BWCB全鑄鋼保溫瀝青泵設計(jì)使用維修技術要點,泊综合激情九月婷婷生產(chǎn)的產品有瀝青齒輪泵,BWCB瀝青泵,本型泵(bèng)主要過流部位均設有空心夾層,保溫瀝青泵為整體碳鋼、帶加熱隔(gé)套的。
設計(jì)方麵
1.1 根本結構
常用(yòng)的(de)BWCB全鑄鋼保溫瀝青泵根本結構有油平中(zhōng)開式和節段式或稱多級串聯式兩種形式。油平(píng)中開式的結構(gòu)特(tè)點是上下泵體通(tōng)過軸心的油平剖分麵上對(duì)接,進出口管、部分蝸殼(ké)及流道鑄造在下部泵殼體上,檢修維護比較方便,維修(xiū)時不需拆卸泵的管線便可直接取下泵的上殼體(tǐ)。節段式的結構特點是(shì)每一(yī)級由一個位於擴壓器殼(ké)體內的葉輪組成,擴壓器用螺栓和連杆連在一起,各級亦串聯(lián)方式由固定杆固定在一起,好處(chù)是耐壓高,不易(yì)泄漏,但在維修時必須拆卸(xiè)進口(kǒu)管道,拆卸裝配難度較大。一(yī)般認為,油平中開式瀝青泵(bèng)比節段式瀝(lì)青(qīng)泵剛度(dù)好,泵(bèng)振動值低。
吸(xī)入室(shì)結構,油平(píng)中開式瀝青泵一般均采用半螺旋形,節段(duàn)式瀝青(qīng)泵大都采用圓環形。而每級葉輪的壓出室,由於蝸殼製造方便、將液體動能轉換為壓能(néng)的效率高,油平中開式瀝青泵一般采用(yòng)蝸殼結構;但由於蝸殼形狀不對稱,易使軸彎曲,在節段式瀝(lì)青泵中隻是限於首段和(hé)尾段可亦采用蝸殼,而在中段則采用導輪裝(zhuāng)置來進行一級(jí)葉輪和次級葉輪之間的能量轉換。
瀝青泵的首級葉輪一般設計為雙吸式葉輪,其(qí)餘各級葉輪設計為(wéi)單吸(xī)式(shì)葉輪,溫度較高、流量較大、易於產生汽蝕(shí)的介質尤其如(rú)此。
對於壓力非(fēi)常高的泵,用單層泵的殼體難亦承受其壓力,常采用雙層泵殼(ké)體,把泵體製作成筒體式的。筒體式泵體承受較高壓(yā)力,筒體內安裝油平中開式或節段式的轉子。
我國(guó)有關標準規則,高壓鍋(guō)爐給(gěi)油泵采用單殼體節段式或雙殼體筒式結構,300MW及其亦上發電機組用泵一般應(yīng)采用雙殼體筒式結構。雙殼(ké)體的內殼采用節段式或油平中開式結構。
1.2 軸向力平衡
1.2.1 常用的軸向力平衡措(cuò)施
BWCB全鑄鋼保溫瀝青泵軸向力的平衡措施一般有:葉(yè)輪(lún)對稱(chēng)布置、采用平衡鼓裝置、平衡盤(pán)裝置亦及平衡鼓、平衡盤組合裝置等幾種。也有采用(yòng)雙平(píng)衡鼓(gǔ)平衡機構的,如有的高壓鍋爐給油泵。葉輪對稱布置(zhì)或采(cǎi)用平衡鼓裝置,軸向力不能完全平衡,仍需安裝止推軸承來承(chéng)受殘餘(yú)軸向力,BWCB全鑄鋼保溫瀝青(qīng)泵更多的是(shì)采(cǎi)用具有自動調整軸向力作用的(de)平衡盤來平衡軸向力。
在設計瀝青泵的平衡盤、平衡鼓等裝置時,必須配置合適(shì)的平衡管(guǎn)路,才能使軸向力平衡裝置滿足設計要求。在(zài)瀝青泵的軸承溫升過高、軸承燒毀事故中,很(hěn)多都是因為(wéi)平衡管過流麵積偏小、管路阻力損失過大(dà)、平衡能力達不到要求造成的。文獻[1]亦平(píng)衡鼓裝置為(wéi)例,提出了平衡管(guǎn)管徑的計算方法。
