在工业制造领域，术语单元操作的一般定义相当温和:流程中的基本步骤。然而，在化学加工领域，单元操作远不止于此。也就是说，它们是一系列生产阶段的蓝图，制造商必须精确地完成这些阶段，才能将一系列原材料转化为可行的最终产品。
在化学加工中有五类单元操作。本文将侧重于流体流动过程，最常见的包括转移、过滤、固体流态化和运输活动。作为参考，其他四种单元操作分别是传热(蒸发和换热)、传质(蒸馏、萃取、吸附和干燥)、热力学(制冷和气体液化)和机械(破碎、制粉、筛分和筛分)。
多年来，离心泵作为化学加工中流体传输应用的默认泵送技术已BETVICTOR体育官网经建立了良好的声誉。公平地说，离心泵确实具备在这些情况下满足操作人员需求的基本BETVICTOR体育官网能力，因为它们的操作方法使其非常适合行业中常见的大批量传输应用。离心泵也能很好地用于必须BETVICTOR体育官网通过可变流量的管道网络输送的薄的、类似水的流体。
图片1。在化学加工中，单元操作是一系列生产阶段的蓝图。其中一个阶段是一系列流体流动过程，包括转移、过滤、固体流态化和运输活动。螺杆泵有双螺BETVICTOR体育官网杆和三螺杆配置，在这些关键应用中表现出可靠、高效和安全的性能。(图片由Blackmer提供)然而，本文将说明不同类型的泵技术——正排量双螺杆泵和三螺杆泵——如何在化学加工行业的关键流体处理操作中比离心泵更可靠、高效和经济，其中许多涉及处理高磨蚀性、腐蚀性和危险物质。BETVICTOR体育官网
所面临的挑战
要使螺杆泵在化学加工应用中更加普遍，最大的挑战是使行业运营商摆脱根深蒂固的观念，即离心泵是满足流体输送要求的唯一选择。BETVICTOR体育官网
在许多情况下，化学处理系统是围绕泵送技术设计的，而不是相反。
这意味着工程师首先要熟悉离心泵，并试图在其操作范围内工作。BETVICTOR体育官网他们知道离心泵是如何运作的，知道它们的好处，并相信它BETVICTOR体育官网们是他们试图完成的最好的技术。
基于这种思维方式，设计工程师将设计能够混合或加热化学原料或化合物的系统，作为一种操纵过程的方式，并将流体的粘度降至300厘米斯托(cSt)以下，这使得离心泵更易于处理流体。在这种情况下，他们所做的是重新调整流体以适应泵送技术，而不考虑成本影响。
尽管能够调整流体以满足离心泵的运行需求，但操作人员仍必须确保离心泵运行在或接近其最佳效率点(BEP)。离心泵很少在其精确的BEBETVICTOR体育官网P下工作，因为很少经历原始泵工况。考虑到这一点，离心泵在其BEP的80%到110%之间的窗口内以其最高效率运行。
然而，当泵的运行向BEP的任何一侧移动得太远时，叶轮将受到不均匀的压力，这可能导致径向推力增加，从而导致泵轴偏转。当发生偏转时，会对轴承和机械密封施加更高的载荷，从而损坏泵的壳体、背板和叶轮。
图片2。虽然化学加工工业长期依赖离心泵进行流体处理活动，但螺杆泵可以很容易地输送不同温度和粘度的流体。BETVICTOR体育官网这意味着操作人员不需要为了满足泵的需要而操纵流体传输过程，这可能是耗时和昂贵的。此外，满足生产速度和配额一直是化学加工操作的首要任务，但随着操作成本的持续上升，需要提高操作效率，以便优化泵送作业期间消耗的能量。
在这方面，离心泵也有不足之处:BETVICTOR体育官网
- 为了降低选择泵的复杂BETVICTOR体育官网性，通常会选择超大泵，但这可能会导致运行和维护成本增加，运行效率低，能耗高于必要水平。
- 在离心泵运行中，流量随着压差的增大而减小。因此，依赖于保持恒定流量的时间敏感操作将花费更长的时间，这可能是昂贵的。当泵送粘度大于100 cSt的流体时，离心泵的性能将受到不利影响。
最终，这些低效率将导致更高的公用事业费用，并可能降低生产率，这无疑将对化学加工业务的底线产生负面影响。
解决方案
一种替代方案是正排量螺杆泵(PD)。BETVICTOR体育官网在化工过程中增加螺杆泵的使用的困难是双重的:离心泵的巨大安装基础的内置优势，以及说服设计工程师承认有BETVICTOR体育官网像螺杆泵这样的替代品。
许多工程师还认为螺杆泵只能产生低流量。BETVICTOR体育官网
实际上，今天的螺杆泵在流量方面已经取得了显著的进步，BETVICTOR体育官网流量范围从220加仑/分钟(gpm)(833升/分钟[L/min])到11000 gpm(41635升/分钟)越来越普遍。
PD螺杆泵的设计使其能够处理各种液体，甚至是粘BETVICTOR体育官网度较高的液体。螺杆泵的工作方法允许相反的螺杆啮合，以便与周围的泵壳形成一个密封腔。
当驱动螺杆转动时，流体被移动，并稳定而不断地输送到泵的排出口，无论泵送压力如何，都能产生容积一致的流量。
螺杆泵技术在化学处理流体输送应用中提供的好处是一个长而重要的列表:
- 能够处理各种流量，压力，液体类型和粘度
- 恒定流量，即使存在由粘度变化造成的不同背压
- 高容量和整体运营效率，从而降低运营成本
- 可控制的输出或能力，通过高泵转速比
- 低内部速度
- 自吸操作，吸力好
- 机械振动小，延长使用寿命
- 本质上平稳和安静的操作
- 极低的脉动，降低压力，延长相关流体传输组件(管道、软管、密封件、轴承等)的寿命。
具体来说，有两种类型的螺杆泵模型可以在化学处理流体传递活动中表现出色:双螺杆与定时齿轮(WTG)和三螺杆。
WTG泵BETVICTOR体育官网设计有外部轴承和定时齿轮传动，可产生双吸、自吸操作，泵内部部件之间没有金属接触。这种设计可以帮助泵实现任何旋转PD泵的最高流量，即使是在不同的背压和粘度水平下。
事实上，与离心泵不同，PD螺杆泵的可输送流量实际上是随着流体粘度的增加而增加的。这些设计特点也使螺杆泵适用于所有类型的传输应用，包括低粘度或高粘度，润滑或非润滑，中性或腐BETVICTOR体育官网蚀性，清洁或污染流体。
三螺杆泵用于处理不含固体的BETVICTOR体育官网清洁润滑流体，适用于广泛的粘度、温度和压力范围。它们设计有一个主驱动主轴，两个母副主轴和一个包含螺钉的外壳，允许流体在从吸入到排出的轴向平稳连续地移动。这种操作方法提供平稳，稳定的产品
流量噪音低，能源效率高。
结论
在化学处理中，没有哪个单元操作比另一个单元操作更重要，但如果制造商想优化其流体传输应用的性能，他们将明智地考虑正排量螺杆泵提供的好处。BETVICTOR体育官网
虽然螺杆泵的采购价格可能BETVICTOR体育官网比离心泵高，但最好记住这句老话:“你可以现在付钱给我，也可以以后付钱给我。”
除了成本之外，螺杆泵的主要操作优势包括能够在更高的速率和压力下处理更宽的流体粘度窗口，降低能源消耗，并且不需要BETVICTOR体育官网输入BEP。这些优势使其在关键的化学处理流体传输应用中成为更高效、可靠、通用和经济的替代品。