? ? ? 目前國內(nèi)所用到的乙烯低溫泵結(jié)構(gòu)基本上可以劃分為三類:
? ? ? 第一類是以瑞士蘇爾壽公司TTMC系列產(chǎn)品為代表的立式多級筒袋泵,該泵最主要的是采用了剛性軸,并增加平衡鼓來平衡部分軸向力,運行較為平穩(wěn)可靠。適用于-50℃以上的介質(zhì)的輸送。
? ? ? 第二類是以瑞士蘇爾壽公司的VCR系列產(chǎn)品、Flow? Serve公司的WUC、L系列產(chǎn)品、美國GOULDS公司的VIC系列產(chǎn)品等為代表的立式多級筒袋泵,這些產(chǎn)品的主要特點是采用饒性軸,并且采用了逐級固定的空間導(dǎo)葉式殼體,機械密封部位也采取了特殊措施,能滿足乙烯裝置及其他石化裝置低溫介質(zhì)的輸送要求,
? ? ? 第三類是國內(nèi)部分廠家,以大連耐酸泵廠的DLA、DLB系列產(chǎn)品最具有代表性。國內(nèi)的DL系列性能范圍比較窄,大連耐酸泵廠/大連蘇爾壽(SULXER)引進的TTMC系列泵,性能范圍較寬,基本能滿足國內(nèi)的使用要求。
? ? ? 乙烯裝置的碳三加氫進料泵、堿進料泵、吸油注入泵等均為小流量高揚程泵。
? ? ? 工況特點和選型要求
? ? ? 流量小、揚程高、泵流量為52~32m3/h,為了維持反應(yīng)壓力或防止高溫汽化,其揚程流量達(dá)到193.6~397m.
? ? ? 工作壓力高 因為泵的揚程較高,泵的出口壓力高達(dá)88MPa.選型時應(yīng)注意泵的機械密封形式、最高允許工作壓力和進口法蘭的耐壓等級均能符合要求。
? ? ? 介質(zhì)特殊 洗油注入泵、碳三加氫進料泵的介質(zhì)屬碳?xì)浠?,黏度分別為65mPa·s(40℃)和0.108Pa·s(12℃),揮發(fā)性較大,均易燃易爆,而且洗油注入泵的介質(zhì)為汽油,含有大量的苯,所以對軸封有較高的要求。
? ? ? (2)泵型的選擇?? 對于小流量高揚程泵,視流量和揚程不同,一般可選用高速泵或多級泵.
? ? ? (3)高速泵的性能和結(jié)構(gòu)特點??? 在乙烯裝置中,洗油注入泵和堿進料泵均選用了高速泵。高速泵并非是通過單純提高普通離心泵的轉(zhuǎn)速來得到高揚程的,它有其自身的性能和結(jié)構(gòu)特點.
? ? ? ①高速泵的性能曲線??? 高速泵中擴散管5的喉徑對性能影響很大。當(dāng)通過喉部的液體速度等于或略大于葉輪圓周速度時,就會破壞液流的連續(xù)性,造成揚程突然下降到零的現(xiàn)象。這就是高速泵的揚程中斷特性,對于揚程中斷時的流量稱為中斷流量值。高速泵的流量曲線見圖3-10.當(dāng)葉輪圓周速度不變時,擴散管喉徑越大,中斷流量值也越大,曲線的過渡也就越緩和。高速泵的這一特性,當(dāng)發(fā)生過流時對電機有保護作用。另外其最高效率點往往就在中斷流量附近,因此盡管設(shè)計工況取在最高效率點,但實際使用時須在略低于設(shè)計流量的條件下運轉(zhuǎn),以免發(fā)生揚程的不穩(wěn)定現(xiàn)象。
? ? ? ②特殊的葉輪形式?? 高速泵大多采用開式徑向直葉片葉輪,也有采用開式后彎葉片和閉式葉輪的,主要是為了改善H-Q曲線的曲率以及在大流量時提高效率。開式的葉輪大大降低了葉輪產(chǎn)生的軸向推力,有時為進一步降低軸向推力,在靠近輪轂的后蓋板上還開有平衡孔,從而使推力軸承的工作條件大大改善,即使在很高的轉(zhuǎn)速下連續(xù)運行,軸承也能長期正常運行。
? ? ? 無需耐磨密封環(huán) 雖然乙烯裝置中輸送的是黏度小、揮發(fā)性大的介質(zhì),但因為高速泵的輸出液體只占壓液室中的一小部分,所以高速泵不怕內(nèi)泄漏,葉輪和泵體間不必裝耐磨環(huán),相反可以保持較大的間隙,使高速泵可以輸送黏度小于5000mPas的石油制品、化學(xué)腐蝕液、懸浮液以及含有少量顆粒的液體。? ? ?
