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高壓甲銨用泵

時(shí)間:2012-4-8 21:19:07來源:http://m.bfqxfs.com作者:弘凌泵閥

 該泵用來將中壓吸收塔底回收的甲銨溶液從大約1.7MPa(G)升壓到~15.4MPa(G),經(jīng)甲銨預(yù)熱器后送至高壓甲銨冷凝器。該泵的工況特點(diǎn)如下:

    ①輸送介質(zhì)  為氨基甲酸銨的水溶液,不同工藝流程的組分不同。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,溶液密度0:9~1×10jkg/m3,粘度<3mPa.S,甲銨溶液的蒸汽壓力高,80。C時(shí)達(dá)到1.57MPa(G),對泵的汽蝕性能和機(jī)械密封的選型有很大影響。
    ②屬小流量高揚(yáng)程高壓泵,流量決定于裝置生產(chǎn)能力和工藝流程,流量1 0~1 50m3/h,揚(yáng)1300~2100m。泵進(jìn)口壓力高,汽提法工藝中為1.7~2.5MPa(G),使泵的軸封在比此壓力略高的條件下使用。泵的工作壓力高達(dá)15-25MPa(G)。
    ③甲銨溶液對金屬材料的腐蝕很強(qiáng),加之泵體承受的壓力高,泵體材料必須有優(yōu)良的抗疲勞腐蝕性能和機(jī)械強(qiáng)度。
    ④可靠性要求高。該泵是尿素生產(chǎn)中的關(guān)鍵設(shè)備之一,也是整個(gè)裝置中容易發(fā)生故障的環(huán)節(jié),其可靠性高低,直接影響到尿素生產(chǎn)的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)周期。
  2.泵型式的選擇
   高壓甲銨泵也有往復(fù)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用往復(fù)泵,雖然效率高,但缸體受到高壓、脈動壓力和甲銨液的強(qiáng)腐蝕作用,易發(fā)生疲勞腐蝕,加之結(jié)構(gòu)復(fù)雜,易損件多,維修費(fèi)用較高。70年代開始,高壓甲銨泵采用高速部分流泵,用兩級葉輪就可達(dá)到4000m的高揚(yáng)程,而且葉輪和泵體尺寸小,對高工作壓力而言,泵體直徑小,壁厚較薄,減少了316L不銹鋼用量。因此,高速部分流泵具有結(jié)構(gòu)簡單,體積小,重量輕,泵基礎(chǔ)小的明顯優(yōu)勢。特別是與用作高壓氨泵時(shí)相比,用作高壓甲銨泵時(shí)的軸功率約減半,選用離心式代替往復(fù)式可使消耗的軸功率減少,高壓氨泵可用碳鋼,高壓甲銨泵要用316 L不銹鋼,因而選用高速泵比用往復(fù)泵可節(jié)省更多的投資,這就是高壓甲銨泵比高壓氨泵更早(1969年)、更多地選用高速部分流泵的原因。至于生產(chǎn)能力小于日產(chǎn)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(yùn)行費(fèi)高,故選用往復(fù)式泵為宜。
    兩種生產(chǎn)能力的尿素裝置中,往復(fù)式和離心式高壓甲銨泵的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對比見表2-93。
    表2—93離心式與往復(fù)式高壓甲銨泵的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對比

 

    尿素生產(chǎn)能力,噸/Et
    1100
    1700
    泵  型  式
    離心式
    往復(fù)式
    離心式
    往復(fù)式
    設(shè)計(jì)流量,ms/h
    38
    38
    60
    60
    設(shè)計(jì)壓差,MPa
    14.1
    14.1
    14
    14
    軸功率(設(shè)計(jì)流量時(shí)),kW
    310
    228
    446
    345
    往復(fù)式節(jié)省功率,kW
    82
    101
    每套機(jī)組概算價(jià)①,萬美元
    25.6
    26.44
    28
    31
    預(yù)計(jì)年維修費(fèi),萬美元
    0.5
    3
    0.55
    3.3
 
