陳艷玲 張超 荊野

摘 要：在油品加氫處理、加氫精制等裝置常常會(huì)用到加氫進(jìn)料泵，而用戶(hù)現(xiàn)場(chǎng)多采用進(jìn)口產(chǎn)品。但是進(jìn)口產(chǎn)品價(jià)格比較高，服務(wù)不及時(shí)，檢修不方便、配件生產(chǎn)周期長(zhǎng)，購(gòu)買(mǎi)備件困難等缺陷制約著煉油廠(chǎng)及化工廠(chǎng)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的需要，所以，各大煉油廠(chǎng)迫切希望國(guó)內(nèi)泵廠(chǎng)自己能生產(chǎn)這樣的大型加氫進(jìn)料泵，開(kāi)發(fā)研制運(yùn)行可靠的大型加氫進(jìn)料泵具有非常重大的意義。遼寧華錦集團(tuán)化工有限責(zé)任公司180萬(wàn)噸/年加氫裂化裝置， 加氫進(jìn)料泵設(shè)計(jì)研制的成功為加氫進(jìn)料泵的國(guó)產(chǎn)化奠定了基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：加氫進(jìn)料泵 選型設(shè)計(jì) 性能指標(biāo)

中圖分類(lèi)號(hào)：TE966 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2018）01（c）-0110-02

為了加速我國(guó)石油化工行業(yè)的發(fā)展，促進(jìn)石化行業(yè)重大裝備國(guó)產(chǎn)化的步伐，根據(jù)國(guó)家重大技術(shù)裝備科技攻關(guān)計(jì)劃，在消化國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，自主開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)合理、運(yùn)行可靠的石油化工流程泵。TD250-188x10型泵就是在此基礎(chǔ)上研制的高壓、高轉(zhuǎn)速的加氫進(jìn)料泵，該泵用于遼寧華錦集團(tuán)化工有限責(zé)任公司180萬(wàn)t/年加氫裂化裝置，加氫進(jìn)料泵是該裝置的重要設(shè)備之一。該加氫進(jìn)料泵的設(shè)計(jì)、試制成功，標(biāo)志著我國(guó)大型泵的設(shè)計(jì)、制造達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

1 泵的參數(shù)及主要技術(shù)性能指標(biāo)

（1）泵的操作條件詳見(jiàn)表1。

（2）泵的主要技術(shù)性能指標(biāo)詳見(jiàn)表2。

2 結(jié)構(gòu)概述

TD250-188X10型加氫進(jìn)料泵為臥式，雙殼體，內(nèi)殼體徑向剖分式多級(jí)離心泵。設(shè)計(jì)、制造按美國(guó)石油學(xué)會(huì) API610標(biāo)準(zhǔn)。從驅(qū)動(dòng)端看泵為順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)，泵的結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

泵筒體為整體鍛造，泵為水平中心線(xiàn)支撐，進(jìn)出口法蘭均垂直向上。內(nèi)殼體（泵芯）為多級(jí)節(jié)段式，整個(gè)泵芯裝在泵筒體內(nèi)并在吐出端用泵蓋密封，可在不移動(dòng)主管路的情況下，抽出內(nèi)殼體進(jìn)行維修或更換，縮短了現(xiàn)場(chǎng)維修時(shí)間。泵筒體、泵蓋結(jié)構(gòu)型式簡(jiǎn)單，便于進(jìn)行應(yīng)力計(jì)算及無(wú)損檢驗(yàn)。泵芯包括有吸入函體、中段、導(dǎo)葉、末級(jí)導(dǎo)葉、軸、葉輪和平衡鼓等。高壓靜密封采用纏繞墊及金屬密封面密封，低壓密封采用“O”型密封圈密封。葉輪與軸采用熱裝結(jié)構(gòu)，增加了轉(zhuǎn)子的剛性，所有葉輪入口都面向吸入端按順序排列并用卡環(huán)嵌入軸槽內(nèi)使之軸向定位。

泵的轉(zhuǎn)子由兩端徑向軸承支撐，軸承位于泵筒體外側(cè)軸承體內(nèi)，徑向軸承是四油楔滑動(dòng)軸承，潤(rùn)滑方式為強(qiáng)制潤(rùn)滑。為了兼顧泵組運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性及效率，平衡機(jī)構(gòu)采用雙平衡鼓結(jié)構(gòu)，殘余軸向力由米切爾推力軸承承受；同時(shí)配有軸向力檢測(cè)裝置，泵組運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中可以隨時(shí)測(cè)定軸向力的大小和方向，保證平衡機(jī)構(gòu)的安全運(yùn)行。推力軸承承受殘余軸向力，使轉(zhuǎn)子軸向定位，保證軸始終處于受拉狀態(tài)，這種軸承的設(shè)計(jì)考慮了足夠的安全余量，能夠承受非正常運(yùn)轉(zhuǎn)工作下產(chǎn)生的任何附加軸向力，推力軸承采用強(qiáng)制潤(rùn)滑。