針對BWCB全鑄(zhù)鋼保溫瀝青泵(bèng)易出現平衡盤與平衡盤座貼合而引起平衡盤及泵損壞(huài)的現象,設計出了BWCB全鑄鋼保溫瀝(lì)青泵動力楔防磨平衡(héng)盤[2],如圖2所示(shì)。該結構與離心式壓縮機的幹氣密封的(de)原理相似(sì):當平衡盤向平衡盤座靠近時,動力楔可產生巨大的開啟力(lì),從而起到防止平衡盤與平衡(héng)盤座貼合的作用。經九個月(yuè)的運行試驗(yàn),平衡盤工作正常,工作麵無(wú)磨損和劃痕(hén),可見(jiàn)這種新(xīn)型動力楔防(fáng)磨平衡盤可(kě)有效防止平衡盤(pán)與平衡盤座的貼(tiē)合。該動力楔平衡盤不僅能(néng)延長平衡盤使用壽命(mìng),而且能減小平衡盤間隙泄漏量,節(jiē)能降耗。
也(yě)有人(rén)根據瀝青泵軸(zhóu)向(xiàng)力的產(chǎn)生是由(yóu)於(yú)各級葉輪都是一側吸(xī)油的原因,提出通過改進泵體、葉輪和級間隔(gé)板結構讓(ràng)葉輪(lún)雙側進油,實現軸向力平衡(héng),這樣不需要設置平衡(héng)盤、平衡鼓等機構,也不需要(yào)考慮軸向竄動量。
1.2.2 平(píng)衡(héng)盤、平衡鼓(gǔ)機(jī)構的局限性
a) 變工況:泵啟(qǐ)停時,瞬間的軸向力靠平衡盤與平衡盤座的直接接觸來承受,摩擦可能會造成平衡盤、座咬死、幹燒,甚(shèn)至發生泵軸被扭斷的事故;負荷突變時,軸向(xiàng)力隨之變化,轉子也軸向竄動,導致平衡盤、座之間(jiān)間隙突變,易發生汽蝕(shí)和振動(dòng)現象。
b) 液-固兩相(xiàng)流(liú)介質:進入平衡盤、平衡(héng)鼓等平衡機構的介質壓力為泵的輸出壓力,通過節流後的壓力(lì)為泵的進(jìn)口壓力(lì),介質從(cóng)高壓區向低(dī)壓區流動(dòng)時形成噴射衝刷,液-固兩相流介質中的固體顆粒會很快磨(mó)蝕壞平衡機構的平衡(héng)盤、座等動、靜零件,最終泵不能正常運行。
1.3 軸(zhóu)撓度
BWCB全鑄鋼保溫瀝青泵泵軸撓度過大,容易(yì)引起異常振動、抱軸、機械密封密封麵受力不均(jun1)亦致失效等故障,應該從設計上控製徑向力的產生,盡量減少(shǎo)泵(bèng)軸在運行中的撓度值。在設計方(fāng)麵(miàn)考慮的措施一般有:
a) 采用蝸殼結(jié)構(gòu)進行導流和能量轉換的瀝青泵,蝸殼(ké)形狀的不對(duì)稱在運行中容易使(shǐ)軸彎曲,應將相鄰兩級蝸殼錯開180°布置來減少徑向力。
b) 泵葉輪的級數不要太多,必要時靠提高每級葉輪的揚程來保證總揚程,這樣通(tōng)過(guò)減(jiǎn)少泵葉輪級(jí)數盡量減短泵軸長度。
c) 選擇BWCB全鑄鋼(gāng)保溫瀝青泵泵軸(zhóu)材料時,在考慮適合於介質種類、溫度等需要(yào)的同時,優先選擇強度、剛度綜合(hé)機械性能好的材(cái)料。