    ①包括儀表、電器和泵基礎(chǔ)費(fèi)用。往復(fù)泉還包括緩沖器費(fèi)用。
    近十幾年來,我國引進(jìn)了二十多套大型尿素裝置,開始多用往復(fù)式高壓甲銨泵,少數(shù)廠使用中速型(6500r/min)多級離心泵,后來逐步選用高速部分流泵。以下對該泵的特點(diǎn)作一簡要說明。
    3.t-IMP型高速部分流泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
    用于日產(chǎn)l765噸尿素裝置的高壓甲銨泵的性能參數(shù)見表2—87,HMP一3512型高壓甲銨泵由美國SUNDTRAND公司生產(chǎn),其結(jié)構(gòu)見圖2—131。該泵有如下特征:
    ①葉輪  葉片為直線輻射狀,比后彎式葉片離心泵葉輪可產(chǎn)生更高的揚(yáng)程。葉輪無前后蓋板,在高壓下的軸向力也很小。這種泵無密封環(huán),不會出現(xiàn)因密封環(huán)磨損而引起的泵性能逐年下降現(xiàn)象。與常規(guī)開式葉輪有本質(zhì)的不同,泵體內(nèi)旋轉(zhuǎn)液流與葉輪之間基本上無相對流動,沒有密封環(huán)處的回流損失,而且葉片與泵體之間有較大間隙,對泵性能的影響也很小。因此,它與那些比轉(zhuǎn)數(shù)越小、因泄漏損失造成的效率降低越嚴(yán)重的常規(guī)離心泵相比,具有較高的效率。
    ②泵體為同心圓柱形。與常規(guī)離心泵借助于蝸形殼體或?qū)~實(shí)現(xiàn)動能轉(zhuǎn)換為靜壓能的原理相反,是靠泵體切線上的圓錐形擴(kuò)散器將部分回轉(zhuǎn)流體的能量進(jìn)行轉(zhuǎn)換,故該泵也稱為部分流泵。
    ⑧優(yōu)良的抗汽蝕性能  泵高速化的難點(diǎn)是汽蝕性能惡化。從圖2—131中可見,該泵解決汽蝕的措施是在第一級和第二級葉輪入口處設(shè)螺距遞增式誘導(dǎo)輪(指用于此兩級并聯(lián)。高壓甲銨泵的兩級葉輪是串聯(lián),第二級入Ll壓力已遠(yuǎn)高于甲銨液汽化壓力,故不裝誘導(dǎo)輪)。這種誘導(dǎo)輪與一般的誘導(dǎo)輪相比,在較寬的轉(zhuǎn)速和流量范圍內(nèi)的性能很好。該泵在14000r/min高速下的NPSHr為8m。誘導(dǎo)輪與葉輪鑄為一體。
    ④改變泵性能容易  只要改變擴(kuò)散器噴嘴直徑、齒輪直徑、葉輪直徑、誘導(dǎo)輪這四項(xiàng)中的任一項(xiàng)或幾項(xiàng)即可使泵性能大幅度變化。
    ⑤軸封結(jié)構(gòu)  泵高速化的另一難題是軸封可靠性。該泵的特點(diǎn)是無論泵排出壓力多高,軸封壓力總是接近泵的入口壓力。第一級軸封用單端面平衡型機(jī)械密封,第二級機(jī)械密封為串聯(lián)式平衡型。該泵葉輪為懸臂式支撐,葉輪輕,流體的徑向力也小,葉輪的懸臂又很小,因此泵軸較細(xì),減小了密封面的P穢值。為避免高速回轉(zhuǎn)離心力對機(jī)械密封的不利影響,只有動環(huán)是回轉(zhuǎn)的。機(jī)械密封的沖洗液用冷凝水,沖洗系統(tǒng)中設(shè)置壓差調(diào)節(jié)閥,自動控制泵開停車和運(yùn)行中,冷凝水壓力和軸封腔壓力的差值穩(wěn)定。
    ⑥軸承  徑向軸承用滑動軸承,推力軸承用可傾瓦型,附設(shè)潤滑油系統(tǒng)、軸振動和軸位移監(jiān)測系統(tǒng)和軸承溫度監(jiān)測系統(tǒng),確保高速機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性。
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