتی را جزء به جزء، معرفی خواهیم کرد.
اهمیت پمپ در صنعت پتروشیمی
فراورده‌های پتروشیمی، که عمدتاً ترکیبات حاصل از تجزیه هیدروکربن‌ها یا مواد اولیه پالایش نفت می‌باشند، مواد شیمیایی آلی اساسی برای تولید انواع محصولات مرتبط با پزشکی، صنایع غذایی، کشاورزی و پلیمر را شامل می‌شوند. یکی از ضروری‌ترین اجزای مورد استفاده در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی، پمپ‌ها هستند. در واقع انواع پمپ در صنعت پتروشیمی، نقش اساسی در انتقال سیالات در داخل دکل‌های حفاری نفت و عملیات پایین دستی نفت و گاز دارند و بدون وجود آنها پالایشگاه‌ها و صنایع پتروشیمی قادر به فعالیت نخواهند بود.
دسته بندی انواع پمپ در صنعت پتروشیمی
انواع پمپ در صنعت پتروشیمی، شامل: پیستونی، دیافراگمی، پلانجری، ماگ درایو، مونو پمپ، دنده‌ای، دوزینگ و سانتریفیوژ، برای مراحل انتقال، پردازش یا پالایش مواد شیمیایی در طی فرایند حفاری، پالایش نفت خام و یا ذخیره سازی مورد استفاده قرار می‌گیرند.
ماهیت ماده‌ای که انتقال داده می‌شود، میزان جریان مورد نظر، فشار، دما و شرایط محیطی، عواملی هستند که در تعیین نوع پمپ صنعتی مناسب، نقش اساسی دارند. به طور کلی، پمپ‌هایی که در صنعت پتروشیمی کاربرد دارند، یکی از دو نوع پمپ‌های جابه‌جایی مثبت یا دینامیکی هستند.
پمپ‌های جابجایی مثبت
پمپ‌های جابه‌جایی مثبت، انتقال سیال را به صورت حجم‌های مشخص یا دسته‌ای انجام می‌دهند. در واقع، در این نوع پمپ صنعتی، دبی و سرعت، نسبت مستقیم داشته و از طریق افزودن انرژی به صورت دوره‌ای، حجم معین سیال را به حرکت در می‌آورند و از فشار پایین‌تر به بالاتر تحویل می‌دهند. این پمپ‌ها که ویژگی خود مکش داشته و در فشار بالا هم توانایی فعالیت دارند، معمولاً جهت جابه‌جایی سیالات بسیار ویسکوز، سیالات حساس به برش یا غیر نیوتونی مورد استفاده قرار می‌گیرند. انواع پمپ‌های جابه‌جایی مثبت عبارتند از:
- رفت و برگشتی: شامل پیستونی، دیافراگمی و پلانجری
- چرخشی: شامل دنده‌ای، پره‌ای، لوب پمپ و مونو پمپ
پمپ‌های دینامیکی
در پمپ‌های دینامیکی، انتقال پیوسته انرژی جنبشی به سیال، باعث افزایش سرعت، فشار و در نهایت عبور آن از پروانه خواهد شد. این انرژی جنبشی نیز، در حقیقت انرژی مکانیکی است که توسط پمپ‌های دینامیکی، به انرژی جنبشی تبدیل شده‌است. پمپ سانتریفیوژ (ترکیبی، عمودی، افقی)، محیطی، هیدرانت و شناور، انواع پمپ صنعتی دینامیکی هستند که در سیستم‌های اطفاء حریق، صنایع غذایی، دریایی، کشاورزی، تهویه و صنعت نفت، کاربرد دارند.
آشنایی با انواع پمپ در صنعت پتروشیمی
پمپ دیافراگمی
در پمپ جابه‌جایی مثبت دیافراگمی، با حرکت دیافراگم به سمت بالا، حجم محفظه افزایش و فشار ورودی آن کاهش می‌یابد، بنابراین نفت و مواد نفتی به داخل مکیده خواهندشد. در مرحله بعد دیافراگم به سمت پایین حرکت می‌کند و مایع به طرف مقصد جریان می‌یابد. مقاومت در مقابل سایش، قابلیت انتقال حجم بالایی از سیالات و طراحی جمع و جور پمپ‌های دیافراگمی، آنها را به گزینه ایده‌آلی در صنایع نفت، گاز و پتروشیمی، تبدیل کرده‌است.
