循环水泵汽蚀的原因及改进措施

96化工机械2003年循环水泵汽蚀的原因及改进措施孙敬河*(中石化齐鲁股份有限公司烯烃厂)摘要在分析循环水泵汽蚀原因的基础上,结合现场实际情况,提出了一系列改进措施,有效地克服了循环水泵的汽蚀。关键词循环水泵汽蚀改进措施中團分类号TQ051.21文献标识码B文章编号0254-6094( 2003 )02-0096-03在大型石油化工厂中,循环水泵是非常重要量的过饱和空气。事实上,汽蚀是一种非常复杂的设备,在设计和选型中都做了认真的考虑，避免的现象,如果输送的介质中富含空气,在较低压力泵发生汽蚀，但是在使用过程中,由于种种原因,下较易挥发,大大降低了吸入口状态的真空度,汽都不同程度地存在汽蚀,造成设备损坏,给生产带蚀现象同样发生,这就是泵发生汽蚀的真正原因。来了很大的影响。本文针对齐鲁石化烯烃厂3台循环水中气体的来源主要有以下几个方面:a.循循环水泵发生汽蚀的原因,从工艺上和设备上提环水在冷却塔冷却的过程中,夹带了大量的过饱出了改进措施,收到了良好的效果。和空气;b.吸水池中旋涡带人的空气;c.轴封漏1水泵性能参数及 运行状况气。3台大型循环水泵的性能参数如下:流量为别接真空菜10 650m'/h、总扬程为58m,净吸人扬程为5.5m,转速为593/min ,驱动功率为2 100kW,人口压力为-0.033MPa,循环水温度为32C,泵的最小流量为6 000m'/h,泵叶轮、壳体材料为FCD40(日D.2m本JIS G5502-1986), 相当于国内的QT400-18(GB1348-88) ,吸人方式为双吸式。该泵自1986年开始运行,由于汽蚀原因,至1998 年,更换叶轮图1泵的安装示意图4个,壳体口环处已无法安装口环。2汽蚀原因分析另外,由图1可以看出,在泵的最上部只有- .泵的安装尺寸如图1所示。根据泵的性能参根φ50mm的抽真空线。开车过程中,吸入室内数和实际安装尺寸,通过计算得泵的吸上真空度口环顶部以上的空气不能被抽出,开车时,残留的z, =4.33m,取安全裕度K=0.5m,则z, =3.83空气随介质一起转动,加剧了泵的汽蚀，同时引起m,泵的实际安装高度中心线距水面仅有2m,远泵的振动,这在开车时非常明显。远小于泵的吸上真空度,故该泵的吸上真空度满3改进措施足要求。循环水泵开车前需要抽真空,使泵内充满水。3.1 设备方面在抽水的过程中,从视镜中可以看出,水中含有大3.1.1叶轮及吸入管道 刷涂环氧树脂由文献[1]可知,减小吸入管阻力,提高低压*孙敬河,男,1967年1胜,工程师。山东省淄博市,551中国煤化工:MHCNMHG第30卷第2期化工机械9区的压力,可有效地防止汽蚀,故采用在叶轮和吸+轮CM52000 快速接头密封面梨体入管道上刷涂环氧树脂的办法,增加叶轮和吸入管道的光洁度,减小叶轮和吸人管道的阻力。3.1.2壳体采用铸铁焊补技术针对壳体汽蚀损坏情况,为了节约维修费用，采用铸铁焊补技术。由于泵壳体材料为FCD40，同时考虑到镍有较强的抗汽蚀性能,故选用铸图2 轴封填料改造示意图408焊条。焊接过程中,严格控制焊接工艺,采用循环水从凉水塔流人集水池,就直接被吸入最小电流分段焊、断续焊分散焊及焊后用锤击,管强大的吸力吸进,流量较大(3台泵的流量是以降低应力、防止裂纹,焊后以口环为基准,将壳24000m'/h) ,流速较快,这样不可避免地形成- -体修复2。个旋涡带,在吸人管下方形成- -股回流场,大量的3.1.3吸入室加抽汽线空气随着旋涡一并进入泵内,加重了泵的汽蚀。泵内的空气是由一台真空泵通过泵顶部的一针对这一情况,沿泵轴心线方向,贴近集水池侧增根φ50mm的管子抽出，泵吸人室口环以上、顶部加一块宽1 00mm、高4 800mm,材料为A3的破以内的气体无法抽出。基于这种情况，采取在两涡板。考虑到部分流体直接进入管内，在管内同侧吸人室顶部各加一根φ20mm的管子,将泵内样会形成一股旋涡,因而沿泵轴线方向在管口加残留的气体抽出。改造后,效果非常明显,开车设- -块垂直板,阻挡管内涡流的形成。时，泵内已无原来的杂音,且振动明显减小。3.2工艺方面3.1.4轴封改造3.2.1加大出口 阀开度循环水泵的密封原设计采用传统的填料密3台泵的位号分别是GA1001A、B.C,出口阀封,每端有6道填料,里、外各3道,中间有水封开度分别为GA100A: 50%、GA1001B: 35% .环。其缺点是随着泵的运行,填料对泵的磨损较GA1001C:35%。从运行情况可以看出,GA1001A大,随之间隐增大,密封效果变差,造成空气大量泵的汽蚀明显小于其它两台泵。故将GA100A进入泵内，加重了泵的汽蚀。的出口阀开到100% , CA1001B的出口阀开到笔者通过考察，采用美国CHESTERTON公80%,停GA1001C,使每台泵的流量接近其额定司生产的CMS2000层状剪切式密封填料。其工流量,提高泵的效率,减小泵的汽蚀。作原理是利用组成CSM2000的材料具有摩擦系3.2.2其他方面数低和混合体之间分子吸引力小的特点，在轴的在现有的条件下,多开冷却塔风机,降低供水转动过程中，CSM2000材料中的纤维会缠绕在温度。