(陕西陕化煤化工有限公司,陕西 华县714100)
[中图分类号] TQ 051.21 [文献标志码] B[文章编号] 1004-9932(2014)02-0050-02
0 引 言
某公司原型号为8×18JD的单级双吸离心泵(由英格索兰公司生产制造,设计参数:流量566 m3/h,扬程240 m,汽蚀余量4.1 m,效率70%,转速2 970 r/min,电机功率650 kW)投用后由于实际流量大大偏离设计工况,再加上泵的汽蚀余量较低,运行中发生汽蚀,造成泵的振动不断增大,严重危及装置安全运行。为此增加了1套喷射增能装置,用于提高泵的有效汽蚀余量。增能设备运行后,大大改善了泵及管路运行条件,振动也降低到标准要求的范围。此次增加增能设备方案对泵的基本结构没有做改变,安装尺寸不变,泵体流道水力模型也未做重新设计,只对叶轮做了改动(当时的设计思路是改变叶轮的水力模型,按高汽蚀余量设计,同时从泵出口分流一部分高压流体作为增能设备的喷射源,以改善泵入口的运行环境,保证该泵不发生汽蚀,从而保证装置的长周期运行),但由于工艺变化(新工艺条件为:流量280 m3/h,扬程240 m,汽蚀余量5.5 m,密度1 356 kg/m3),泵的运行已经远离最优设计点,不仅浪费了大量的电能,而且还会造成泵径向力增大,影响转子的寿命。同时,这么大的流量变化已大大超过标准允许范围,单纯的对叶轮改造虽然能满足性能要求,但给设备安全运行会造成很大的隐患。因此对该泵的改造很有必要,在考虑设备长周期运行的前提下必须兼顾到转子运转的安全性及机械密封的安全性。
1 改造说明
输送泵原为单级双吸离心泵,按API610标准规定,属于BB2型。该泵为两端支撑,转子运行平稳,轴向力理论上平衡为零,泵体采用双流道设计,对残余径向力平衡较好[1-2]。新的流量较原流量降低太多,从泵的水力设计来看,再用原泵则比转速数值会很低,而低比转速泵的水力效率非常低,会影响泵介质的发热,这对轻烃类介质特别是汽蚀余量要求很高的泵伤害更大。在制定改造方案时,需考虑在不动安装尺寸的基础上重点考虑效率的问题。因此我们考虑的方案就是重新设计制造一个新泵头,该泵头在新的工艺条件下需完全达到生产运行要求,同时地脚螺栓、进出口、电机端连接、密封口等安装尺寸保持不变。这样新泵头可以直接替换原泵头,并可去掉喷射增能装置。
2 改造方案
在达到流量、扬程的情况下,尽量减小泵的汽蚀余量,亦即降低了泵入口介质汽化的可能性[3-5]。该泵的设计难点在于安装尺寸的限制。就新的工艺参数而言,如不考虑安装尺寸的限制,该参数设计的较合适的水力模型是单级单吸或两级单吸模型。传统的100-450型模型就是单级单吸模型,按该模型设计的泵的效率能达到70%以上,但汽蚀余量比较大,一般达到6 m,必须加装诱导轮。诱导轮的汽蚀余量可以达到3 m左右水平,完全满足要求,水力模型也比较可靠成熟。双级单吸泵的水力效率比单级单吸高,但是结构复杂,要保证顶进顶吸,同时又要在同一横切面上,流道设计制造复杂,经初步设计,安装尺寸不能保证,因此