軸封選用集裝式機(jī)械密封，該型機(jī)械密封采用國(guó)外先進(jìn)技術(shù)生產(chǎn)、制造。該泵的機(jī)械密封形式采用雙重密封節(jié)構(gòu)。沖洗方式按API610標(biāo)準(zhǔn)PLAN21+62，沖洗液由一級(jí)抽頭打出，經(jīng)過(guò)冷卻器，返回密封室。機(jī)械密封的拆、裝工作可保證在3h之內(nèi)完成，同時(shí)，保證24000h的運(yùn)轉(zhuǎn)壽命。

3 設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問(wèn)題

（1）因該泵屬于揚(yáng)程高、流量大，對(duì)臥式泵而言，因轉(zhuǎn)子撓度問(wèn)題，應(yīng)選用高轉(zhuǎn)速（2980r/min），以減少泵的級(jí)數(shù)、縮短軸承之間的跨距。

（2）水力模型。經(jīng)計(jì)算，該泵的比轉(zhuǎn)速ns=57。該公司20世紀(jì)80年代曾在英國(guó)M+P公司引進(jìn)了一批優(yōu)秀的水力模型，其中一個(gè)模型的比轉(zhuǎn)速與該泵基本相同，模型的工作轉(zhuǎn)速n=2980r/min，在流量Q=200m3/h時(shí)，揚(yáng)程H=160m，用泵的相經(jīng)相似定律換算，模型放大1.05倍后，流量Q=253m3/h，單級(jí)揚(yáng)程H=188m性能正好可以滿(mǎn)足技術(shù)協(xié)議要求。后經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證，這種水力模型性能完全滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

（3）泵的主要材料選用詳見(jiàn)表3。

（4）泵結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、應(yīng)力分析及轉(zhuǎn)子動(dòng)態(tài)計(jì)算。按扭矩初算軸的最小軸徑為93mm，取葉輪處軸徑為110mm，按第四強(qiáng)度理論進(jìn)行軸的強(qiáng)度計(jì)算，軸不滿(mǎn)足強(qiáng)度要求，但滿(mǎn)足疲勞強(qiáng)度要求，故認(rèn)為比較安全.泵筒體，泵蓋，中段等主要承壓件的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，應(yīng)力分析均按設(shè)計(jì)壓力25MPa，設(shè)計(jì)溫度140℃進(jìn)行，并確保安全。泵蓋螺栓、螺母、葉輪蓋板、鍵等的強(qiáng)度計(jì)算均確保安全。

（5）聯(lián)軸器的選用。該公司現(xiàn)在普遍采用彈性式聯(lián)軸器、齒形聯(lián)軸器和膜片聯(lián)軸器。由于機(jī)組要進(jìn)行兩次對(duì)中找正，而選用膜片聯(lián)軸器可以對(duì)軸向、徑向進(jìn)行一定的補(bǔ)償，選用加長(zhǎng)節(jié)又可以在不移動(dòng)主機(jī)的情況下，拆裝機(jī)械密封和聯(lián)軸器，所以，無(wú)論從經(jīng)濟(jì)上和結(jié)構(gòu)上講，選用膜片聯(lián)軸器都是比較合理的。

（6）電機(jī)的選用。該機(jī)組安裝地點(diǎn)按IEC為2區(qū)，選用YAKS560-2W型電機(jī)，額定功率：1800kw；防護(hù)等級(jí)：IP54；絕緣等級(jí)：F級(jí)戶(hù)外；轉(zhuǎn)速：2980r/min；軸承采用強(qiáng)制潤(rùn)滑，電機(jī)冷卻采用空-水冷。

（7）油站的選用。泵機(jī)組所需的潤(rùn)滑油量為：泵-33l/min；電機(jī)-13L/min。

選用的油站型號(hào)為：NRP63-200，公稱(chēng)流量為63L/min，公稱(chēng)壓力為0.4MPa，過(guò)濾精度為25μm，采用雙雙聯(lián)磁性過(guò)濾器，工作介質(zhì)NG46，該潤(rùn)滑油站可以滿(mǎn)足兩套機(jī)組同時(shí)工作的需要。

4 廠(chǎng)內(nèi)試驗(yàn)對(duì)設(shè)計(jì)的驗(yàn)證

TD250-188×10型加氫進(jìn)料泵在加工制造過(guò)程中，經(jīng)過(guò)實(shí)際生產(chǎn)工序驗(yàn)證，其結(jié)構(gòu)合理，可靠、工藝、工裝設(shè)計(jì)可行，確保了零件的加工質(zhì)量和該泵的研制順利完成。采用 GB3216-1989《離心泵、混流泵、旋渦泵試驗(yàn)方法》C級(jí)精度對(duì)泵進(jìn)行試驗(yàn)，首先進(jìn)行原速試驗(yàn)，試驗(yàn)證明，該泵的設(shè)計(jì)合理，工藝可行，滿(mǎn)足了用戶(hù)的使用要求，主要技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品水平。

5 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)廠(chǎng)內(nèi)的型式試驗(yàn)和在用戶(hù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)表明， TD250-188×10型加氫進(jìn)料泵的設(shè)計(jì)先進(jìn)，結(jié)構(gòu)合理，運(yùn)轉(zhuǎn)安全可靠，自控性好，檢修方便，水力部分設(shè)計(jì)可行。該泵的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求，綜合性能指標(biāo)達(dá)到國(guó)外泵制造廠(chǎng)同類(lèi)產(chǎn)品水平。

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