提高集水池液位,由原来的4.2m提高为轴上，并随轴同步旋转，形成-一个旋转层，此旋5m,减小泵的吸上高度。增加开泵前抽真空时转层起到了轴的保护作用，避免了轴套的磨损，间,由原来的5min增加到15min,最大限度地排使得轴套不需要因填料磨损而更换。随着旋转层出泵内残留气体,改善泵的汽蚀。直径的逐渐增大，轴对纤维的缠绕能力将逐渐减4结束语小，没有与轴缠绕的部分材料将与填料箱内壁保通过采取-系列改进措施,设备运行-年,在持相对静止，从而形成一一个不动层，这样就有了1999年设备大检修时,解体发现泵壳体与叶轮完动密封的两个基本组成部分，密封面形成在好,已无汽蚀痕迹，这说明此次改造是成功的。CSM2000材料之间，而不是像传统填料那样在参考文彰轴与盘根之间，这样就避免了对轴套的磨损。! 潘永密.化工机器.北京:化学工业出版社,1985.221采用CSM2000密封填料的改造简单,只是将2孙景荣.实用焊工手册.北京:化学工业出版社.原来的密封水接口改为填料充填接口,如图2所1998. 259示。改造后,投入运行,效果良好。(收稨日期:200205 09 ,修回日期:200209-25)3.1.5循环水泵入口加破涡板中国煤化工107页)MHCNMHG第30卷第2期化工机械107出螺旋套、螺杆,从泵体内轴端可装卸密封,无需为:49.92 x0.8-6=33.9万元。解体齿轮箱及齿轮,维修较快捷、方便。6结束语5螺杆泵与蒸汽往复泵的比较2GRT156-72W螺杆泵的使用情况说明,其性能5.1性能比较可满足生产要求,用它取代蒸汽往复泵,可获得较好与汽泵相比,螺杆泵的结构更紧凑,体积小、的综合效益。此外,螺杆泵用于甩油时,为适应介质噪声低、效率高,其无故障运行的周期长,用于塔的流量温度及粘度变化,最好采用变频调速。底循环,可连续运行6个月以上,运行中基本上无步考文献泄漏,可保持周围环境整洁,大大地降低了维护的工作量和费用。曹锋,束鹏程,邢子文.双螺杆多相混输泵技术及研究5.2 节能比较进展.石油机械, 1999 ,27(3):49 ~52在能耗方面,电:0.40元/(kW h),1. 0MPa2曹锋 ,邢子文,束鹏程.理查森外推法在双螺杆多相流蒸汽:78元/1。螺杆泵功率18. 5kW,汽泵能耗混输泵型线设计中的应用水泵技术，999(4):15~0.80vh。按周期8000h/a计,则螺杆泵年费用为86万元，蒸汽往复泵年费用为49. 92万元，如减去(收稿日期:2002 07-03 ,修回8期2002-12-25)乏汽可利用费用20%,螺杆泵每年可节约费用约Application of 2GRT156-72W Type Screw Pumps in Coking PlantsL Feng, TENG Chunhong, MA Songshan( No 3 Plant, Jinxi Branch, CNPC, Huludoo, 125001，Liaoning, China )Abstract The twin-screw pumps were designed and selected to replace the steam reciprocating pumps used tocontact the eirculation and oil shedding at the bottom of cooling colunns for the problems that ocured in thecoking plants using steam reciprocating pumps at China, and a good comprehensive benefit was obtained.Keywords Twin-Screw Pump, Structure, Coking Plant(上接第97页)Steam Corrosion Cause of a Circulating Water Pump and Its ApplicationSUN Jinghe( Olefen Plant, Qilu Petrochemical Industry Share Co Ld, Sinpe, Zibo, 255411, Shandong, China )Abstract Some improvements were proposed to overcome the steam corrosion of a circulating water pump ef-ciently based on the analysis of the steam corrosion cause and the practial conditions in site.Keywords Circuaing Water Pump, Steam Corrosion, Improvement中国煤化工MYHCNMHG