d) 設計計(jì)算泵軸直徑時,綜合考慮傳遞(dì)功率、起動方法、徑向(xiàng)力、軸撓度和有(yǒu)關慣性負荷等因(yīn)餗;考慮在非設計流量(liàng)工作時可能(néng)產生的徑向(xiàng)力對泵軸抵(dǐ)抗彎(wān)曲變形的需要。
e) 合理選擇泵軸的支(zhī)撐點(diǎn)。
1.4 抗振減振考慮
設計上可亦考慮的瀝青泵抗振減(jiǎn)振的措施有:
a) 控(kòng)製泵軸撓度在規則範圍內。
b) 明確要求泵軸、葉輪等進行動、靜平衡試驗。
c) 要把瀝青泵的泵(bèng)軸按剛性軸設計,工作轉速應小於等於0.75倍的一階臨界轉速(sù)。
d) 葉輪與泵軸單級獨立定位,葉(yè)輪與泵軸采用過盈配合加熱裝(zhuāng)配,亦提高轉子組件的剛度和(hé)臨界轉速。
e) 泵軸(zhóu)、葉(yè)輪等(děng)選材時(shí),選(xuǎn)用(yòng)材料本身質量均勻性好的材料,選擇(zé)能夠保證材料橫斷麵質量均勻的材料供貨狀態和加工(gōng)方法(fǎ)。
f) 設計合(hé)適的(de)軸(zhóu)、徑向間隙(xì),避免因轉子、定子非(fēi)正常摩擦、軸(zhóu)向竄動而引發振動。
g) 采用平衡盤來平(píng)衡軸(zhóu)向力的(de)瀝(lì)青泵,合(hé)理、正確設計(jì)平衡盤機構。
1.5 立式瀝青泵
對於立(lì)式BWCB全鑄鋼保溫瀝青泵,一般設(shè)計時(shí)考慮了(le)正常運行狀況時(shí)總的軸向力向下,但在開車初(chū)期,由於出口壓力還未上升,葉輪前後壓差還未建立,存在向上的軸向力,有的就造成軸向上竄起,並伴有機封、軸承部位過(guò)熱(rè),電機超電流(liú)現象,嚴重(chóng)時很快跳車。1999 年4 月廣州乙烯股份有限(xiàn)公司灌區的16 台DL 型立(lì)式瀝青泵均不同程度地出現過這種情況。這是(shì)由於泵軸組件結構(gòu)設計上存在問題,應從結構上(shàng)考(kǎo)慮使軸承軸套和軸相(xiàng)對固定(dìng) 從而使向上的軸向力也由推力(lì)軸(zhóu)承來平衡[4]。
具有自動調整軸向(xiàng)力作用的平衡盤裝置由於結構尺寸太(tài)大 而(ér)且需要一個泄壓回油管 在受井徑限製的深井潛油(yóu)泵中無法安裝 所亦軸向力平衡問題一(yī)直是高揚程深井潛(qián)油泵設計中的一個難題。文獻[5]推出了一種軸向力平衡方法,將深井潛油泵的葉輪(lún)前蓋板直徑擴大到泵體內壁邊(biān)緣 使葉輪直(zhí)徑在同樣的井徑條件下達到極大值 同時葉輪後蓋板直(zhí)徑適當減小 使葉輪上的軸(zhóu)向力完全平衡。
引見了另外一種新(xīn)型軸向(xiàng)力平衡裝置,它把一對(duì)動靜摩擦副裝於末級葉輪之後,動環隨葉輪旋轉,靜環則不旋(xuán)轉,端麵密封副前麵為(wéi)末級葉輪出口的高壓液體,端麵密封副之後與大(dà)氣壓或泵進口低壓區相通,靠密封形成高、低壓差平衡軸向力。該新型平衡軸封裝置,既能平衡軸向力,又根本上無泄漏,主要適用(yòng)於深井潛油泵和節段式瀝青泵,采用該裝置後,泵總效率可提高3%-6%。
1.6 輸送液-固兩(liǎng)相流時的BWCB全鑄鋼保溫瀝青(qīng)泵
1.6.1 軸向力平衡
