小流量高扬程用泵
时间：2012-4-8 21:29:22 来源：弘凌泵阀
乙烯装置的再蒸塔回流泵、Cl0洗油注入泵和BTX反应器进料泵均为小流量高扬程泵。
1．工况特点和选型要求
①流量小、扬程高 由于已处于后段工序或仅需少量回流及洗液的注入，这几台泵流量仅有5～25m3／h。而为了维持反应压力或防止高温汽化，其扬程要求达到301-463m。
②工作压力高 因为泵的进口压力和扬程均较高，泵的出口压力都在2．5MPa以上。其中BTX二段反应器进料泵进出El压力分别达到了2．6MPa和5．1MPa，选型时应注意泵的机械密封形式、最高允许工作压力和进出口法兰的耐压等级均能符合要求。
⑧介质特殊 介质均属碳氢化合物，粘度小于4．7mPa·s(C10洗油注入泵除外)，挥发性较大，而且其中两台BTX反应器进料泵是输送有毒的苯、甲苯、二甲苯，所以对轴封有较高的要求。
④温度变化大 对于乙烯装置中BTX反应器进料泵，当反应开始时介质温度是81℃，到反应结束时温度达到128℃；当催化剂再生时，反应器中通入高压蒸汽，介质温度升高到85℃。所以泵应能适应这样的高温和温度的变化。
2．泵型的选择
对于小流量高扬程泵，一般多选用高速泵或多级泵 3．高速泵的性能和结构特点
在乙烯装置中，Cl0洗油注入泵和再蒸塔回流泵均选用了高速泵。高速泵并非是通过单纯提高普通离心泵的转速来得到高扬程的，它有其自身的性能和结构特点，
①高速泵的性能曲线 高速泵中扩散管(图2—134件5)的喉径对性能影响很大。当通过喉部的液体速度等于或略大于叶轮圆周速度时，就会破坏液流的连续性．，造成扬程突然下降到零的现象。这就是高速泵的扬程中断特性，对应于扬程中断时的流量称为中断流量值。高
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性能
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高速 泵
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多级泵
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运转可靠性
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单级，运动零件少，轴向载荷很小，轴粗短，无叶轮耐磨环、级间衬套等内部摩擦件，运转可靠性高
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运动零件多，轴向载荷较大，轴细长，有叶轮耐磨环、级间衬套等内部摩擦件，运转可靠性相对低
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体积和重量
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单级，多为立式结构，体积小，占地少，重量轻
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多为卧式结构，体积、占地和重量均大得多
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检修和维护
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无叶轮耐磨环、级间衬套等内部摩擦件需更换；电机和垂直机架整体吊装，不必调中心；无需拆卸进出口管路就可维护机械密封。维修方便工作量小
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水平中开多级泵维修方便，但需拆卸进出口管路并更换摩擦件，工作量稍大；径向剖分多级泵装拆零件多，还要调中心、垂直度，工作量很大，维修不便
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价格
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相对较高
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相对较低
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效率
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基本相近
