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重慶水泵廠有限責(zé)任公司對(duì)于煤化工中的貧甲醇泵有些什么特點(diǎn)？

: 問(wèn) 提問(wèn)者：網(wǎng)友 | 2017-09-09

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一. 高壓自平衡離心泵技術(shù)特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì) 1．高壓自平衡離心泵概述重慶水泵廠有限責(zé)任公司于1983年開(kāi)始研制、開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)SD型筒體式雙殼體高壓自平衡離心泵，1985開(kāi)始生產(chǎn)，于1987年成功運(yùn)行于武鋼集團(tuán)高壓除鱗系統(tǒng)，之后形成系列化產(chǎn)品，現(xiàn)有500多種規(guī)格，最大流量1000m3/h，最高揚(yáng)程3500m，可輸送含固、含氣的二相流和三相流介質(zhì)，介質(zhì)溫度范圍-110℃～400℃。為了滿足市場(chǎng)不斷發(fā)展、變化的需求，于上世紀(jì)90年代末，公司在SD系列筒體式雙殼體高壓自平衡離心泵的基礎(chǔ)上發(fā)展了ZD系列——單殼體高壓自平衡離心泵，包括節(jié)段式和雙蝸殼軸向剖分式兩種結(jié)構(gòu)。在研發(fā)SD、ZD系列高壓自平衡離心泵的過(guò)程中，公司致力于自主創(chuàng)新，同時(shí)吸收、消化國(guó)外先進(jìn)技術(shù)；該系列泵擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，現(xiàn)擁有五項(xiàng)國(guó)家專(zhuān)利技術(shù)，獲得中國(guó)機(jī)械工業(yè)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)。根據(jù)離心泵軸向力產(chǎn)生機(jī)理，SD、ZD系列泵的葉輪采用對(duì)稱(chēng)布置形式，科學(xué)巧妙地實(shí)現(xiàn)了軸向力自平衡（不需設(shè)計(jì)平衡盤(pán)、平衡鼓），完全避免了轉(zhuǎn)子部件與殼體部件的接觸，突破了傳統(tǒng)多級(jí)泵的結(jié)構(gòu)瓶頸，拓展了泵的運(yùn)行工況條件，適用于交變工況、含固體顆粒及溶氣的低有效汽蝕余量等特殊工況。壓差是形成泄漏的基本條件；傳統(tǒng)多級(jí)泵設(shè)計(jì)口環(huán)、軸套等進(jìn)行節(jié)流密封，必然有泄漏并且容易磨損；SD、ZD系列泵的葉輪級(jí)間和軸端均采用無(wú)接觸多頭反抽螺旋密封，螺旋反抽產(chǎn)生“泵送作用”，形成封力，逐漸升壓，避免了泄漏及磨損，提高了泵的容積效率及抗氣蝕性能。 SD、ZD系列泵的軸端在螺旋密封外面還設(shè)計(jì)了機(jī)械密封（或干氣密封或填料密封或泥狀填料密封或梳齒密封），在運(yùn)轉(zhuǎn)中起輔助密封作用，同時(shí)保證停車(chē)時(shí)介質(zhì)不泄漏，由于螺旋密封對(duì)固體顆粒有包容性及反抽輸送特點(diǎn)，固體顆粒到達(dá)不了機(jī)封，機(jī)封壽命大為提高。 SD系列泵的芯包分節(jié)段型多導(dǎo)葉式和雙蝸殼軸向剖分式，芯包可設(shè)計(jì)為整體抽出式，在不動(dòng)所有連接管路的情況下快速換修芯包。 SD、ZD系列泵以其技術(shù)先進(jìn)、性價(jià)比高等優(yōu)勢(shì)得到廣大用戶的青睞，廣泛應(yīng)用于高壓井注水、原油外輸、鋼廠除鱗以及煉油化工、煤化工、熱電、核工業(yè)等領(lǐng)域輸送大流量、高揚(yáng)程的各種介質(zhì)，良好的密封性能更加適合輸送各種腐蝕性、磨蝕性、易燃、易爆有毒介質(zhì)及低有效氣蝕余量工況。 