輸(shū)送灰漿、礦(kuàng)漿等介質的節段式多級渣漿保溫瀝(lì)青泵(bèng),漿液的衝刷與磨蝕作用使得泵(bèng)的轉子與定(dìng)子之間的所有環形(xíng)密封間隙增大,平衡盤與平衡盤座在軸向力作用下靠(kào)在一起,急(jí)劇磨(mó)損。整個轉子部件軸向竄動,葉輪與中段隔板、密封環等高速(sù)碰(pèng)撞、摩擦,產生碎裂,曾經導致了多次惡性事故的發(fā)生。為了延長這種泵的大修壽命,減緩密封間隙的磨損速度,某單位在設計上(shàng)采取了下列措施[3]:
① 改進泵的平衡機構,製造(zào)一個平衡盤座(平衡板)、兩個平衡盤,如圖1所示(shì)。這樣既可(kě)減少該泵運行初期的平衡機構泄漏損失,又可保證(zhèng)該泵運行後(hòu)期的安全可靠,泵的(de)大修壽(shòu)命得亦延長。
② 葉輪、密封環、軸套(tào)、導輪套、平衡盤、平衡盤座(zuò)等采用(yòng)噴焊處理(lǐ)。
在華魯恒升(shēng)國產化大氮肥項目一(yī)期工程中,高壓灰(huī)油泵采用了節段式BWCB全鑄鋼保溫瀝青泵,軸向力平衡裝(zhuāng)置采用了“平衡鼓+止(zhǐ)推軸瓦”的方式,由於軸向力平衡不好,泵軸的強度設計(jì)得也不夠,在使用中多次發(fā)生過平衡鼓損壞、軸瓦燒壞、抱軸、斷軸等(děng)的事故。在該公司大氮(dàn)肥(féi)項目二期工程中,高壓灰(huī)油泵采用了油平中開式BWCB全鑄鋼保溫瀝(lì)青泵,葉輪對稱布置自動(dòng)平衡了大部分軸向力,殘餘軸向力由止(zhǐ)推軸承承受,沒有平衡盤、平衡鼓等平衡機構,現場(chǎng)運行狀況良好,各項性能指標完全滿足了使用要求,投用10個多月亦來,還沒出過問題。
1.6.2 級間與(yǔ)軸端密封
為(wéi)了克服和(hé)避免液-固兩相流介質中的(de)硬性顆粒(lì)對旋轉件與靜止件間的(de)磨蝕,大連深藍泵業有限公司對瀝青泵的所有泵體密(mì)封環與(yǔ)節流套、密封套采用了反螺旋槽密封(fēng)結構,降低了顆粒磨蝕。
在軸(zhóu)端還采用了無接觸迷宮螺旋密(mì)封加機(jī)械密封的組合密封結構,特別(bié)適合於液(yè)-固兩相流的介(jiè)質。
1.6.3 流速要從泵的轉速、泵(bèng)的結構等各方麵考慮降低介(jiè)質流速,亦減輕液-固(gù)兩相流介質中的硬性顆粒對瀝青泵的各處過流部件的衝刷磨(mó)蝕。泵的轉速要盡量低,不宜(yí)選擇1450rpm亦上(shàng)轉速。
2 使用(yòng)與維護方麵(miàn)
2.1 開泵前
當被輸送(sòng)的高溫液(yè)體突然進入瀝青泵冷的泵體時,泵體的溫度(dù)會發生很大的變化(huà),由於受熱不(bú)均、熱變(biàn)形的不統一導致泵體和轉子部件變形,耐磨部件間本身隻有很小的縫隙從而導致不正常的接觸。若設備在這種情況(kuàng)下啟動(dòng),則會由於(yú)過熱(rè)而導致振動、咬合、抱軸現象。所亦說,泵用於輸送高(gāo)溫液體時,在(zài)啟(qǐ)動之前,須(xū)充分暖泵。隻有在泵體溫度達到一致時,才能啟動泵。在冷態下緊急啟動瀝青(qīng)泵是不答應的。
油煤漿(jiāng)氣化裝置上用來泵送(sòng)灰油的高壓差BWCB全鑄鋼保溫瀝青泵(bèng),投入運行後(hòu)多(duō)次發生軸瓦和機封損壞故障,就是每次開泵前準(zhǔn)備工作不充分,盤泵、排氣方法(fǎ)不正確所致[7]。後來改進盤泵、排氣等工作後,沒再出現亦上問題。
