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大東海泵業(yè)

小流量高揚(yáng)程選用什么泵?

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乙烯裝置的再蒸塔回流泵,、Cl0洗油注入泵和BTX反應(yīng)器進(jìn)料泵均為小流量高揚(yáng)程泵,。
1.工況特點(diǎn)和選型要求
①流量小,、揚(yáng)程高  由于已處于后段工序或僅需少量回流及洗液的注入,,這幾臺(tái)泵流量?jī)H有5~25m3/h,。而為了維持反應(yīng)壓力或防止高溫汽化,,其揚(yáng)程要求達(dá)到301-463m,。
②工作壓力高  因?yàn)楸玫倪M(jìn)口壓力和揚(yáng)程均較高,,泵的出口壓力都在2.5MPa以上。其中BTX二段反應(yīng)器進(jìn)料泵進(jìn)出El壓力分別達(dá)到了2.6MPa和5.1MPa,,選型時(shí)應(yīng)注意泵的機(jī)械密封形式,、最高允許工作壓力和進(jìn)出口法蘭的耐壓等級(jí)均能符合要求。   
③介質(zhì)特殊  介質(zhì)均屬碳?xì)浠衔?,粘度小?.7mPa·s(C10洗油注入泵除外),,揮發(fā)性較大,而且其中兩臺(tái)BTX反應(yīng)器進(jìn)料泵是輸送有毒的苯,、甲苯,、二甲苯,所以對(duì)軸封有較高的要求,。
④溫度變化大  對(duì)于乙烯裝置中BTX反應(yīng)器進(jìn)料泵,,當(dāng)反應(yīng)開始時(shí)介質(zhì)溫度是81℃,到反應(yīng)結(jié)束時(shí)溫度達(dá)到128℃;當(dāng)催化劑再生時(shí),,反應(yīng)器中通入高壓蒸汽,,介質(zhì)溫度升高到85℃。所以泵應(yīng)能適應(yīng)這樣的高溫和溫度的變化,。
2.泵型的選擇
對(duì)于小流量高揚(yáng)程泵,一般多選用高速泵或多級(jí)泵
3.高速泵的性能和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
在乙烯裝置中,,Cl0洗油注入泵和再蒸塔回流泵均選用了高速泵,。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(yáng)程的,它有其自身的性能和結(jié)構(gòu)特點(diǎn):
高速泵的性能曲線  高速泵中擴(kuò)散管的喉徑對(duì)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(shí),,就會(huì)破壞液流的連續(xù)性,造成揚(yáng)程突然下降到零的現(xiàn)象,。這就是高速泵的揚(yáng)程中斷特性,,對(duì)應(yīng)于揚(yáng)程中斷時(shí)的流量稱為中斷流量值。

性能     高速 泵     多級(jí)泵
運(yùn)轉(zhuǎn)可靠性   單級(jí),,運(yùn)動(dòng)零件少,,軸向載荷很小,軸粗短,,無葉輪耐磨環(huán),、級(jí)間襯套等內(nèi)部摩擦件,運(yùn)轉(zhuǎn)可靠性高   運(yùn)動(dòng)零件多,,軸向載荷較大,,軸細(xì)長(zhǎng),有葉輪耐磨環(huán),、級(jí)間襯套等內(nèi)部摩擦件,,運(yùn)轉(zhuǎn)可靠性相對(duì)低
體積和重量 單級(jí),多為立式結(jié)構(gòu),,體積小,,占地少,重量輕   多為臥式結(jié)構(gòu),,體積,、占地和重量均大得多
檢修和維護(hù)   無葉輪耐磨環(huán)、級(jí)間襯套等內(nèi)部摩擦件需更換,;電機(jī)和垂直機(jī)架整體吊裝,,不必調(diào)中心;無需拆卸進(jìn)出口管路就可維護(hù)機(jī)械密封,。維修方便工作量小   水平中開多級(jí)泵維修方便,,但需拆卸進(jìn)出口管路并更換摩擦件,工作量稍大;徑向剖分多級(jí)泵裝拆零件多,,還要調(diào)中心,、垂直度,工作量很大,,維修不便