2.平衡盤(pán)結(jié)構(gòu)多級(jí)離心泵的使用工況局限性 2.1軸向力平衡機(jī)理葉輪同向結(jié)構(gòu)多級(jí)離心泵的軸向力是所有單級(jí)葉輪產(chǎn)生軸向力的總和，由平衡盤(pán)機(jī)構(gòu)產(chǎn)生反向力平衡葉輪軸向力。以流量300m3/h，單級(jí)揚(yáng)程135m計(jì)算，單級(jí)葉輪產(chǎn)生的軸向力為2500kgf。 2.2 受限于交變工況泵在穩(wěn)定運(yùn)行工況條件下，多級(jí)葉輪產(chǎn)生的巨大軸向力由平衡盤(pán)機(jī)構(gòu)平衡。當(dāng)運(yùn)行工況在小范圍內(nèi)變化時(shí)，由于葉輪產(chǎn)生的軸向力發(fā)生瞬間變化，轉(zhuǎn)子部件突然竄動(dòng)，改變了平衡環(huán)與平衡盤(pán)之間的間隙以平衡軸向力，直到新的平衡建立后轉(zhuǎn)子部件才停止竄動(dòng)（軸向串量為3～5mm）。在泵啟動(dòng)、停止及工況陡變時(shí)，產(chǎn)生的巨大軸向力由平衡盤(pán)與平衡環(huán)直接接觸承擔(dān)，平衡環(huán)與旋轉(zhuǎn)的平衡盤(pán)摩擦容易發(fā)生干燒現(xiàn)象和咬死現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)扭斷主軸。因此，平衡盤(pán)結(jié)構(gòu)多級(jí)離心泵在交變工況運(yùn)行條件下，易發(fā)生故障和事故，難以保證泵的可靠運(yùn)行和使用壽命。 2.3 受限于輸送含有固體顆粒的介質(zhì) 高壓介質(zhì)進(jìn)入平衡機(jī)構(gòu)節(jié)流面后，高速流動(dòng)，形成沖刷，固體顆粒必然加快磨蝕平衡盤(pán)和平衡環(huán)；在平衡盤(pán)和平衡環(huán)直接接觸的情況下，固體顆粒對(duì)平衡機(jī)構(gòu)造成最大破壞，容易出現(xiàn)咬死及斷軸的現(xiàn)象。 2.4 受限于輸送溶有氣體的介質(zhì) 平衡環(huán)與平衡盤(pán)之間是間隙節(jié)流形式，節(jié)流后壓力下降到平衡水管的壓力（即泵進(jìn)口壓力），泄漏的介質(zhì)噴射而出在平衡盤(pán)的背面形成旋渦區(qū)，壓力進(jìn)一步降低，溶氣介質(zhì)易逸出氣泡，泵產(chǎn)生汽蝕。 3.軸向力自平衡結(jié)構(gòu)多級(jí)離心泵的技術(shù)優(yōu)勢(shì) 3.1 軸向力平衡機(jī)理采用葉輪對(duì)稱(chēng)布置形式，在運(yùn)轉(zhuǎn)中葉輪產(chǎn)生的軸向力相互抵消，實(shí)現(xiàn)軸向力自平衡；當(dāng)葉輪級(jí)數(shù)為奇數(shù)時(shí)，首級(jí)葉輪采用雙吸入形式（或在高壓進(jìn)水端第一級(jí)設(shè)計(jì)平衡套）。該新技術(shù)我公司已獲得國(guó)家專(zhuān)利，專(zhuān)利證書(shū)號(hào)：ZL 03 2 35051.1。 3.2 技術(shù)優(yōu)勢(shì) 沒(méi)有平衡盤(pán)（鼓）結(jié)構(gòu)，葉輪對(duì)稱(chēng)布置，軸向力自平衡，泵的可靠性更高，無(wú)易損件。適用工況更廣，適合于交變工況使用條件，適合于輸送含固體顆粒的介質(zhì)，適合于輸送溶氣的介質(zhì)；避免了平衡盤(pán)結(jié)構(gòu)多級(jí)離心泵輸送含固、氣、液三相流介質(zhì)時(shí)，平衡機(jī)構(gòu)發(fā)生的汽蝕、磨蝕等現(xiàn)象；大大提高泵組的無(wú)故障運(yùn)行周期。 