پمپ سانتریفیوژ
یکی از متداول‌ترین انواع پمپ در صنعت پتروشیمی، پمپ‌های سانتریفیوژ هستند. در این نوع پمپ، سیال با حرکت چرخشی ناشی از پروانه‌ها، به سمت محل مکش، پمپاژ شده و سپس توسط نیروی گریز از مرکز، از محل تخلیه خارج می‌شود. با وجود اینکه پمپ سانتریفیوژ، مناسب مایعات با ویسکوزیته پایین و نرخ جریان بالا می‌باشد، می‌تواند برای انتقال مایعات کثیفی که حاوی مقادیر زیاد ذرات جامد، گاز یا هوا نیستند هم، مورد استفاده قرارگیرد. پمپ‌های گریز از مرکز، به عنوان پمپاژ سه فاز (یا چند فاز) در صنایع بالادست نفت و گاز استفاده شده و قادرند در صورت سازگاری محصول، چند صد گالن سیال را در دقیقه پمپاژ کنند.
پمپ دنده ای
پمپ دنده‌ای شامل دو نوع: دنده داخلی و دنده خارجی می‌باشد؛ که از لحاظ عملکرد مشابه بوده اما محدوده کارایی متفاوتی دارند. در پمپ دنده ای، حرکت دنده‌ها با ایجاد مکش، سیال را به داخل محفظه پمپاژ می‌کند، سپس با ایجاد جریانی یکنواخت و متناسب با سرعت چرخش دنده‌ها، آن را به سمت محل تخلیه منتقل خواهدکرد. پمپ‌های غلیظ‌کش، برای جابه‌جایی مایعات با ویسکوزیته بالا و متوسط، مانند انواع روغن، پلیمر، قیر و چسب مورد استفاده قرار می‌گیرند.
پمپ دوزینگ (پمپ تزریق)
پمپ دوزینگ که برای انتقال دوز مشخصی از سیال، با نرخ تخلیه قابل کنترل مورد استفاده قرار می‌گیرد، می‌تواند به هر دو صورت جابه‌جایی مثبت یا دینامیکی طراحی و تولید شود. برای انتقال مایعات با ویسکوزیته کم و نرخ جریان بالا، پمپ تزریق دینامیکی، و برای انتقال مایعات با ویسکوزیته زیاد و نرخ جریان پایین، پمپ تزریق جابه‌جایی مثبت، مناسب‌تر هستند. در صنایعی که با ترکیبات شیمیایی سمی، خورنده یا اسیدی سروکار دارند، مانند نفت، گاز و پتروشیمی، دوزینگ پمپ یا پمپ اندازه‌گیری انتخاب بهتری می‌باشد.
مونو پمپ
در مونو پمپ یا پمپ اسکرو، چرخش الکتروموتور باعث چرخش ماردون فلزی داخل دستگاه شده و به دنبال آن مایع در راستای محور پمپ به حرکت در می‌آید. مونو پمپ عمودی، فوم بتن، لوله‌ای، دوزینگ و قیفی انواع این پمپ صنعتی هستند که با توجه به نوع، ویسکوزیته و سرعت جریان مورد نظر برای انتقال سیالات در صنعت مورد استفاده قرار می‌گیرند. از آنجا که این پمپ‌ها، برای جابه‌جایی مایعات ویسکوز، خمیری و حاوی ذرات جامد نیز کاربردی هستند، در صنایع نساجی، دارویی، پلیمری و آرایشی بهداشتی مورد توجه قرار گرفته‌اند.
پمپ پلانجری
پمپ پلانجری از لحاظ عملکرد مشابه پمپ پیستونی عمل کرده و با حرکات رفت و برگشت، سیال را به داخل محفظه مکش کرده و سپس با فشار بالا، به بیرون پمپاژ می‌کند. از آنجا که طول حرکت رفت و برگشت در پمپ‌های پلانجری بیشتر از انواع پیستونی است، از این پمپ صنعتی، برای انتقال سیالات ویسکوز، چسبناک و سنگین با فشار بالا استفاده می‌کنند. به عنوان مثال در صنعت آب و فاضلاب، نفت، گاز، پتروشیمی، ذغال سنگ و تولید اوره.
پمپ پیستونی
یکی از کاربردی‌ترین انواع پمپ در صنعت پتروشیمی، پمپ پیستونی است، که با حرکت رفت و برگشت پیستون درون محفظه پمپ، فشار سیال را افزایش داده و آن را پمپاژ می‌کند. این نوع پمپ براساس تعداد سیلندر و شکل پیستون، می‌تواند بالابر، محوری، شعاعی، قدرتی یا معمولی باشد. علاوه بر پتروشیمی، پمپ‌های پیستونی در صنایع خودروسازی، فولاد سازی، تولید آلیاژهای آهن، دستگاه واترجت، سنگ و سرامیک، کاغذ سازی، آب شیرین کن و کشتی سازی نیز کاربرد دارند.