價(jià)格   相對(duì)較高   相對(duì)較低
效率     基本相近

①除普通的影響因素外,,高速泵的效率還與選定的泵轉(zhuǎn)速和擴(kuò)散管喉徑有很大關(guān)系,研究起來較為復(fù)雜,,但是仍與普通離心泵一樣,,也是隨著比轉(zhuǎn)速的減小而下降,只是幅度不同,。高速泵的比轉(zhuǎn)速是指在該泵的運(yùn)轉(zhuǎn)速度下的比轉(zhuǎn)速,,而其運(yùn)轉(zhuǎn)速度在選型時(shí)是無法知道的,須由泵廠通過電算優(yōu)化才能確定,。多級(jí)泵的比轉(zhuǎn)速是指它的單級(jí)比轉(zhuǎn)速,,泵制成多級(jí)的原因之一正是為了提高單級(jí)比轉(zhuǎn)速,從而提高效率,。雖然已知在同樣的低比轉(zhuǎn)速下,,高速泵的效率比單級(jí)離心泵高,但在選型時(shí),,卻無法算出高速泵的比轉(zhuǎn)速,;所關(guān)心的僅僅是泵效率,所以在選型時(shí)將比轉(zhuǎn)速作為高速泵和多級(jí)泵泵效率高低的判據(jù)是不適宜的,。高速泵可能達(dá)到的最高效率約60%左右,。根據(jù)以往的選用經(jīng)驗(yàn),高速泵和多級(jí)泵效率的比較大致有以下規(guī)律:當(dāng)Q>15m3/h,,且日/Q=15~40時(shí),,兩者基本持平;當(dāng)Q>15m3/h且日/Q<15時(shí),,多級(jí)泵效率高,;當(dāng)Q>15m3/h且H/Q>40或當(dāng)Q&le;15m3/h且H/Q>15時(shí),高速泵效率高,。當(dāng)葉輪圓周速度不變時(shí),,擴(kuò)散管喉徑越大,中斷流量值也越大,,曲線的過渡也就越和緩,。高速泵的這一特性,當(dāng)發(fā)生過流量時(shí)對(duì)電機(jī)有保護(hù)作用,。另外其最高效率點(diǎn)往往就在中斷流量附近,,因此盡管設(shè)計(jì)工況取在最高效率:點(diǎn),但實(shí)際使用時(shí)須在略低于設(shè)計(jì)流量的條件下運(yùn)轉(zhuǎn),以免發(fā)生揚(yáng)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&mdash;Q曲線的藍(lán)率以及在大流量時(shí)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(shí)為進(jìn)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(yùn)行,軸承也能長(zhǎng)期正常運(yùn)行,。
③無需耐磨密封環(huán)  雖然乙烯裝置中輸送的是粘度小、揮發(fā)性大的介質(zhì),,但因?yàn)楦咚俦玫妮敵鲆后w只占?jí)阂菏抑械囊恍〔糠?,所以高速泵不怕?nèi)泄漏,葉輪和泵體間不必裝耐磨環(huán),,相反可以保持較大間隙,,使高速泵可以輸送粘度小于5000mPa.S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,。
④軸封高速泵采用特殊設(shè)計(jì)的機(jī)械密封,其軸向尺寸特別緊湊,,以減小軸懸臂長(zhǎng)度,;軸套上固定極易平衡的動(dòng)環(huán),而其他帶有彈簧,、密封圈和浮動(dòng)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(shí)由于轉(zhuǎn)速高,,對(duì)軸封的冷卻是必不可少的,。SUNDSTAND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(duì)單端面機(jī)械密封進(jìn)行冷卻乙烯裝置中的高速泵都采用這種標(biāo)準(zhǔn)配置,。用戶還可根據(jù)介質(zhì)的特殊性選擇串聯(lián),、雙端面機(jī)械密封以及各種各樣的沖洗、冷卻和泄漏處理方式,。
