高壓甲銨用泵

    ①輸送介質  為氨基（jī）甲酸銨的水溶液，不同工藝（yì）流程的組分不同。對氨汽提法，甲銨液的組分是．NH4 8.5％，C02 19％，H2O 32．5％，溫度75～80‘C，溶液（yè）密度0：9～1×10jkg／m3，粘度<3mPa.S，甲銨溶液的蒸汽壓力高，80。C時達到1．57MPa(G)，對泵的汽蝕性能和機械密封的選型有很大影響。

    ②屬小流量高揚程高壓（yā）泵（bèng），流量決定於裝置生產能力和（hé）工藝流程，流量1 0～1 50m3／h，揚1300～2100m。泵進口壓力高，汽提法工藝中為（wéi）1．7～2．5MPa(G)，使泵的軸封在比此（cǐ）壓力略高的條件下使用。泵的工（gōng）作壓力高（gāo）達15-25MPa(G)。

    ③甲銨溶液對金屬（shǔ）材料的腐蝕很強，加之泵（bèng）體承受的壓力高，泵體材料必須有優良的抗疲勞腐蝕性能和機械強度。

    ④可（kě）靠（kào）性要求高。該泵是尿素生產中的關鍵設（shè）備之一（yī），也是（shì）整個裝置中容易發生故障的環節，其可靠性（xìng）高低，直接影響到尿素生產的連續運轉周（zhōu）期（qī）。

  2．泵型式的選擇

   高壓甲銨泵也有往複式柱塞泵、高速部分流泵和中速多級離心泵三種類型可供選擇。70年代以前，世界上尿素裝置中高壓甲銨泵基本上是采（cǎi）用往複泵，雖然效率高，但缸體受到高壓（yā）、脈動壓力和甲銨液的強腐蝕作用，易發生疲勞（láo）腐蝕，加之結構複雜，易損件多，維修費（fèi）用較高。70年代開始，高（gāo）壓甲銨泵采用高（gāo）速部分流泵，用兩級葉輪就可達（dá）到4000m的高揚程（chéng），而且葉（yè）輪（lún）和泵（bèng）體尺（chǐ）寸小，對高（gāo）工作壓力而言，泵體直徑小，壁厚較（jiào）薄，減少了316L不鏽（xiù）鋼用量。因此，高速部分流泵具有結（jié）構簡單，體積小（xiǎo），重量輕（qīng），泵基礎小的明顯優勢。特別是（shì）與用作高壓氨泵時相比，用作高壓甲銨泵時的軸功率約減半，選（xuǎn）用離心式代替往複式可使消（xiāo）耗的（de）軸功（gōng）率減少，高壓氨泵可用碳（tàn）鋼，高壓甲銨泵要用316 L不鏽鋼，因而選用高速泵比用往複泵可節（jiē）省更多的投資，這就是高壓甲銨泵比高壓氨泵更早(1969年)、更多地選用（yòng）高速（sù）部分（fèn）流（liú）泵（bèng）的原因。至（zhì）於生產（chǎn）能力小於（yú）日產750噸的尿素裝置，因泵的流量很小，用離心式的效率過低，年運行費高，故選用往複式泵為宜。

    兩種生（shēng）產能力的尿素裝置（zhì）中，往複式和離心式高壓甲銨（ǎn）泵的技（jì）術經濟指標對比見表2-93。

    表2—93離心式與往複式高壓甲銨泵（bèng）的技術經濟（jì）指標對比（bǐ）

 

    ①包括（kuò）儀表（biǎo）、電器和泵基礎費用。往複（fù）泉還包括緩衝器（qì）費用。

    近十幾年來，我國引進（jìn）了二（èr）十多套大型尿素裝置，開始（shǐ）多用往複式高壓甲銨泵，少數廠使用（yòng）中速型（xíng）(6500r／min)多級離心泵，後來逐步選用高速（sù）部分流泵。以下對該泵（bèng）的特點作一簡要說明。

    3．t-IMP型高速部分流泵的結構特（tè）點

    用於日（rì）產l765噸尿素裝（zhuāng）置的高壓（yā）甲銨泵的性能參（cān）數見表2—87，HMP一3512型高壓甲銨泵由美國SUNDTRAND公司生產，其結（jié）構見圖2—131。該泵有如下特征：

    ①葉（yè）輪  葉片為直線輻射（shè）狀，比後彎式葉片離心泵葉輪可產生更（gèng）高的揚（yáng）程。葉輪無前後蓋板，在高壓下（xià）的軸向力也很小。這種泵無密封環（huán），不（bú）會出現（xiàn）因密（mì）封環磨損而引起的泵性能逐年下降現象。與常（cháng）規開式葉輪有本質的不同，泵（bèng）體內旋轉液流與葉輪（lún）之間基本上無相對流動（dòng），沒有密封（fēng）環處的回流損失，而（ér）且葉片（piàn）與泵體之（zhī）間有（yǒu）較大間隙，對泵性能（néng）的影響也很小。因此，它與那些（xiē）比轉數越小、因泄漏損失造成的（de）效率降低越嚴重的（de）常規離心泵相比，具有較高的效率。

    ②泵體為同心圓（yuán）柱形。與常規離心泵借助（zhù）於蝸形殼體或導葉實現動能轉換為靜壓（yā）能的原理相反，是靠泵體切線上的圓錐形擴散器將部分回（huí）轉流體的（de）能量進行轉換，故該泵也稱為部分流（liú）泵。

    ⑧優良（liáng）的抗（kàng）汽蝕性能  泵高速化的難點（diǎn）是汽蝕性能惡化。從圖2—131中可見，該泵解決汽蝕的（de）措施是在第一級（jí）和第二級葉輪入口（kǒu）處設（shè）螺距遞增式誘導輪(指用於此兩級並聯。高壓甲銨（ǎn）泵的兩級葉輪是串（chuàn）聯，第二（èr）級入Ll壓（yā）力已遠高於甲銨液汽化壓力，故不裝誘導輪)。這種誘導輪與一般的誘導輪相比，在較寬的轉（zhuǎn）速和流量範圍內的性能很（hěn）好。該（gāi）泵在14000r／min高速下的NPSHr為8m。誘導輪與（yǔ）葉輪鑄為一體。

    ④改變泵性能（néng）容易  隻要改變擴散器噴（pēn）嘴直徑、齒輪直徑、葉輪直徑、誘導（dǎo）輪這四項中的任一項或幾項即（jí）可使泵性能大（dà）幅度變化。

    ⑤軸封結構  泵高（gāo）速化的另一難題是軸封可靠性（xìng）。該泵的特點是無論泵（bèng）排出壓力多高，軸封壓力總是接近泵的入口壓力。第一級軸封用單端麵平衡型機械密封，第二級機械密（mì）封為（wéi）串聯式平衡型。該泵葉輪為懸臂式支撐，葉輪輕（qīng），流體的徑向力也小，葉輪的（de）懸臂又很（hěn）小，因此泵軸較細，減小了（le）密封麵的P穢值。為避免高速回轉離心力對機械密封的（de）不利（lì）影響，隻有動環是（shì）回轉的。機械密封的（de）衝洗液用冷凝水，衝（chōng）洗係統中設置壓差（chà）調（diào）節閥，自動控製泵開停車和運行中，冷凝水壓力和軸封腔壓力的（de）差值穩定（dìng）。

    ⑥軸承  徑向軸承用（yòng）滑動（dòng）軸（zhóu）承，推（tuī）力軸承用可傾瓦型，附設（shè）潤滑油係統、軸振動和軸位移監測係統和軸承溫度監測係統，確保高速機械運轉的可靠（kào）性（xìng）。

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