小流量高揚程用泵

    1．工況特（tè）點和選型要求（qiú）

    ①流量小（xiǎo）、揚程高  由於已處於後（hòu）段工序或僅需少量回流（liú）及（jí）洗液的注入，這幾（jǐ）台泵（bèng）流量僅有5～25m3／h。而為了維持反應壓力或防止高溫汽化，其揚程要求達到301-463m。

    ②工作壓力高  因為泵（bèng）的進口壓力和揚程均較高，泵的出口（kǒu）壓（yā）力都在2．5MPa以上。其中BTX二段反應器進（jìn）料泵進出El壓力分別達（dá）到（dào）了2．6MPa和5．1MPa，選型（xíng）時應注（zhù）意（yì）泵的（de）機械密封形式、高允許工作壓力和（hé）進出口法蘭的耐（nài）壓等級均能符合要求。   

    ⑧介質特殊  介質均屬碳氫（qīng）化合物，粘度（dù）小於（yú）4．7mPa·s(C10洗油注入泵除（chú）外)，揮發性較大（dà），而且其（qí）中兩台BTX反應器（qì）進料（liào）泵是輸送有（yǒu）毒的苯、甲苯、二甲苯，所以對軸封有較（jiào）高的要求。

    ④溫度變化大  對於乙烯裝置中BTX反應器進料泵，當反應開始時介質溫度是81℃，到反應結束時溫度達到128℃；當催化劑再生時（shí），反（fǎn）應（yīng）器中通入高壓蒸汽，介質溫度升（shēng）高到85℃。所以泵應能適應這樣（yàng）的高溫（wēn）和溫度的變化。

    2．泵型的選擇

    對於小流（liú）量高（gāo）揚程泵，一般多選（xuǎn）用高速泵或多級泵    3．高速（sù）泵的性能和結構特點

    在乙烯裝置中，Cl0洗油注入泵和再蒸塔回流泵均選用了高速（sù）泵。高速泵並非是通過單純提高普通離心泵的轉速來得到高揚程的（de），它（tā）有其自身的性能（néng）和結構特點，

    ①高速泵的性能曲線（xiàn）  高速泵中擴散管(圖（tú）2—134件5)的（de）喉徑對性能影響很大。當通（tōng）過喉部的液體速度等於或略大於葉輪（lún）圓周速度（dù）時，就會破壞（huài）液流的（de）連續（xù）性．，造成揚程突（tū）然下降到零的現象。這就是高速泵（bèng）的揚程中斷特性，對應於揚程中斷時的流量稱為中斷流量值。高

 

     ①除普通的影響因素外，高速泵的效率（lǜ）還與選定的泵轉速和擴散管喉（hóu）徑有很大關係，研究起來較為（wéi）複雜，但是仍與普通離心泵一（yī）樣，也是隨著（zhe）比（bǐ）轉（zhuǎn）速的減小而下降，隻是幅度不同。高速泵的比轉速是指在該泵的運轉速度下（xià）的比轉速，而其運轉速度在選型時是無法知道的（de），須（xū）由泵廠通過電算優化（huà）才（cái）能確定。多級泵的比轉速是指它的單級比轉（zhuǎn）速，泵製成（chéng）多級的原因之一正是為了提高單級比轉速，從而提高效率。雖然已知在同樣（yàng）的低比轉速下（xià），高速（sù）泵的（de）效率比單級離心泵高，但在選型時（shí），卻無法算出高（gāo）速泵的比轉速；所（suǒ）關心的僅僅是泵效率（lǜ），所以在（zài）選型時（shí）將比轉速作為（wéi）高速泵和多級泵泵效率高低的判據是（shì）不適宜的。高速泵可能達到的高效率約（yuē）60％左右。根據以往（wǎng）的選用經（jīng）驗，高速泵和多級泵效率的比較（jiào）大致有以下規律：當Q>15m3／h，且日（rì）／Q=15～40時，兩者基本持平；當Q>15m3／h且日／Q<15時，多（duō）級泵效率高；當Q>15m3／h且H／Q>40或當Q≤15m3／h且（qiě）H／Q>15時（shí），高速泵效率高。速泵的性能曲線見圖2—1 35。當葉輪圓周速度不變時，擴散（sàn）管喉（hóu）徑越大，中斷流量值也越大，曲線的過渡也就越和緩。高速泵的這一特性，當發生（shēng）過流量時對電機有保護作用。另外其高效率點往往就在中斷流（liú）量附近，因此（cǐ）盡管設計（jì）工況（kuàng）取在高效率：點，但實際使用時須在略低於設計流量的條件（jiàn）下運轉，以免（miǎn）發生揚程的不穩定現象。

    ②特殊的葉輪形式  高速泵大多采用開式徑向直葉（yè）片葉輪，也有采用（yòng）開式（shì）後彎葉片和閉式葉輪的，主要是為了改（gǎi）善H—Q曲線的藍率以及（jí）在大流量時提高效率。開式的葉輪大大降低了葉輪產生（shēng）的軸（zhóu）向推力（lì），有時為進一步（bù）降低軸（zhóu）向推力，在靠近輪轂的後蓋板上還開有平衡孔，從而使推力軸承的工作條件大大改（gǎi）善，即使在很高的（de）轉速下連續（xù）運行，軸承（chéng）也能長期正常運行。

    ③無需耐磨（mó）密封環  雖然乙烯裝置（zhì）中輸送的是粘度小、揮發性大的介質，但因為高速泵的輸出液體隻占壓液室中的一小部分，所以（yǐ）高速泵不怕內泄漏（lòu），葉（yè）輪和泵體間不必裝（zhuāng）耐磨環，相反可以（yǐ）保持較（jiào）大間隙（xì），使高速泵可以輸送粘度小於5000mPa．S的石油製品，化學腐蝕液、懸浮液以及（jí）含有少量顆粒（lì）的液（yè）體。