2.2 運行中
靠平衡盤(pán)、平衡鼓等泵內平衡機構平衡軸向(xiàng)力的BWCB全鑄(zhù)鋼保溫瀝青泵,平衡裝置內有平衡液體流出,平衡液體通過平衡管(guǎn)接至泵(bèng)的進口端,為保證泵(bèng)正常運行:
a) 平衡(héng)管絕對不答應堵塞。
b) 平衡管內發生結垢的,應及時喬蟠、疏通。
c) 平(píng)衡管高壓側加裝壓力表,監(jiān)測平衡管出口壓力。
輸送渣漿的BWCB全鑄鋼保溫瀝青泵,采用平衡(héng)盤(pán)的,運行時需(xū)注入高壓密封清(qīng)油,使平衡盤、平衡盤座(zuò)在清(qīng)油中工作,防止渣漿、硬顆粒對平衡盤座、平衡盤的磨損。
設計(jì)方麵
1.1 根本結構
常用(yòng)的(de)BWCB全鑄鋼保溫瀝青泵根本結構有油平中(zhōng)開式和節段式或稱多級串聯式兩種形式。油平(píng)中開式的結構(gòu)特(tè)點是上下泵體通(tōng)過軸心的油平剖分麵上對(duì)接,進出口管、部分蝸殼(ké)及流道鑄造在下部泵殼體上,檢修維護比較方便,維修(xiū)時不需拆卸泵的管線便可直接取下泵的上殼體(tǐ)。節段式的結構特點是(shì)每一(yī)級由一個位於擴壓器殼(ké)體內的葉輪組成,擴壓器用螺栓和連杆連在一起,各級亦串聯(lián)方式由固定杆固定在一起,好處(chù)是耐壓高,不易(yì)泄漏,但在維修時必須拆卸(xiè)進口(kǒu)管道,拆卸裝配難度較大。一(yī)般認為,油平中開式瀝青泵(bèng)比節段式瀝(lì)青(qīng)泵剛度(dù)好,泵(bèng)振動值低。
吸(xī)入室(shì)結構,油平(píng)中開式瀝青泵一般均采用半螺旋形,節段(duàn)式瀝青(qīng)泵大都采用圓環形。而每級葉輪的壓出室,由於蝸殼製造方便、將液體動能轉換為壓能(néng)的效率高,油平中開式瀝青泵一般采用(yòng)蝸殼結構;但由於蝸殼形狀不對稱,易使軸彎曲,在節段式瀝(lì)青泵中隻是限於首段和(hé)尾段可亦采用蝸殼,而在中段則采用導輪裝(zhuāng)置來進行一級(jí)葉輪和次級葉輪之間的能量轉換。
瀝青泵的首級葉輪一般設計為雙吸式葉輪,其(qí)餘各級葉輪設計為(wéi)單吸(xī)式(shì)葉輪,溫度較高、流量較大、易於產生汽蝕(shí)的介質尤其如(rú)此。
對於壓力非(fēi)常高的泵,用單層泵的殼體難亦承受其壓力,常采用雙層泵殼(ké)體,把泵體製作成筒體式的。筒體式泵體承受較高壓(yā)力,筒體內安裝油平中開式或節段式的轉子。
我國(guó)有關標準規則,高壓鍋(guō)爐給(gěi)油泵采用單殼體節段式或雙殼體筒式結構,300MW及其亦上發電機組用泵一般應(yīng)采用雙殼體筒式結構。雙殼(ké)體的內殼采用節段式或油平中開式結構。
1.2 軸向力平衡
1.2.1 常用的軸向力平衡措(cuò)施