مهمترین نکات برای خرید پمپ در صنعت پتروشیمی
در صنعت پتروشیمی براساس کاربرد و تحمل‌پذیری، دو گروه از پمپ‌های شیمیایی مورد استفاده قرار می‌گیرند: پمپ‌هایی با قابلیت اندازه‌گیری و کنترل دقیق میزان جریان سیالات شیمیایی و پمپ‌هایی با قابلیت تحمل شرایط خاص مانند خوردگی، سایش، اسیدیته یا ویسکوزیته بالا. در واقع اولین قدم برای دستیابی به حداکثر کاربری پمپ، گزینش و انتخاب صحیح آن است که از طریق توجه به مجموعه‌ای از عوامل، به آسانی امکان‌پذیر می‌باشد:
- متریال یا موادی که در ساخت پمپ به کار برده شده‌است: از آنجا که بسیاری از ترکیبات شیمیایی، مستعد خوردگی هستند، انتخاب پمپ سازگار با ترکیب سیال مورد انتقال اهمیت بالایی دارد. از لحاظ جنس، پمپ‌ها معمولاً به دو دسته‌ی فلزی (مثل فولاد ضد زنگ، چدن یا آلومینیوم) و غیر فلزی (مثل پلی پروپیلن، استال رسانا یا نایلون کینار) تقسیم می‌شوند.
- اندازه و مشخصات فنی پمپ: مهمترین عاملی که در انتخاب پمپ مناسب باید مدنظر قرارگیرد، نحوه عملکرد، اندازه و سایر مشخصات فنی و تخصصی پمپ صنعتی شامل: میزان حداکثر دبی و سرعت سیال، اندازه و طراحی ورودی و خروجی مایع، ارتفاع، فشار و متوسط دمای قابل تحمل است.
- خواص سیال مورد انتقال: وزن مخصوص، فشار بخار، میزان سایندگی، pH، غلظت و میزان ذرات جامد معلق، دما و ویسکوزیته از جمله مواردی هستند که باید در انتخاب پمپ مورد توجه قرار بگیرند.
- بهره‌وری انرژی پمپ صنعتی: از آنجا که پمپ‌ها سیستم‌های محرک متفاوتی دارند، برای دستیابی به حداکثر کارایی، حداقل هدر رفت و همچنین کاهش هزینه انرژی حین کار، لازم است دستگاهی با عملکرد بهینه و مناسب فضای صنعتی در دسترس انتخاب شود.
- شرایط مونتاژ، نصب و استفاده آسان: از آنجا که هر سیستم صنعتی، چند وقت یکبار به چکاپ و بررسی مکانیکی، تعویض قطعاتی مانند یاتاقان، تمیز کردن و روغن‌کاری نیاز دارد، باید در هنگام انتخاب و خرید انواع پمپ در صنعت پتروشیمی، شرایطی مانند محل قرارگیری، سهولت نصب، استفاده و نگهداری سیستم را هم، به اندازه ویژگی‌های فنی، در نظر داشته‌باشد.
- سیستم‌های کنترل کننده پمپ پتروشیمی: امروزه و با مدرن‌تر شدن سیستم‌های صنعتی، بسیاری از پمپ‌ها با استفاده از تجهیزات تخصصی اندازه‌گیری و نرم‌افزارهای پیشرفته کنترل و مانیتور می‌شوند. بنابراین، در هنگام انتخاب پمپ مناسب با عملیات صنعتی مورد نظر، لازم است این موارد هم با دقت بررسی شوند. زیرا در صورت وجود مشکلات دائمی با نرم‌افزار یا لوازم جانبی کنترل، کلیه عملکرد و کارایی دستگاه می‌تواند تحت‌الشعاع قرار گیرد.
اهمیت انتخاب انواع پمپ در صنعت پتروشیمی
در صنعت پتروشیمی که فراورده‌های نفتی با دبی و فشار بالا، از بخش بالادستی به میان دستی منتقل می‌شوند، نوع پمپ‌های مورد استفاده جهت پالایش و پردازش مواد شیمیایی حین فرایند حفاری، پالایش نفت خام و تولید محصولات پتروشیمی، از اهمیت بالایی برخوردار است. زیرا هر مدل از این پمپ‌های کاربردی برای تحمل طیف متفاوتی از ویسکوزیته، خورندگی یا سایندگی طراحی شده و مناسب هستند. به همین دلیل لازم است پیش از انتخاب، سفارش و خرید انواع پمپ در صنعت پتروشیمی، جزئیات شرایط محیطی و شیمیایی سیالات و فرایندها مورد توجه و کارشناسی قرار گیرد.