3.3 殘余軸向力的平衡由于葉輪的加工誤差，軸向力自平衡結(jié)構(gòu)多級(jí)離心泵在運(yùn)轉(zhuǎn)中會(huì)產(chǎn)生殘余軸向力；在任何情況下，最大殘余軸向力不超過(guò)單個(gè)葉輪產(chǎn)生的軸向力的一半。殘余軸向力，由泵非驅(qū)動(dòng)端設(shè)置的自動(dòng)找正推力系統(tǒng)——雙面推力軸承（或雙列圓錐滾子推力軸承）來(lái)承擔(dān)。 3.4 轉(zhuǎn)子部件串量小由于軸向力自平衡多級(jí)離心泵的殘余軸向力小，由推力軸承承擔(dān)，因此轉(zhuǎn)子部件串量小，運(yùn)行平穩(wěn)。(采用雙面推力軸承, 串量為0.35～0.4mm；采用雙列圓錐滾子推力軸承, 串量為0.1～0.2mm） 4.采用節(jié)流密封的多級(jí)離心泵的使用局限性 4.1 由于有泄漏降低效率多級(jí)離心泵的每一級(jí)葉輪都對(duì)介質(zhì)進(jìn)行增壓，葉輪級(jí)間存在單級(jí)揚(yáng)程的壓差，有壓差必然有泄漏及磨損，一般采用口環(huán)節(jié)流以減少泄漏、降低磨損；節(jié)流面間隙的大小決定泄漏量的多少，泄漏必然降低容積效率，從而影響泵的效率；介質(zhì)中如有固體顆粒必然加速磨蝕節(jié)流口環(huán)，甚至出現(xiàn)卡死、燒死現(xiàn)象。 4.2 受限于輸送含固體顆粒介質(zhì) 在軸的兩端一般采用軸套節(jié)流后再加機(jī)封（或填料密封），隨著軸套的磨損讓機(jī)封承受壓力逐漸加大，介質(zhì)中如有固體顆粒會(huì)沿著節(jié)流間隙到達(dá)機(jī)封處，迅速磨損機(jī)封動(dòng)、靜環(huán)，讓機(jī)封很快失效。 4.3 受限于輸送溶氣介質(zhì) 在首級(jí)葉輪處由于采用口環(huán)節(jié)流，節(jié)流后壓力下降到泵進(jìn)口壓力，泄漏的介質(zhì)噴射而出形成旋渦區(qū)，壓力進(jìn)一步降低，溶氣介質(zhì)易逸出氣泡，泵產(chǎn)生汽蝕。 5.采用螺旋反抽密封的多級(jí)離心泵的技術(shù)優(yōu)勢(shì) 5.1 螺旋反抽密封原理在轉(zhuǎn)子部件上的密封部位設(shè)計(jì)多頭螺旋，高速旋轉(zhuǎn)的螺旋產(chǎn)生“泵送作用”，給介質(zhì)一個(gè)反抽力；反抽力略大于介質(zhì)向低壓側(cè)泄漏的壓差，從而阻止介質(zhì)泄漏，實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸螺旋反抽密封。螺旋反抽的密封力由螺旋的頭數(shù)(一般選6～12頭)、升角、導(dǎo)程、轉(zhuǎn)速及與密封套的間隙等共同決定。在設(shè)計(jì)中必須經(jīng)過(guò)精確計(jì)算，并根據(jù)多次試驗(yàn)數(shù)據(jù)及實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。該新技術(shù)我公司已獲得國(guó)家專(zhuān)利，專(zhuān)利證書(shū)號(hào)：ZL 03 235052.X。 5.2 技術(shù)優(yōu)勢(shì) 葉輪密封采用多頭無(wú)接觸螺旋反抽密封，介質(zhì)不泄漏，提高泵的容積效率，從而提高泵的效率，也避免了溶氣介質(zhì)逸出氣泡，提高泵的汽蝕性能；螺旋對(duì)固體顆粒有包容性及反抽輸送的特點(diǎn)，提高泵密封的使用壽命。軸端的第一級(jí)密封采用多頭無(wú)接觸螺旋反抽密封，在運(yùn)轉(zhuǎn)中對(duì)介質(zhì)進(jìn)行完全密封，保證密封的可靠性；軸端的第二級(jí)密封采用機(jī)械密封（或填料密封、干氣密封等）保證停車(chē)時(shí)不泄漏，在運(yùn)轉(zhuǎn)中起輔助密封作用；由于固體顆粒到達(dá)不了機(jī)封的密封面，對(duì)輸送含固體顆粒的介質(zhì)，機(jī)械密封的壽命從根本上得到了保證。