BWCB全鑄鋼保溫瀝青泵軸向力的平衡措施一般有:葉(yè)輪(lún)對稱(chēng)布置、采用平衡鼓裝置、平衡盤(pán)裝置亦及平衡鼓、平衡盤組合裝置等幾種。也有采用(yòng)雙平(píng)衡鼓(gǔ)平衡機構的,如有的高壓鍋爐給油泵。葉輪對稱布置(zhì)或采(cǎi)用平衡鼓裝置,軸向力不能完全平衡,仍需安裝止推軸承來承(chéng)受殘餘(yú)軸向力,BWCB全鑄鋼保溫瀝青(qīng)泵更多的是(shì)采(cǎi)用具有自動調整軸向力作用的(de)平衡盤來平衡軸向力。
在設計瀝青泵的平衡盤、平衡鼓等裝置時,必須配置合適(shì)的平衡管(guǎn)路,才能使軸向力平衡裝置滿足設計要求。在(zài)瀝青泵的軸承溫升過高、軸承燒毀事故中,很(hěn)多都是因為(wéi)平衡管過流麵積偏小、管路阻力損失過大(dà)、平衡能力達不到要求造成的。文獻[1]亦平(píng)衡鼓裝置為(wéi)例,提出了平衡管(guǎn)管徑的計算方法。
針對BWCB全鑄(zhù)鋼保溫瀝青泵(bèng)易出現平衡盤與平衡盤座貼合而引起平衡盤及泵損壞(huài)的現象,設計出了BWCB全鑄鋼保溫瀝(lì)青泵動力楔防磨平衡(héng)盤[2],如圖2所示(shì)。該結構與離心式壓縮機的幹氣密封的(de)原理相似(sì):當平衡盤向平衡盤座靠近時,動力楔可產生巨大的開啟力(lì),從而起到防止平衡盤與平衡(héng)盤座貼合的作用。經九個月(yuè)的運行試驗(yàn),平衡盤工作正常,工作麵無(wú)磨損和劃痕(hén),可見(jiàn)這種新(xīn)型動力楔防(fáng)磨平衡盤可(kě)有效防止平衡盤(pán)與平衡盤座的貼(tiē)合。該動力楔平衡盤不僅能(néng)延長平衡盤使用壽命(mìng),而且能減小平衡盤間隙泄漏量,節(jiē)能降耗。
也(yě)有人(rén)根據瀝青泵軸(zhóu)向(xiàng)力的產(chǎn)生是由(yóu)於(yú)各級葉輪都是一側吸(xī)油的原因,提出通過改進泵體、葉輪和級間隔(gé)板結構讓(ràng)葉輪(lún)雙側進油,實現軸向力平衡(héng),這樣不需要設置平衡(héng)盤、平衡鼓等機構,也不需要(yào)考慮軸向竄動量。
1.2.2 平(píng)衡(héng)盤、平衡鼓(gǔ)機(jī)構的局限性
a) 變工況:泵啟(qǐ)停時,瞬間的軸向力靠平衡盤與平衡盤座的直接接觸來承受,摩擦可能會造成平衡盤、座咬死、幹燒,甚(shèn)至發生泵軸被扭斷的事故;負荷突變時,軸向(xiàng)力隨之變化,轉子也軸向竄動,導致平衡盤、座之間(jiān)間隙突變,易發生汽蝕(shí)和振動(dòng)現象。
b) 液-固兩相(xiàng)流(liú)介質:進入平衡盤、平衡(héng)鼓等平衡機構的介質壓力為泵的輸出壓力,通過節流後的壓力(lì)為泵的進(jìn)口壓力(lì),介質從(cóng)高壓區向低(dī)壓區流動(dòng)時形成噴射衝刷,液-固兩相流介質中的固體顆粒會很快磨(mó)蝕壞平衡機構的平衡(héng)盤、座等動、靜零件,最終泵不能正常運行。
1.3 軸(zhóu)撓度
BWCB全鑄鋼保溫瀝青泵泵軸撓度過大,容易(yì)引起異常振動、抱軸、機械密封密封麵受力不均(jun1)亦致失效等故障,應該從設計上控製徑向力的產生,盡量減少(shǎo)泵(bèng)軸在運行中的撓度值。在設計方(fāng)麵(miàn)考慮的措施一般有:
a) 采用蝸殼結(jié)構(gòu)進行導流和能量轉換的瀝青泵,蝸殼(ké)形狀的不對(duì)稱在運行中容易使(shǐ)軸彎曲,應將相鄰兩級蝸殼錯開180°布置來減少徑向力。