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①除普通的影响因素外，高速泵的效率还与选定的泵转速和扩散管喉径有很大关系，研究起来较为复杂，但是仍与普通离心泵一样，也是随着比转速的减小而下降，只是幅度不同。高速泵的比转速是指在该泵的运转速度下的比转速，而其运转速度在选型时是无法知道的，须由泵厂通过电算优化才能确定。多级泵的比转速是指它的单级比转速，泵制成多级的原因之一正是为了提高单级比转速，从而提高效率。虽然已知在同样的低比转速下，高速泵的效率比单级离心泵高，但在选型时，却无法算出高速泵的比转速；所关心的仅仅是泵效率，所以在选型时将比转速作为高速泵和多级泵泵效率高低的判据是不适宜的。高速泵可能达到的最高效率约60％左右。根据以往的选用经验，高速泵和多级泵效率的比较大致有以下规律：当Q>15m3／h，且日／Q=15～40时，两者基本持平；当Q>15m3／h且日／Q<15时，多级泵效率高；当Q>15m3／h且H／Q>40或当Q≤15m3／h且H／Q>15时，高速泵效率高。速泵的性能曲线见图2—1 35。当叶轮圆周速度不变时，扩散管喉径越大，中断流量值也越大，曲线的过渡也就越和缓。高速泵的这一特性，当发生过流量时对电机有�；ぷ饔�。另外其最高效率点往往就在中断流量附近，因此尽管设计工况取在最高效率：点，但实际使用时须在略低于设计流量的条件下运转，以免发生扬程的不稳定现象。
②特殊的叶轮形式 高速泵大多采用开式径向直叶片叶轮，也有采用开式后弯叶片和闭式叶轮的，主要是为了改善H—Q曲线的蓝率以及在大流量时提高效率�？降囊堵执蟠蠼档土艘堵植闹嵯蛲屏�，有时为进一步降低轴向推力，在靠近轮毂的后盖板上还开有平衡孔，从而使推力轴承的工作条件大大改善，即使在很高的转速下连续运行，轴承也能长期正常运行。
③无需耐磨密封环 虽然乙烯装置中输送的是粘度小、挥发性大的介质，但因为高速泵的输出液体只占压液室中的一小部分，所以高速泵不怕内泄漏，叶轮和泵体间不必装耐磨环，相反可以保持较大间隙，使高速泵可以输送粘度小于5000mPa．S的石油制品，化学腐蚀液、悬浮液以及含有少量颗粒的液体。
④轴封高速泵采用特殊设计的机械密封，其轴向尺寸特别紧凑，以减小轴悬臂长度；轴套上固定极易平衡的动环，而其他带有弹簧、密封圈和浮动环的不易平衡部分作为密封的静止部分，以适应高转速的需要。同时由于转速高，对轴封的冷却是必不可少的。SUNDSTAND公司的标准配置是从泵出口引出液体，经泵内的悬液分离器后对单端面机械密封进行冷却乙烯装置中的高速泵都采用这种标准配置。用户还可根据介质的特殊性选择串联、双端面机械密封以及各种各样的冲洗、冷却和泄漏处理方式。
⑤吸入性能 高速条件下的吸入性能一般较差，容易产生汽蚀，但加装诱导轮后可大大改善高速泵的吸入性能。如乙烯装置中再蒸塔回流泵的有效汽蚀余量NPSHa仅2．3m，加装诱导轮后泵汽蚀余量NPSHr只有l．8m，完全能满足要求。
⑥高精度增速箱 高速泵的增速箱有一级增速和二级增速两种，每一种都有许多档次不同的输出速度，使高速泵仅用几个型号就能覆盖广泛的扬程和流量范围，零部件的通用性非常好。对齿轮经过高精度加工，噪音不超过同级电机。
4．多级泵的性能和结构特点
①壳体结构 单壳体泵和双壳体泵都可在高压状态下运行，但是两者耐温和耐热冲击性能不同。普通单壳体泵耐温上限180～320℃，有些特殊设计的泵可用到400℃左右。而双壳体泵基本都能用到400～450℃，而且耐热冲击性好。但是双壳体泵重量体积较大，制造不便，价格高。一般仅用在大型、高压有强烈热冲击的场合。乙烯装置BTX进料泵的工况存在一定热冲击，但根据以往的使用经验，某些单壳体形式的泵也能满足使用要求。
②轴向中开泵和径向剖分泵 国外用于石化行业能满足一定耐温耐压要求的单壳体、高扬程、小流量多级泵，基本上都是轴向中开式结构。中开式除装拆维修方便外，其耐热冲击的能力要比用穿杠固定的径向剖分泵好，所以乙烯装置中的BTX进料泵都采用中开式结构形式。国内同类型泵，如Y、YD、MC均是径向剖分结构。中开式多级泵系列虽对其它技术指标都能满足，但是流量偏大，泵厂可考虑将泵系列向流量小的方向延伸。
⑧轴封对轴封的要求虽然高，但单端面机械密封已能满足要求。不过因为压力高，介质粘度小，一般都应选用内装式平衡型机械密封。
为了提高密封面处的压力，防止在密封面上发生相变，应进行白冲洗。同时因介质温度较高，还要对轴封进行冷却。
由于温度高，介质中又含苯、甲苯、二甲苯，所以静密封材料只能采用聚四氟乙烯或玻璃纤维填充聚四氟乙烯，不能使用任何橡胶。
④中心线支撑横键定位 卧式泵温度超过177℃时，通常都要使用中心线支撑的泵体，以避免泵体受热后单向膨胀危及泵的正常运行。同时，支撑面上应设有横键固定泵的轴向位置。
⑤轴承冷却BTX进料泵在催化剂再生时，运行温度接近上限，一般应对轴承箱进行冷却，降低油温。多数厂商在推力轴承处设置有水冷夹套，苏尔寿公司则在两侧轴承箱上都可选装浸没式翅片冷却管，其MC系列泵还可采用风冷，适用于缺水源的工作场所。
⑥耐磨密封环 由于介质粘度低(2.1～3.1mPa．s)，为减小内泄漏，提高效率，维持泵在温度变化时的性能稳定，在叶轮和泵体上一般都要设置耐磨密封环。