泵的知识

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高压甲铵用泵

时间:2012-4-8 21:19:07 来源:弘凌泵阀

 该泵用来将中压吸收塔底回收的甲铵溶液从大约1.7MPa(G)升压到~15.4MPa(G),经甲铵预热器后送至高压甲铵冷凝器。该泵的工况特点如下:

    ①输送介质  为氨基甲酸铵的水溶液,不同工艺流程的组分不同。对氨汽提法,甲铵液的组分是.NH4 8.5%,C02 19%,H2O 32.5%,温度75~80‘C,溶液密度0:9~1×10jkg/m3,粘度<3mPa.S,甲铵溶液的蒸汽压力高,80。C时达到1.57MPa(G),对泵的汽蚀性能和机械密封的选型有很大影响。
    ②属小流量高扬程高压泵,流量决定于装置生产能力和工艺流程,流量1 0~1 50m3/h,扬1300~2100m。泵进口压力高,汽提法工艺中为1.7~2.5MPa(G),使泵的轴封在比此压力略高的条件下使用。泵的工作压力高达15-25MPa(G)。
    ③甲铵溶液对金属材料的腐蚀很强,加之泵体承受的压力高,泵体材料必须有优良的抗疲劳腐蚀性能和机械强度。
    ④可靠性要求高。该泵是尿素生产中的关键设备之一,也是整个装置中最容易发生故障的环节,其可靠性高低,直接影响到尿素生产的连续运转周期。
  2.泵型式的选择
   高压甲铵泵也有往复式柱塞泵、高速部分流泵和中速多级离心泵三种类型可供选择。70年代以前,世界上尿素装置中高压甲铵泵基本上是采用往复泵,虽然效率高,但缸体受到高压、脉动压力和甲铵液的强腐蚀作用,易发生疲劳腐蚀,加之结构复杂,易损件多,维修费用较高。70年代开始,高压甲铵泵采用高速部分流泵,用两级叶轮就可达到4000m的高扬程,而且叶轮和泵体尺寸小,对高工作压力而言,泵体直径小,壁厚较薄,减少了316L不锈钢用量。因此,高速部分流泵具有结构简单,体积小,重量轻,泵基础小的明显优势。特别是与用作高压氨泵时相比,用作高压甲铵泵时的轴功率约减半,选用离心式代替往复式可使消耗的轴功率减少,高压氨泵可用碳钢,高压甲铵泵要用316 L不锈钢,因而选用高速泵比用往复泵可节省更多的投资,这就是高压甲铵泵比高压氨泵更早(1969年)、更多地选用高速部分流泵的原因。至于生产能力小于日产750吨的尿素装置,因泵的流量很小,用离心式的效率过低,年运行费高,故选用往复式泵为宜。
    两种生产能力的尿素装置中,往复式和离心式高压甲铵泵的技术经济指标对比见表2-93。
    表2—93离心式与往复式高压甲铵泵的技术经济指标对比

    尿素生产能力,吨/Et
    1100
    1700
    泵  型  式
    离心式
    往复式
    离心式
    往复式
    设计流量,ms/h
    38
    38
    60
    60
    设计压差,MPa
    14.1
    14.1
    14
    14
    轴功率(设计流量时),kW
    310
    228
    446
    345
    往复式节省功率,kW
    82
    101
    每套机组概算价①,万美元
    25.6
    26.44
    28
    31
    预计年维修费,万美元
    0.5
    3
    0.55
    3.3

 
    ①包括仪表、电器和泵基础费用。往复泉还包括缓冲器费用。
    近十几年来,我国引进了二十多套大型尿素装置,开始多用往复式高压甲铵泵,少数厂使用中速型(6500r/min)多级离心泵,后来逐步选用高速部分流泵。以下对该泵的特点作一简要说明。
    3.t-IMP型高速部分流泵的结构特点
    用于日产l765吨尿素装置的高压甲铵泵的性能参数见表2—87,HMP一3512型高压甲铵泵由美国SUNDTRAND公司生产,其结构见图2—131。该泵有如下特征:
    ①叶轮  叶片为直线辐射状,比后弯式叶片离心泵叶轮可产生更高的扬程。叶轮无前后盖板,在高压下的轴向力也很小。这种泵无密封环,不会出现因密封环磨损而引起的泵性能逐年下降现象。与常规开式叶轮有本质的不同,泵体内旋转液流与叶轮之间基本上无相对流动,没有密封环处的回流损失,而且叶片与泵体之间有较大间隙,对泵性能的影响也很小。因此,它与那些比转数越小、因泄漏损失造成的效率降低越严重的常规离心泵相比,具有较高的效率。
    ②泵体为同心圆柱形。与常规离心泵借助于蜗形壳体或导叶实现动能转换为静压能的原理相反,是靠泵体切线上的圆锥形扩散器将部分回转流体的能量进行转换,故该泵也称为部分流泵。
    ⑧优良的抗汽蚀性能  泵高速化的难点是汽蚀性能恶化。从图2—131中可见,该泵解决汽蚀的措施是在第一级和第二级叶轮入口处设螺距递增式诱导轮(指用于此两级并联。高压甲铵泵的两级叶轮是串联,第二级入Ll压力已远高于甲铵液汽化压力,故不装诱导轮)。这种诱导轮与一般的诱导轮相比,在较宽的转速和流量范围内的性能很好。该泵在14000r/min高速下的NPSHr为8m。诱导轮与叶轮铸为一体。
    ④改变泵性能容易  只要改变扩散器喷嘴直径、齿轮直径、叶轮直径、诱导轮这四项中的任一项或几项即可使泵性能大幅度变化。
    ⑤轴封结构  泵高速化的另一难题是轴封可靠性。该泵的特点是无论泵排出压力多高,轴封压力总是接近泵的入口压力。第一级轴封用单端面平衡型机械密封,第二级机械密封为串联式平衡型。该泵叶轮为悬臂式支撑,叶轮轻,流体的径向力也小,叶轮的悬臂又很小,因此泵轴较细,减小了密封面的P秽值。为避免高速回转离心力对机械密封的不利影响,只有动环是回转的;得芊獾某逑匆河美淠,冲洗系统中设置压差调节阀,自动控制泵开停车和运行中,冷凝水压力和轴封腔压力的差值稳定。
    ⑥轴承  径向轴承用滑动轴承,推力轴承用可倾瓦型,附设润滑油系统、轴振动和轴位移监测系统和轴承温度监测系统,确保高速机械运转的可靠性。
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