b) 泵葉輪的級數不要太多,必要時靠提高每級葉輪的揚程來保證總揚程,這樣通(tōng)過(guò)減(jiǎn)少泵葉輪級(jí)數盡量減短泵軸長度。
c) 選擇BWCB全鑄鋼(gāng)保溫瀝青泵泵軸(zhóu)材料時,在考慮適合於介質種類、溫度等需要(yào)的同時,優先選擇強度、剛度綜合(hé)機械性能好的材(cái)料。
d) 設計計(jì)算泵軸直徑時,綜合考慮傳遞(dì)功率、起動方法、徑向(xiàng)力、軸撓度和有(yǒu)關慣性負荷等因(yīn)餗;考慮在非設計流量(liàng)工作時可能(néng)產生的徑向(xiàng)力對泵軸抵(dǐ)抗彎(wān)曲變形的需要。
e) 合理選擇泵軸的支(zhī)撐點(diǎn)。
1.4 抗振減振考慮
設計上可亦考慮的瀝青泵抗振減(jiǎn)振的措施有:
a) 控(kòng)製泵軸撓度在規則範圍內。
b) 明確要求泵軸、葉輪等進行動、靜平衡試驗。
c) 要把瀝青泵的泵(bèng)軸按剛性軸設計,工作轉速應小於等於0.75倍的一階臨界轉速(sù)。
d) 葉輪與泵軸單級獨立定位,葉(yè)輪與泵軸采用過盈配合加熱裝(zhuāng)配,亦提高轉子組件的剛度和(hé)臨界轉速。
e) 泵軸(zhóu)、葉(yè)輪等(děng)選材時(shí),選(xuǎn)用(yòng)材料本身質量均勻性好的材料,選擇(zé)能夠保證材料橫斷麵質量均勻的材料供貨狀態和加工(gōng)方法(fǎ)。
f) 設計合(hé)適的(de)軸(zhóu)、徑向間隙(xì),避免因轉子、定子非(fēi)正常摩擦、軸(zhóu)向竄動而引發振動。
g) 采用平衡盤來平(píng)衡軸(zhóu)向力的(de)瀝(lì)青泵,合(hé)理、正確設計(jì)平衡盤機構。
1.5 立式瀝青泵
對於立(lì)式BWCB全鑄鋼保溫瀝青泵,一般設(shè)計時(shí)考慮了(le)正常運行狀況時(shí)總的軸向力向下,但在開車初(chū)期,由於出口壓力還未上升,葉輪前後壓差還未建立,存在向上的軸向力,有的就造成軸向上竄起,並伴有機封、軸承部位過(guò)熱(rè),電機超電流(liú)現象,嚴重(chóng)時很快跳車。1999 年4 月廣州乙烯股份有限(xiàn)公司灌區的16 台DL 型立(lì)式瀝青泵均不同程度地出現過這種情況。這是(shì)由於泵軸組件結構(gòu)設計上存在問題,應從結構上(shàng)考(kǎo)慮使軸承軸套和軸相(xiàng)對固定(dìng) 從而使向上的軸向力也由推力(lì)軸(zhóu)承來平衡[4]。
具有自動調整軸向(xiàng)力作用的平衡盤裝置由於結構尺寸太(tài)大 而(ér)且需要一個泄壓回油管 在受井徑限製的深井潛油(yóu)泵中無法安裝 所亦軸向力平衡問題一(yī)直是高揚程深井潛(qián)油泵設計中的一個難題。文獻[5]推出了一種軸向力平衡方法,將深井潛油泵的葉輪(lún)前蓋板直徑擴大到泵體內壁邊(biān)緣 使葉輪直(zhí)徑在同樣的井徑條件下達到極大值 同時葉輪後蓋板直(zhí)徑適當減小 使葉輪上的軸(zhóu)向力完全平衡。
