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非常容易汽化液泵的突破2023-06-04 16:50:02

引言:阐述了现阶段运输易汽化VS6泵存有的二项技术性缺点,按在今年的6月授权“运输易汽化液高扬程离心水泵的设计方法”发明专利申请,对于小、中总流量高扬程VS6泵,选用地底一级VS6泵,与地面上一个离心叶轮高扬程、高效率皮托管泵串连;对心、高流量高扬程VS6泵,选用地底一级VS6泵,与地面上高速旋转BB3泵串连。对于茂名石化公司15级VS6丁二烯商品泵,给出了地底一级VS6泵与地面上快速四级BB3泵串连的创新方案,提出了详尽的计算过程。结果显示,创新方案的离心叶轮总等级减为三分之一,BB3泵动平衡设备后不能瓦解装进泵内,动平衡精度没变化,泵定期检查维修便捷,离心泵总功能损耗仅提升12.4kW (4.1%)。采用1480rpm的VS6泵,汽蚀比转速C=1080 (5.62,m³/s,rpm,m),抗汽蚀性能出色;BB3离心泵C=980,兼具了泵效率及抗汽蚀性能。

关键字:立柱式筒袋泵;技术性缺点;发明专利申请;设计方法;BB3泵;汽蚀比转速   进口水泵维修,飞力水泵维修,罗瓦拉水泵维修,格兰富水泵维修,凯士比水泵维修

丁二烯是石油工业最主要的基本原材料之一,乙烯装置是石油工业的“领头”,制造的液体丁二烯用泵传至储存罐贮存,由于储存罐容量数万立方,只有放置在地面。lng天然气(LNG)是另一个类非常容易汽化的物质,据发改委、统计局和中国海关总署公布的信息,2021年在我国天燃气进口依存度达到44.9%,在其中LNG出口量占天燃气总出口量的65%,进口LNG国际海运到码头的LNG储气库,后转到大中型LNG储存罐。

立柱式筒袋泵(VS6)就是这2个设备关键性的搅拌泵,应该泵进口的法兰盘处液体丁二烯和LNG已经接近汽化情况,只能把泵布局到地底,运用液柱的负压提升头颅离心叶轮进口的工作压力,比漏液汽化工作压力高,确保液态不容易汽化,就是加大了避免汽蚀的高效汽蚀容量NPSHa,这也是选用立柱式筒袋离心泵优异的地方。

我们国家的VS6泵很多从进口,典型性是指苏尔寿企业TTMC系列产品立柱式筒袋泵(图1),国外荏原国际贸易公司LNG髙压搅拌泵(图2)。

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世界各国VS6泵存有二项技术性缺点:

其一,电机转子维修难度系数很大。由于各个离心叶轮与各个导叶体和各级泵体交叠布局,动平衡设备前需所有瓦解,然后将各个离心叶轮装到轴上开展转子动平衡;验收合格后还得所有瓦解,各个离心叶轮才可以与各个导叶体和泵体交叠装扮成芯包;然后将芯包吊进地底其外筒身体内。由此可见这般繁杂的电机转子维修和转子动平衡程序流程,对安装技术实力要求很高,离心泵维修必须把泵运往原生产厂开展,才能确保动平衡设备精度同轴度不降低。

其二,绝大多数用两方面电动机,不符动力机械“升转速比、减等级、提效率、降低成本的专业技术发展前景”。

我司已授权的发明专利申请《运输易汽化液态高扬程离心水泵的设计方法》CN 113,094,835 B [1],防止了世界各国液体丁二烯和LNG目前立柱式筒袋离心泵以上二项长时间存在的专业技术缺点。

本产品的权利要求给出了二种计划方案:

(一)对于小、中总流量高扬程VS6泵,选用地底一级VS6泵,与地面上一个离心叶轮高扬程、高效率皮托管泵串连,两泵相互信任,充分发挥各自优势,清除分别的不足。既解决了世界各国目前高扬程VS6泵两大缺点,又因有外置VS6泵提升了皮托管离心泵进口的工作压力,摆脱了其、高流量皮托管泵抗汽蚀性能比较差的缺点,充分发挥皮托管离心泵优点:机封仅密封性离心泵进口的低工作压力,即一个离心叶轮VS6离心泵出入口低电压;皮托管离心泵出入口髙压,要用静态的O形密封环来密封性,稳定性显著提升。

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(二)对心、高流量高扬程VS6泵,选用地底一级VS6泵,与地面上的高速旋转BB3泵串连,BB3离心泵泵体是水平轴向网格划分,进出口贸易接手再下泵体,吊开到泵体,不拆进出口贸易接手,就能检查一下或维修电机转子;动平衡设备后不能瓦解就装进下泵体内,动平衡精度没变化;2段离心叶轮对称性布局,径向力绝大多数均衡。

我司中国海油湛江市海上平台油田注水泵用BB3泵(水汽化工作压力0.0594barA、总流量100 m³/h、扬程1480m),由于泵体与过流道构成框架剪力墙,弯曲刚度高,径向网格划分面精抛的封口靠谱工作压力已超过API 610对出口压力100bar.G限制。

注水泵中开面选用龙们数控机床精铣,平整度≤0.04mm,外表粗糙度Ra≤3.2μm,螺纹是轴向不通的螺旋形浅汶。密封垫片选用低压缩系数、高回弹力性能的进口缩小化学纤维密封垫(型号Flexitallic),压缩系数~8%,回弹率50~55%,由于有前置泵,进口的工作压力35bar.A,离心泵设计方案不顾及汽蚀,离心泵转速比3300rpm,头颅用单吸离心叶轮。该泵出口压力179bar.G,已经超过API 610规范对BB3泵限定100 bar.G的79%,已经成功运行了7年。