? ? ? 軸封 高速泵采用特殊設(shè)計的機械密封,其軸向尺寸特別緊湊,以減小軸懸臂長度;軸套上固定極易平衡的動環(huán),而其他帶有彈簧、密封圈和浮動環(huán)的不易平衡部分作為密封的靜止部分,以適應(yīng)高轉(zhuǎn)速的需要。同時由于轉(zhuǎn)速高,對軸封的冷卻是必不可少的。
? ? ? SUNDS-TAND公司的標(biāo)準(zhǔn)配置是從泵出口引出液體,經(jīng)泵內(nèi)的懸液分離器后對單端面機械密封進行冷取。用戶還可根據(jù)介質(zhì)的特殊性選擇這種標(biāo)準(zhǔn)配置或串聯(lián)、雙端面機械密封以及各種各樣的沖洗、冷卻和泄漏處理方式。
? ? ? 吸入性能 高速條件下的吸入性能一般性差,容易產(chǎn)生汽蝕,但加裝誘導(dǎo)輪后可改善高速泵的吸入性能。
? ? ? 高精度增速箱 高速泵的增速箱有一級增速和二級增速兩種,每一種都有許多檔次不同的輸出速度,使高速泵僅有幾個型號就能覆蓋廣泛的揚程和流量范圍,零部件的通用性非常好。對齒輪經(jīng)過高精度加工,噪聲不超過同級電機。
? ? ?(4)多級泵的性能和結(jié)構(gòu)特點??
? ? ? 乙烯裝置中,超高壓鍋爐給水泵、高壓鍋爐給水泵選用了多級泵(BB5、BB4系列),其工作原理、結(jié)構(gòu)外形均與普通多級泵相近。選用時主要根據(jù)工況特點選擇泵的結(jié)構(gòu)和性能。
? ? ? 殼體結(jié)構(gòu)。 單殼體泵和雙殼體泵都可以在高壓狀態(tài)下運行,但是兩者耐溫和耐熱沖擊性能不同。普通單殼體泵耐溫上限180~320℃,有些特殊設(shè)計的泵可用到400℃左右。而雙殼體泵基本都能用到400~500℃,而且耐熱沖擊性好。但是雙殼體泵重量、體積較大,制造不便,價格高。一般僅用在大型、高壓、有強烈熱沖擊的場合。乙烯裝置的超高壓鍋爐給水泵的工況存在一定的熱沖擊,排出壓力極高,故選用了此類型泵。
? ? ?軸向中開泵和徑向剖分泵。 國外用于石化行業(yè)能滿足一定耐溫耐壓要求的單殼體、高揚程、小流量多級泵,基本上都是軸向中開式結(jié)構(gòu)。中開式裝拆維修更方便。國內(nèi)同類型泵,如Y、YD、MC均是徑向剖分結(jié)構(gòu)。中開式多級泵系列雖對其它技術(shù)指標(biāo)都能滿足,但是流量偏大,泵廠可考慮將泵系列向流量小的方向延伸。徑向剖分泵則用于壓力更高、工況更苛刻的場合。
? ? ?軸封。 對軸封的要求雖然高,但單端面機械密封已能滿足要求。不過因為壓力高,介質(zhì)黏度小,一般都應(yīng)選用內(nèi)裝式平衡型機械密封。然而對于烴類介質(zhì),由于介質(zhì)的易燃易爆、黏度小等危險特性,故采用串聯(lián)式機械密封。
? ? ?中心線支撐橫鍵定位。 臥式泵溫度超過150℃時,通常都要使用中心線支撐的泵體,以避免泵體受熱后單向膨脹危及泵的正常運行。同時,支撐面上應(yīng)設(shè)有橫鍵固定泵的軸向位置。
? ? ?軸承冷卻。
? ? ?耐磨密封環(huán)。 由于介質(zhì)黏度低[0.103mPas(12℃)],為減小內(nèi)泄漏,提高效率,維持泵在溫度變化時的性能穩(wěn)定,在葉輪和泵體上一般都要設(shè)置耐磨密封環(huán)。
? ?(5)國內(nèi)外高速泵和多級泵產(chǎn)品情況
? ? ? ①高速泵??
? ? ? 國外高速泵的主要公司是美國SUNDSTRAND公司、法國SUNDSTRAND公司、日本日機裝SUNDSTRAND合資公司。這三家公司生產(chǎn)的泵,即通常所說的SUNDYNE泵。SUNDYNE泵將最初發(fā)明的用于航空工業(yè)的高速單級離心泵技術(shù)成功地應(yīng)用于工業(yè)界,從外形到內(nèi)部結(jié)構(gòu)都很獨特,成為世界上著名的高速離心泵制造公司。
? ? ? ②多級泵性能范圍較廣,其軸向力和徑向力平衡方式也是軸向中開泵中較常用的。