采用螺旋反抽的多級(jí)離心泵效率高、密封可靠、易損件壽命長(zhǎng)、適用工況更廣，適合于輸送含固體顆粒的介質(zhì)，適合于輸送溶氣的介質(zhì)，適合于輸送易燃、易爆、有毒有害等特殊介質(zhì)。 6.高壓自平衡多級(jí)離心泵主要特點(diǎn) 6.1葉輪及軸軸的內(nèi)曲面與葉輪蓋共同形成葉輪進(jìn)口流道，改善了葉輪的吸入性能及流體運(yùn)動(dòng)特性，同時(shí)將轉(zhuǎn)子部件的徑向尺寸減小。葉輪5級(jí)；首級(jí)葉輪采用對(duì)稱(chēng)雙吸入結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生的軸向力自平衡，同時(shí)增大了葉輪的進(jìn)口流道面積，改善了氣蝕性能，保證NPSHr≤7m；其余4級(jí)完全對(duì)稱(chēng)布置，產(chǎn)生的軸向力自平衡；運(yùn)轉(zhuǎn)中軸向力是自平衡的，不需要傳統(tǒng)多級(jí)離心泵設(shè)置專(zhuān)門(mén)的軸向力平衡機(jī)構(gòu)（如平衡盤(pán)、平衡鼓等）。 6.2外殼體及密封外殼體部件為整體制造，與泵蓋形成的高壓區(qū)只有左右兩個(gè)高壓靜密封面，保證了泵整體密封的可靠性，避免了節(jié)段式多級(jí)離心泵（BB4結(jié)構(gòu)）存在多個(gè)高壓密封面、拉桿較長(zhǎng)、不可靠的局限性，也避免了單殼體水平剖分多級(jí)離心泵（BB3結(jié)構(gòu)）的密封面過(guò)大密封不可靠的局限性。外殼體的雙面高壓靜密封采用過(guò)定位密封的專(zhuān)利技術(shù)，密封材料為金屬纏繞墊，確保密封可靠。內(nèi)殼體帶轉(zhuǎn)子為整體抽芯式，可實(shí)現(xiàn)4小時(shí)內(nèi)整體更換。外殼完全承擔(dān)因與外部管路連接帶來(lái)的力、力矩及熱沖擊等，保證了內(nèi)殼體及轉(zhuǎn)子部件不受外力而變形，大大提高了泵的可靠性，確保了泵無(wú)故障運(yùn)行周期。 6.3內(nèi)殼體及密封內(nèi)殼體為軸向剖分式。采用180°完全對(duì)稱(chēng)布置的蝸殼流道，徑向力自平衡，減小軸的撓度提高了軸的剛性。雙蝸室的設(shè)計(jì)比徑向?qū)~式及單蝸殼結(jié)構(gòu)的效率至少提高1%。運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)內(nèi)殼體與外殼體間的高壓將內(nèi)殼體壓緊，因此越受壓密封效果越好，密封越可靠。水平剖分面采用整體精磨技術(shù)，裝配時(shí)涂上密封膠，用四周布置的螺栓壓緊。 6.4級(jí)間密封由于甲醇的粘度比水還低，流動(dòng)性好，穿透力強(qiáng)，因此我公司的多級(jí)泵葉輪級(jí)間密封采用的多頭螺旋反抽形式的優(yōu)勢(shì)在這里得到了很好的體現(xiàn)，提高容積效率。在內(nèi)殼體中部高低分界處，葉輪的背面均設(shè)計(jì)了較長(zhǎng)的多頭反抽螺旋，保證總的反抽力大于等于壓差。在轉(zhuǎn)子部件中間設(shè)置自潤(rùn)滑軸承支承，減小軸的動(dòng)撓度，使轉(zhuǎn)子部件運(yùn)行在第一臨界轉(zhuǎn)速以內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)。 6.5軸端密封進(jìn)水段軸端、高壓進(jìn)水段的軸端根據(jù)最大壓差設(shè)計(jì)了多頭螺旋反抽密封機(jī)構(gòu)，運(yùn)轉(zhuǎn)中多頭螺旋能保證完全密封，螺旋密封外腔室用導(dǎo)流管與低壓進(jìn)水段相連接，因此運(yùn)轉(zhuǎn)中兩端的機(jī)械密封承擔(dān)負(fù)荷是一樣的。: 回答者：網(wǎng)友

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