Pam mana yang merevolusikan pemindahan bendalir suhu rendah? Memperkenalkan Pam Centrifugal Cryogenic

Sekiranya anda bekerja di industri seperti pemprosesan LNG, pembuatan semikonduktor, atau penyelidikan perubatan, anda tahu betapa sukarnya untuk memindahkan cecair suhu rendah-perkara seperti nitrogen cecair, oksigen cecair, atau gas asli cecair. Cecair ini perlu kekal sejuk, dan pam biasa tidak dapat mengendalikan suhu yang melampau tanpa memecah atau kehilangan kecekapan. Tetapi kebelakangan ini, pam baru telah memalingkan kepala dalam bidang ini:Pam empar kriogenik. Ia sepatutnya menyelesaikan masalah besar yang telah melanda pemindahan bendalir suhu rendah selama bertahun-tahun. Tetapi apa yang membuatkan pam ini begitu berbeza daripada yang telah kami gunakan sebelum ini? Mari kita lihat lebih dekat.

Pertama, mari kita bincangkan mengapa pam biasa gagal ketika datang ke cecair kriogenik. Kebanyakan pam dibina dengan bahan -bahan yang menjadi rapuh apabila suhu jatuh di bawah -100 ° C, dan meterai mereka sering bocor kerana sejuk menyebabkan bahagian -bahagian mengecut atau meledingkan. Ini bermakna kerosakan yang kerap, cecair yang sia-sia, dan juga risiko keselamatan-kerana beberapa cecair suhu rendah boleh berbahaya jika mereka melarikan diri. Pasukan di belakang pam empar kriogenik menghabiskan tiga tahun mengkaji isu -isu ini, bercakap dengan lebih dari 300 jurutera dan pengurus loji dari seluruh dunia untuk mengetahui dengan tepat apa yang diperlukan.

Perkara pertama yang mereka tetapkan ialah bahan -bahan. ThePam empar kriogenikMenggunakan aloi campuran aloi khas untuk pendesak dan keluli tahan karat dengan nikel tambahan untuk badan pam. Bahan -bahan ini tidak menjadi rapuh walaupun pada suhu serendah -269 ° C (yang hampir dengan sifar mutlak!). Saya bercakap dengan juruteknik penyelenggaraan di loji LNG yang menggunakan pam selama enam bulan, dan dia berkata, "Kami digunakan untuk menggantikan bahagian pam setiap dua bulan kerana kerosakan yang sejuk. Dengan yang satu ini?

Kemudian ada sistem meterai -mungkin sakit kepala terbesar dengan pam kriogenik biasa. Pam sentrifugal cryogenic menggunakan meterai mekanikal berganda dengan gelung penyejukan terbina dalam. Daripada meterai yang mengeringkan atau bocor apabila ia menjadi sejuk, gelung penyejukan menyimpan meterai pada suhu yang mantap, jadi ia tetap ketat. Di kilang semikonduktor yang saya lawati, mereka kehilangan kira -kira 5% daripada nitrogen cecair mereka untuk kebocoran setiap bulan. Sejak beralih ke pam ini, kerugian itu telah menurun kepada kurang daripada 0.5%. Itulah nitrogen yang menyelamatkan besar -besaran tidak murah, dan membuangnya dengan cepat.

Kecekapan adalah satu lagi kemenangan besar. Pam empar biasa kehilangan banyak kuasa apabila menggerakkan cecair sejuk -biasanya, mereka hanya sekitar 60% cekap. Tetapi pam empar kriogenik mempunyai pendesak yang direka bentuk semula (bahagian yang berputar untuk menggerakkan cecair) yang dibentuk untuk berfungsi dengan cecair yang tebal dan sejuk. Ujian menunjukkan ia 85% cekap -bermakna ia menggunakan kurang tenaga untuk memindahkan jumlah cecair yang sama. Makmal perubatan yang menggunakan oksigen cecair untuk pembeku memberitahu saya bil tenaga mereka untuk pam telah turun sebanyak 30% sejak mereka bertukar. "Kami bukan hanya menjimatkan wang," kata pengurus makmal itu. "Kami juga menggunakan kurang elektrik, yang lebih baik untuk alam sekitar. Ia menang-menang."

Ketahanan adalah perkara lain yang menonjol. Pasukan ini meletakkan pam empar kriogenik melalui beberapa ujian yang sukar: 10,000 jam penggunaan tanpa henti pada -196 ° C (suhu nitrogen cecair), ditambah 500 kitaran pemanasan dan penyejukan (dari sejuk ke suhu bilik dan belakang) untuk mensimulasikan penggunaan dunia sebenar. Selepas itu, pam masih berfungsi seperti baru. Kebanyakan pam kriogenik biasa hanya berlangsung kira -kira 2,000 jam di bawah keadaan tersebut. "Kami terpaksa menutup kilang selama sehari setiap tiga bulan untuk menggantikan pam," kata seorang pengurus di sebuah kilang kimia yang menggunakan pam. "Sekarang kita tidak menutup masalah pam dalam setahun. Itu lebih banyak masa pengeluaran, yang bermaksud lebih banyak wang untuk kita."

Sekarang, pam empar kriogenik sedang digunakan dalam beberapa kemudahan nama besar. Terminal LNG di Asia menggunakannya untuk memindahkan gas asli cecair dari tangki simpanan ke kapal -mereka mengatakan ia memotong masa pemindahan mereka sebanyak 20% kerana ia boleh bergerak lebih cair lebih cepat. Pusat penyelidikan ruang menggunakannya untuk memindahkan hidrogen cecair (yang lebih sejuk daripada nitrogen cecair) untuk ujian bahan api roket, dan mereka mengatakan ketepatan pam telah membantu mereka mendapatkan data yang lebih tepat dari eksperimen mereka. "Kami tidak mampu melakukan kesilapan dengan bahan bakar roket," kata seorang penyelidik di sana. "Pam ini boleh dipercayai -kita tahu ia akan melakukan apa yang kita perlukan, setiap masa."

Pasukan di belakang pam empar kriogenik belum dilakukan, sama ada. Mereka memberitahu saya bahawa mereka bekerja pada versi yang lebih kecil untuk makmal yang perlu memindahkan sejumlah kecil cecair kriogenik seperti makmal bioteknologi yang menyimpan sampel dalam nitrogen cecair. Mereka juga menambah monitor pintar: sensor yang menjejaki suhu, tekanan, dan kelajuan pam, dan menghantar makluman ke telefon atau komputer jika ada yang salah. "Kami mahu menjadikannya lebih mudah untuk digunakan oleh orang ramai," kata jurutera utama. "Tiada siapa yang mahu menyemak pam setiap jam. Dengan monitor, mereka dapat melihat bagaimana keadaannya dari meja mereka."

Pada penghujung hari, pam empar kriogenik mengubah permainan kerana ia menyelesaikan masalah harian yang nyata bagi orang yang bekerja dengan cecair suhu rendah. Ia cukup sukar untuk sejuk, tidak bocor, menggunakan tenaga yang kurang, dan bertahan lebih lama daripada pam lain di luar sana. Oleh kerana lebih banyak tumbuh -tumbuhan, makmal, dan kilang mencubanya, saya fikir ia akan menjadi standard untuk pemindahan cecair kriogenik. Ia bukan sekadar pam yang lebih baik -ia membuat pekerjaan lebih mudah, lebih selamat, dan lebih murah. Dan dalam industri di mana setiap kesilapan kecil boleh kos masa dan wang, itu adalah masalah besar.