大功率高速泵在甲乙酮裝置上的應用.doc

大功率高速泵在甲乙酮裝置上的應用【摘要】針對甲乙酮裝置快速發(fā)展的要求，關(guān)鍵設(shè)備的安全運行成為關(guān)鍵，通過全國甲乙酮裝置比較認為大功率高速泵在該類裝置的反應器進料泵應用中優(yōu)勢較明顯，所以采用該泵成為甲乙酮行業(yè)的首選。【關(guān)鍵詞】大功率高速泵 甲乙酮裝置 應用一、前言近些年，在市場需求推動下，國內(nèi)一些石化企業(yè)開始擴建和新上了一批水合法生產(chǎn)甲乙酮裝置。在甲乙酮裝置中，反應器進料泵是關(guān)鍵的大型設(shè)備，其作用是向反應器輸送壓力高達6.0Mpa以上的順反丁烯。反應器進料泵的主要工作參數(shù)如下：工作介質(zhì)：順反丁烯；密度：566kg/m3（在60 時）；黏度：0.146mPa.s（在60 時）；設(shè) 計 流 量：60-75m3/h；設(shè)計揚程：1350-1400m；泵運行方式：兩開一備，連續(xù)運行8000小時/年。二、不同類型泵的應用情況及比較反應器進料泵要求的揚程很高，對應的流量較小，2004年以前的裝置（撫順石化2.5萬噸/年甲乙酮裝置、哈爾濱煉化3萬噸/年甲乙酮裝置等）大部分采用了柱塞泵，個別裝置（蘭州石化3萬噸/年甲乙酮裝置）采用了多級離心泵。而2004年以后的甲乙酮裝置均采用了GSB-W5系列的高速泵。下面對以上三種泵在甲乙酮裝置的應用情況做以分析和比較：1） 柱塞泵在運行中出現(xiàn)的問題最多，主要體現(xiàn)在泵出口壓力脈動大，造成了管線疲勞破壞，噪聲高，出入口管線振動大易引起靜密封點泄漏，輔助系統(tǒng)（密封油泵系統(tǒng)和潤滑油泵系統(tǒng)）復雜，泵本身連鎖多。填料、柱塞、吸入閥和排出閥容易磨損。由于柱塞泵故障率高，而且更換時間長，配件標準化程度低且多為進口配件，嚴重影響了整個裝置連續(xù)穩(wěn)定運行，更為突出的問題是。2） 多級離心泵采用閉式葉輪，帶葉輪和級間密封環(huán)，必須10級以上的葉輪級數(shù)才能滿足要求。由于泵軸長，剛度小，所以運行過程中軸的變形造成密封環(huán)的磨損，因此多級泵的性能指標隨著運行時間的延續(xù)逐步下降，造成電動機功率超載。根據(jù)裝置需要，反應器進料泵運行過程中參數(shù)變化較大，多級泵的平衡盤產(chǎn)生磨損，造成整個泵機組的故障。3） 在采用柱塞泵、多級泵故障較多，影響整個裝置運行的情況下，一些石化企業(yè)開始嘗試使用高速泵。大功率高速泵 （北京航空航天十一所的GSB-W5型）在甲乙 酮 裝 置 上 運 行，配套電動機功率為 315KW。使用情況證明，高速泵非常適應反應器進料泵的參數(shù)及裝置的運行要求，運行平穩(wěn)、可靠，故障率低，備件消耗量非常小。甲乙酮裝置采用高速泵以后，國內(nèi)的很多化工企業(yè)也采用了高速泵，取得了較好的運行效果。4） 高速泵又稱部分流泵離心泵，在小流量高揚程參數(shù)范圍 （低比轉(zhuǎn)速），高速泵具有性能優(yōu)良、可靠性高和壽命長的特點，在石油化工行業(yè)得到廣泛應用。高速泵現(xiàn)場運行如圖1所示。高速泵的過流部件和結(jié)構(gòu)形狀與一般離心泵不同，可以說是基于新的理論研制成功的一種新型泵。高速泵由普通電動機通過增速齒輪箱增速后驅(qū)動過流部件，增速箱是泵高速化的關(guān)鍵，高速機械密封、滑動軸承是高速泵能夠安全、長期運行的保證。5）高速泵和柱塞泵及多級離心泵的比較如表1、表2所示。