⑤吸入性能  高速條件下的吸入性能一般較差,,容易產(chǎn)生汽蝕,但加裝誘導(dǎo)輪后可大大改善高速泵的吸入性能,。如乙烯裝置中再蒸塔回流泵的有效汽蝕余量NPSHa僅2.3m,,加裝誘導(dǎo)輪后泵汽蝕余量NPSHr只有l(wèi).8m,完全能滿足要求。
⑥高精度增速箱  高速泵的增速箱有一級(jí)增速和二級(jí)增速兩種,,每一種都有許多檔次不同的輸出速度,,使高速泵僅用幾個(gè)型號(hào)就能覆蓋廣泛的揚(yáng)程和流量范圍,零部件的通用性非常好,。對(duì)齒輪經(jīng)過高精度加工,,噪音不超過同級(jí)電機(jī)。
4.多級(jí)泵的性能和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
乙烯裝置汽油加氫單元中,,BTX反應(yīng)器進(jìn)料泵均選用了高揚(yáng)程小流量的多級(jí)泵,,其工作原理、結(jié)構(gòu)外形均與普通多級(jí)泵相近,。選用時(shí)主要根據(jù)工況特點(diǎn)選擇泵的結(jié)構(gòu)和性能,。
①殼體結(jié)構(gòu)  單殼體泵和雙殼體泵都可在高壓狀態(tài)下運(yùn)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(jì)的泵可用到400℃左右。而雙殼體泵基本都能用到400~450℃,,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(jià)格高,。一般僅用在大型、高壓有強(qiáng)烈熱沖擊的場(chǎng)合,。乙烯裝置BTX進(jìn)料泵的工況存在一定熱沖擊,,但根據(jù)以往的使用經(jīng)驗(yàn),某些單殼體形式的泵也能滿足使用要求,。
②軸向中開泵和徑向剖分泵  國(guó)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(yáng)程、小流量多級(jí)泵,,基本上都是軸向中開式結(jié)構(gòu),。中開式除裝拆維修方便外,其耐熱沖擊的能力要比用穿杠固定的徑向剖分泵好,,所以乙烯裝置中的BTX進(jìn)料泵都采用中開式結(jié)構(gòu)形式,。國(guó)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(jí)泵系列雖對(duì)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,。
③軸封對(duì)軸封的要求雖然高,但單端面機(jī)械密封已能滿足要求,。不過因?yàn)閴毫Ω?,介質(zhì)粘度小,一般都應(yīng)選用內(nèi)裝式平衡型機(jī)械密封,。為了提高密封面處的壓力,,防止在密封面上發(fā)生相變,應(yīng)進(jìn)行白沖洗,。同時(shí)因介質(zhì)溫度較高,,還要對(duì)軸封進(jìn)行冷卻。由于溫度高,,介質(zhì)中又含苯,、甲苯、二甲苯,,所以靜密封材料只能采用聚四氟乙烯或玻璃纖維填充聚四氟乙烯,,不能使用任何橡膠。
④中心線支撐橫鍵定位  臥式泵溫度超過177℃時(shí),,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(yùn)行,。同時(shí),,支撐面上應(yīng)設(shè)有橫鍵固定泵的軸向位置。
⑤軸承冷卻BTX進(jìn)料泵在催化劑再生時(shí),,運(yùn)行溫度接近上限,,一般應(yīng)對(duì)軸承箱進(jìn)行冷卻,降低油溫,。多數(shù)廠商在推力軸承處設(shè)置有水冷夾套,,蘇爾壽公司則在兩側(cè)軸承箱上都可選裝浸沒式翅片冷卻管,其MC系列泵還可采用風(fēng)冷,,適用于缺水源的工作場(chǎng)所,。
⑥耐磨密封環(huán)  由于介質(zhì)粘度低(2.1~3.1mPa.s),為減小內(nèi)泄漏,,提高效率,,維持泵在溫度變化時(shí)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),。
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