قیمت انواع پمپ‌های پتروشیمی
خرید یک پمپ ارزان قیمت، شاید صرفه‌جویی یا پس‌انداز سرمایه به نظر برسد، اما باید در نظر داشته باشید که استفاده از پمپ اشتباه، مانند یک بمب ساعتی است! حتی اگر پمپی قابل سفارشی سازی و همگام سازی با نیازهای شما باشد، مادامی که بدون بررسی کیفی و تخصصی خریداری شده‌باشد، می‌تواند هزینه‌های زیادی بابت تعمیرات متعدد و تعویض مداوم قطعات و به شما تحمیل کند.
به طور کلی عوامل متعددی در تعیین قیمت انواع پمپ‌های پتروشیمی نقش دارند:
نوع پمپ
یکی از عوامل مهم تعیین کننده قیمت پمپ صنعتی پتروشیمی نوع پمپ می‌باشد، که می‌تواند هریک از انواع پمپ‌های جابه‌جایی مثبت (مثل: دیافراگمی، پیستونی، پلانجری، دنده‌ای و مونوپمپ) یا دینامیکی (مثل: سانتریفیوژ، محیطی، هیدرانت و شناور) را شامل شود.
تکنولوژی
به کارگیری تکنولوژی‌های روز دنیا در ساخت پمپ، با وجود تأثیر قابل توجهی که بر کاهش هزینه‌های تعمیر و نگهداری، افزایش راندمان، کاهش مصرف انرژی و همچنین افزایش بهره‌وری این سیستم‌ها دارد، برروی قیمت تمام شده این محصولات اثر خواهد داشت.
ساختار و ابعاد
ابعاد، اندازه نهایی دستگاه و البته جزئیات طراحی پمپ، از جمله عواملی هستند که برندها و تولید کننده‌های مطرح جهانی برای افزایش کارایی و طول عمر این دستگاه، مورد توجه قرار می‌دهند و می‌تواند تأثیر مستقیمی هم بر قیمت نهایی انواع پمپ پتروشیمی داشته باشد.
مواد ساختاری و استانداردها
جنس متریال به‌کار برده شده در ساخت پمپ، با توجه به کاربرد مورد نظر و همچنین نوع سیالی که نیاز به جابه‌جایی دارد، متفاوت است. مواد فلزی معمولاً برای ترکیبات شیمیایی ساینده یا دارای ذرات جامد معلق ایده‌آل هستند، در حالی که مواد غیرفلزی برای شرایطی که پمپ‌های سبک مورد نیاز است، انتخاب بهتری می‌باشد. به همین دلیل نیز قیمت پمپ‌های شیمیایی معمولاً بسته به مواد ساختاری و البته استاندارهایی که در ساخت و طراحی این سیستم‌ها اعمال می‌شود، تعیین خواهدشد.
مطالب مرتبط: تفاوت پمپ پیستونی و دیافراگمی
نتیجه گیری
پمپ‌ها، فارغ از اینکه در کدام یک از بخش‌های صنعت نفت، گاز و پتروشیمی مورد استفاده قرار می‌گیرند، ابزار انتقال و جریان سیالات از یک مکان به مکان دیگر هستند. به عبارت دیگر، انواع پمپ در صنعت پتروشیمی شامل دیافراگمی، سانتریفیوژ، دنده‌ای، دوزینگ، مونوپمپ، پلانجری و پیستونی، چه در فاز بالادستی، چه میانی و چه پایین دستی، انرژی لازم برای جریان نفت، گاز، مواد شیمیایی و سایر سیالات را از زمین به نفتکش، سپس پالایشگاه یا کارخانه و در نهایت محل ذخیره‌سازی فراهم می‌کنند.
پمپ‌ها علاوه بر اینکه به طور کلی، راه‌حلی کاربردی برای جابه‌جایی و حمل و نقل سیالات ارائه می‌دهند، براساس نوع و با توجه به ویژگی‌های فنی منحصربه‌فرد هر مدل، برای فرایندهای متفاوت شامل تزریق متانول، پردازش شیمیایی، شیرین کردن گاز و… نیز حیاتی هستند.