    ④軸封（fēng）高速（sù）泵采用（yòng）特殊設計的機械密封，其軸向尺寸特（tè）別緊湊，以減（jiǎn）小軸懸臂長度；軸套上固定極易平衡的動環，而其他（tā）帶有彈簧、密封圈和浮動環的不易（yì）平衡部分作為密封的靜止部分，以適應高轉速的需要。同（tóng）時由於轉速高，對軸（zhóu）封的冷卻（què）是必不（bú）可少的。SUNDSTAND公司的標準配置是從泵出口引出液體，經泵內的懸液分離器後對單端麵機（jī）械密封進行冷卻乙烯裝置中的高速泵都采用這種標準（zhǔn）配置。用戶還可根據介質（zhì）的特殊性選擇串聯、雙端麵機械密封以及各種各樣的衝洗、冷卻和泄漏處理方式（shì）。

    ⑤吸（xī）入性能  高（gāo）速條件下的吸入性能一般較差，容易產生汽蝕，但加裝誘（yòu）導輪後可大大改善高速泵的吸入性能。如乙烯裝置中再蒸塔回流泵的有效汽蝕（shí）餘量NPSHa僅2．3m，加（jiā）裝誘導輪後泵汽蝕餘量NPSHr隻有l．8m，完全能滿足要求。

    ⑥高精度增速箱  高速泵（bèng）的增（zēng）速箱有一（yī）級增速和（hé）二級增速兩種，每一種都有許多檔次不同的輸（shū）出速度，使高速泵僅用幾個型號就能（néng）覆蓋廣泛的揚程和流量範圍，零部件的通用性非常好。對齒輪經過高精度加工，噪音不超過同級電機。

    4．多級泵的性能和（hé）結構特點

    乙烯裝置汽油加氫單元中，BTX反應器進（jìn）料泵均選用了高揚（yáng）程小流量的多級泵，其工作原理、結構外形均與普通多（duō）級泵相近(見圖2-136)。選用時主要根據工況特點選擇泵的結（jié）構和性能。

    ①殼體結（jié）構  單殼體泵和雙殼體泵都可在高壓狀態下運行，但是兩者耐溫和耐熱衝擊性能不同。普通單殼體泵耐溫上限180～320℃，有些特殊（shū）設（shè）計的泵（bèng）可用到400℃左右。而雙殼（ké）體泵基本都（dōu）能用到400～450℃，而且耐熱衝擊性好。但是雙殼體泵重量體積較大（dà），製造不便，價格高。一般僅用在大型、高壓有強烈熱衝（chōng）擊的場合。乙烯裝置BTX進（jìn）料泵的工況存在一（yī）定熱衝擊，但（dàn）根據以往的使用經驗（yàn），某些單殼體形式的（de）泵也能滿足使用要（yào）求。

    ②軸向中開泵和徑向剖分泵  國外用於石化行業能滿足一定耐溫耐壓要求的單殼體、高揚程、小流量多（duō）級泵，基本上都是軸向（xiàng）中開式結構。中（zhōng）開式除裝拆維修方便外，其耐熱衝擊的能力要比用（yòng）穿（chuān）杠固定的徑向剖分泵好，所以（yǐ）乙烯裝置中（zhōng）的BTX進料泵都采用中開式結構形式。國內同類型泵，如Y、YD、MC均是徑向剖分結（jié）構（gòu）。中開式多級泵係列雖對其它技術指標都能滿（mǎn）足（zú），但是流量偏大，泵廠可考慮將泵係列向流量小的方向延伸。

    ⑧軸封對軸封的要求雖然高，但單端麵機械密封（fēng）已能滿足要求（qiú）。不過因為壓力高，介質粘度小，一般都應選用（yòng）內（nèi）裝式平（píng）衡型機（jī）械密封。

    為了提高密封麵處的壓力，防止在密封麵上發生（shēng）相變，應進行白衝洗。同時因介（jiè）質溫度較高，還要對（duì）軸封進行冷卻。

    由於溫度高，介質中又含苯、甲（jiǎ）苯、二甲苯，所以靜密封材料隻能采用聚四氟乙烯（xī）或玻璃纖維填充聚四氟乙烯（xī），不能使用任何橡膠。

    ④中心線支撐橫鍵定位  臥式（shì）泵溫度超（chāo）過177℃時，通常都要使用中心（xīn）線支（zhī）撐的泵體，以避免（miǎn）泵體受（shòu）熱後單向膨脹危及泵的正常運行。同時，支撐麵上應設有橫鍵固定泵的軸向位置。

    ⑤軸承冷卻BTX進料泵在催化劑再生（shēng）時，運（yùn）行（háng）溫（wēn）度接（jiē）近上限，一般應對軸承箱（xiāng）進行冷卻，降低油溫。多數廠（chǎng）商在推力軸承處設置有水冷夾套，蘇爾壽公司則在兩側軸承箱上（shàng）都可選裝浸（jìn）沒式翅片（piàn）冷卻管，其MC係列泵還可采用風冷，適用於缺水源的工作場（chǎng）所。

    ⑥耐磨密封環  由於介質粘度低(2.1～3.1mPa．s)，為（wéi）減小內泄（xiè）漏，提高效率，維持泵在溫度變化時的性能穩定，在葉輪和泵體上一般都要（yào）設置耐磨密（mì）封環。

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