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化工流程泵结构设计及工艺难点

点击次数:   更新时间:16/12/08 09:06:12     来源:关闭分    享:
  近年来,随着石化装置技术水平的进步,要求设备以单机、满负荷、长周期方式工作,显现出许多现有泵系列的结构和性能特性已不适于先进的装置要求,仅依赖于进口泵经济负担又过重。过去国内生产的多级离心式流程泵主要是受铸造等生产技术水平限制,结构不尽合理,如过渡流道采用单流道肘形弯管,流体损失大、效率低等。有的装置采用带平衡盘的多级泵,由于泵轴是挠性轴,易弯曲并左右串动平衡轴向力,导致轴套和平衡盘的研磨,以及机械密封的损坏,造成安全可靠性差等。
  针对目前国内离心式流程泵存在的问题,考察了国外流程泵的发展情况,设计了新型的两级离心式石油化工流程泵。经多家化工厂使用证实,性能指标和安全可靠性均达到了国内外先进水平。
  所设计的新流程泵为涡壳式多级离心泵,采用径向剖分式的两级两端支承形式,其结构按高扬程、高温介质考虑。连接两级的级间流道为双流道与泵壳铸为一体,这种内级间流道与外回流流道相比,泵壳外形尺寸较小,结构紧凑,减少了密封面及级间损失,但泵壳的铸造工艺复杂,与国内常见的肘形级间流道相比,水力性能更好;与节段式多级泵比较,避免了平衡盘容易磨损等缺陷。
  为提高泵的汽蚀性能,第1级叶轮采用双吸叶轮,第2级为单吸叶轮。考虑平衡第2级的轴向力,在叶轮后盖板处加密封环并开平衡孔,同时可降低左端机械密封的压力,使密封更为可靠。
  涡壳式泵在偏离设计工况下运行时,涡室内的压力沿液体流动方向不断增加或减少,从而会产生一个沿径向作用在叶轮上的合力。对于扬程高、尺寸大的泵,此径向力会更大。为平衡径向力,第1级和第2级都采用了双涡室结构,与相邻两级采用单蜗室相差180.对称分布的结构比较更为合理,同时使下一级叶轮进口流速分布更加均匀,提高水力性能。
  轴封采用机械密封,可整体拆装,便于更换。叶轮的轴向定位靠卡环,而不采用定位轴套,以便尽可能增大轴径,提高轴的刚度,并防止因介质压差引起轴的冲刷,以利于增加运行的可靠性。机械密封函体外铸有水冷夹套,轴承体和支座也都有冷却腔,用来暖泵及输送高温介质时冷却泵。
  由于在化工装置中不能使用性能曲线有驼峰的泵,故在叶轮设计时采用小叶片出口角、少叶片数和大叶片包角等设计方法,以保证泵的性能曲线是单调下降的。
  为使泵适应于炼油、石油化工、化学制品等各行业,扩大泵的使用范围,根据输送介质的腐蚀性和温度等采用了不同的材料和多种冷却方式,以适应不同的用途,这样使泵的造价和运行成本更为经济合理。
  这种泵的生产制造难点是泵体的整体铸造,泵体两端有吸入口与吐出口,两级均为双涡室压水室,中间为X形分布的两个过渡流道,壁厚不均匀,这些因素给铸造带来了很大的难度。经过仔细分析、比较论证,采用与泵体轴线垂直放置的浇注位置,五开箱形式,流道由6个芯子组成,在铸件上部及法兰处放置冒口,在中部及下部的热节处放置冷铁芯,树脂砂造型、制芯的工艺方案,确保了铸件的质量。

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