我司对于福斯公司生产设计的茂名石化公司丁二烯商品泵,探索的改进措施如下所示:

工艺参数:液体丁二烯环境温度-36.3 ℃、汽化工作压力16.3 bar.A、比例0.454,总流量143 m³/h、扬程1058m。

泵结构:以图5该离心泵使用说明。

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图5 茂名石化公司15级VS6型丁二烯商品泵使用说明

泵性能:总流量143 m³/h、扬程1058m、转速比2980 rpm、泵进口的接手轴线处工作压力16.34 bar.A、高效率64.9%、额定值电机功率288.2kW、电机功率355kW、头颅离心叶轮进口的处必不可少汽蚀容量NPSHr=2.5m。

泵结构:离心叶轮15级,泵外筒身体内径711 mm、深层1965 mm、泵加电动机总高5883 mm、泵接管法兰:进口的8",300RF, 出入口6",900RF、泵进口的接手核心到泵外筒节法兰盘上表层相对高度516 mm。

创新方案:地底一级VS6泵与地面上快速四级BB3泵串连。

为避免快速 BB3 泵汽蚀,提升进口的工作压力,一级 VS6 采用我司完善商品,型号规格:TTVC100-260-1,转速比1480 rpm,离心叶轮直径 236mm,扬程 16m,NPSHr=2.5m,高效率 81%,如图 6 一级 VS6 性能趋势图。

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图6   一级VS6(1480rpm)性能趋势图

由于内置离心泵进口的工作压力用扬程16m的前置泵增加,采用转速比4800rpm的 BB3泵不容易汽蚀,泵可以使用易维修的BB3型泵,等级仅需四级,扭矩大,能够提高泵效率。

为妥当,传动比苏尔寿企业为孟加拉国供应的高压离心空压机(总流量 221 m³/h、扬程 1607m、转速比 4900 rpm)的转速比稍低,将头颅离心叶轮由苏尔寿以上泵 用双吸离心叶轮,改善成单吸离心叶轮,泵壳构造大幅简单化,减少泵壳的锻造成本费,用户只需要一种离心叶轮配件。

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图7   四级BB3泵剖视图

图上件号的名字:1-连轴器、2-风机、3-提气环、4-滚动轴承信号隔离器、5-低电压端机封构件、6-低电压端节流阀环、7-泵壳密封圈、8-正中间联轴器、9-上泵盖、10-髙压端联轴器、11-髙压端节流阀环、12-髙压端机封构件、13-角接触球轴承、14-滚动轴承信号隔离器、15-电机转子构件(泵轴、离心叶轮等)、16-髙压端节流阀环Ⅱ、17-泵壳密封圈Ⅱ、18-正中间节流阀环、19-下泵壳、20-平衡管、21-角接触球轴承。

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图 8 KDY 80-300×4 (BB3) 性能趋势图

1. BB3泵流量=143m³/h,扬程=1058-16=1042m,均值一级的扬程=1042÷4=260.5m;

2. 将这些参数工况点,标明在这个离心泵性能趋势图上,获得离心叶轮直径280mm、较大离心叶轮直径305mm、NPSHr= 6.85 m、高效率0.62;

3. 为减小v脸S6离心泵地底深层,外筒孔径一定时,按筒节流失身的截面积是内过流道截面积的4倍设计方案,筒节流失身的流动速度按0.15~0.2 m/s设计方案,由于VS6离心泵里外筒节为机械加工,边界层较光洁,流失身的水力损失按 0.015 m。筒身体内过流道的水流量是流失身的4倍,按下列公式换算其水力损失。

4. BB3泵转速升到4800 rpm后,NPSHr计算按下面的图右边的解读。

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图9   泵转速对NPSHr产生的影响

5. 对VS6泵和BB3泵特性趋势图里的气蚀比转速表明:

气蚀比转速是石油化工行业离心水泵设计与型号选择的重要因素,气蚀比转速高表明务必汽蚀余量NPSHr小,但泵的效率将减少,气蚀比转速超过相关国家标准的极值点,震动超标准,运行安全性减少。

 

对于茂名石化公司丁二烯商品泵所提出的创新方案,采用1480rpm的VS6泵,气蚀比转速C=1080 (5.62,m³/s,rpm,m),抗气蚀特性出色;BB3离心泵C=980,兼具了泵效率及抗气蚀特性 [3]。小编注重:必须要在气蚀比转速C后边加括号,表现出测算气蚀比转速的公式计算是按照我国的公式计算,加指数5.62,但美国的公英制计算步骤无指数,并注明流量的单位用m³/s,转速比的部门用rpm,NPSHr的部门用m。

(一)、VS6 泵进口的接手轴线到离心叶轮进口的深度 h1 按住式测算:

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(二)、用提升 BB3 泵进口的工作压力防止气蚀,用公式计算(2)测算 VS6 泵的扬程 H1。

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(三)、测算 BB3 泵的扬程 H2:

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(四)、测算两离心泵功能损耗

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新技术应用计划方案与茂名石化公司企业丁二烯液态搅拌泵得比较表

(同样设计条件:液体丁二烯比例 0.454、总流量 143 m³/h、水泵扬程 1058m、 泵进口的工作压力 16.34 bar.A、出口压力 63.43 bar.A)

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