表1 高速泵和柱塞泵比較項目高速泵柱塞泵流量調(diào)節(jié)泵出口閥門調(diào)節(jié)，操作簡單可靠旁通閥調(diào)節(jié)，易受侵蝕，壽命短；行程長度調(diào)節(jié)機構(gòu)復雜；轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)價格高，效率低，適應性差出口壓力穩(wěn)定性出口壓力無脈動，不會出現(xiàn)管路共振等對流程造成不良損壞形成往復時壓力變化，泵缸容易疲勞破壞，為穩(wěn)壓需要蓄能器，蓄能器氣囊容易破損，防止壓力過高泵出口裝有安全閥；出入口管路振動大，易發(fā)生密封點泄漏，引發(fā)事故泵體積體積小，重量輕，基礎(chǔ)工程簡單，占地面積小具有高壓電機、曲柄、變速箱、密封油系統(tǒng)、潤滑油系統(tǒng)等機構(gòu)，占地面積大效率較低較高能耗物耗耗電量相當每年消耗近30000L密封油配件及維護費用標準化配件多，互換性強，價格中等，維護費用低易損件多，進口配件價格昂貴，且進貨周期長達半年，維護費用高運行連續(xù)性在線切換不影響生產(chǎn)，故障維修耗時短不能在線切換，一次切換影響生產(chǎn)40小時左右，故障時維修時間長操作維護情況操作簡單，且巡檢內(nèi)容少操作復雜，每天需要補充密封油100L左右，勞動強度大，且巡檢內(nèi)容多其他標準化程度高，維護簡單，成本低填料、柱塞、出入口單向閥、密封油視鏡等易于磨損，更換時間長，標準化程度低表2 高速泵和多級離心泵比較項目高速泵多級泵穩(wěn)定性、可靠性開式葉輪、沒有前后蓋板和密封環(huán)，不會因為軸的振動、彎曲、變形而使中間軸承燒研、磨損等事故，泵性能穩(wěn)定閉式葉輪，帶葉輪和級間密封環(huán)，軸長、易彎曲、密封環(huán)易侵蝕使泵性能下降軸向力葉輪幾乎沒有軸向力，齒輪箱內(nèi)軸承為流體動壓滑動軸承，承載能力強因密封環(huán)和平衡盤磨損而產(chǎn)生異常的軸向力，需軸向力平衡機構(gòu)密封腔壓力泵軸封處的壓力與泵出口壓力高低幾乎無關(guān)，密封腔壓力僅比泵吸入口壓力高靠泵出口端軸封處壓力接近泵出口壓力，導致密封值大，機械密封易失效標準化零部件互換性強，標準化程度高，維護成本低標準化程度低泵體積泵體積小，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，基礎(chǔ)工程簡單泵軸向長度長，占地面積大，基礎(chǔ)工程較復雜效率基本相近價格增速箱部分價格較高，但過流部件較少，整泵價格適中轉(zhuǎn)速低 （一般 3000r/min），價格一般較低三、 GSB-W5大功率高速泵的參數(shù)和技術(shù)特點1、參數(shù)，見表3表3 GSB-W5大功率高速泵的參數(shù)型號流量/（m3/h）揚程/（m）轉(zhuǎn)速/（r/min）電機功率/（KW/h）GSB-W510-300300-20004000-160004002、技術(shù)特點1） 適用參數(shù)范圍廣，功率大。2）GSB-W5 型為一級增速臥式高速泵，其剖面如圖1所示。采用小模數(shù)、高齒面硬度、高精 度的斜齒輪。圖1 GSB-W5臥式高速泵主體剖面圖1泵殼 2誘導輪 3擴壓器 4葉輪 5機械密封6泵蓋 7軸套 8油機械密封 9潤滑油泵10前徑向軸承 11軸承 12大齒輪組件 13聯(lián)軸器14推力軸承外殼組件 15推力盤 16推力軸承17后徑向軸承組件 18齒輪箱蓋組件19小齒輪 20齒輪箱殼體組件3） 齒輪箱內(nèi)配有雙向可傾瓦推力軸承，可以承受不同方向的軸向力，配有兩個可傾瓦徑向軸承，可以承受很大的徑向力，齒輪、軸承采用強迫潤滑方式。4） 齒輪箱油路的巧妙設(shè)計：在起動前，齒輪箱油位高于高速軸軸承，起到預潤滑作用，起動后齒輪軸一側(cè)油位自動降低，避免高速泵