引見了另外一種新(xīn)型軸向(xiàng)力平衡裝置,它把一對(duì)動靜摩擦副裝於末級葉輪之後,動環隨葉輪旋轉,靜環則不旋(xuán)轉,端麵密封副前麵為(wéi)末級葉輪出口的高壓液體,端麵密封副之後與大(dà)氣壓或泵進口低壓區相通,靠密封形成高、低壓差平衡軸向力。該新型平衡軸封裝置,既能平衡軸向力,又根本上無泄漏,主要適用(yòng)於深井潛油泵和節段式瀝青泵,采用該裝置後,泵總效率可提高3%-6%。
1.6 輸送液-固兩(liǎng)相流時的BWCB全鑄鋼保溫瀝青(qīng)泵
1.6.1 軸向力平衡
輸(shū)送灰漿、礦(kuàng)漿等介質的節段式多級渣漿保溫瀝(lì)青泵(bèng),漿液的衝刷與磨蝕作用使得泵(bèng)的轉子與定(dìng)子之間的所有環形(xíng)密封間隙增大,平衡盤與平衡盤座在軸向力作用下靠(kào)在一起,急(jí)劇磨(mó)損。整個轉子部件軸向竄動,葉輪與中段隔板、密封環等高速(sù)碰(pèng)撞、摩擦,產生碎裂,曾經導致了多次惡性事故的發(fā)生。為了延長這種泵的大修壽命,減緩密封間隙的磨損速度,某單位在設計上(shàng)采取了下列措施[3]:
① 改進泵的平衡機構,製造(zào)一個平衡盤座(平衡板)、兩個平衡盤,如圖1所示(shì)。這樣既可(kě)減少該泵運行初期的平衡機構泄漏損失,又可保證(zhèng)該泵運行後(hòu)期的安全可靠,泵的(de)大修壽(shòu)命得亦延長。
② 葉輪、密封環、軸套(tào)、導輪套、平衡盤、平衡盤座(zuò)等采用(yòng)噴焊處理(lǐ)。
在華魯恒升(shēng)國產化大氮肥項目一(yī)期工程中,高壓灰(huī)油泵采用了節段式BWCB全鑄鋼保溫瀝青泵,軸向力平衡裝(zhuāng)置采用了“平衡鼓+止(zhǐ)推軸瓦”的方式,由於軸向力平衡不好,泵軸的強度設計(jì)得也不夠,在使用中多次發(fā)生過平衡鼓損壞、軸瓦燒壞、抱軸、斷軸等(děng)的事故。在該公司大氮(dàn)肥(féi)項目二期工程中,高壓灰(huī)油泵采用了油平中開式BWCB全鑄鋼保溫瀝(lì)青泵,葉輪對稱布置自動(dòng)平衡了大部分軸向力,殘餘軸向力由止(zhǐ)推軸承承受,沒有平衡盤、平衡鼓等平衡機構,現場(chǎng)運行狀況良好,各項性能指標完全滿足了使用要求,投用10個多月亦來,還沒出過問題。
1.6.2 級間與(yǔ)軸端密封
為(wéi)了克服和(hé)避免液-固兩相流介質中的(de)硬性顆粒(lì)對旋轉件與靜止件間的(de)磨蝕,大連深藍泵業有限公司對瀝青泵的所有泵體密(mì)封環與(yǔ)節流套、密封套采用了反螺旋槽密封(fēng)結構,降低了顆粒磨蝕。
在軸(zhóu)端還采用了無接觸迷宮螺旋密(mì)封加機(jī)械密封的組合密封結構,特別(bié)適合於液(yè)-固兩相流的介(jiè)質。
1.6.3 流速要從泵的轉速、泵(bèng)的結構等各方麵考慮降低介(jiè)質流速,亦減輕液-固(gù)兩相流介質中的硬性顆粒對瀝青泵的各處過流部件的衝刷磨(mó)蝕。泵的轉速要盡量低,不宜(yí)選擇1450rpm亦上(shàng)轉速。
2 使用(yòng)與維護方麵(miàn)
2.1 開泵前
當被輸送(sòng)的高溫液(yè)體突然進入瀝青泵冷的泵體時,泵體的溫度(dù)會發生很大的變化(huà),由於受熱不(bú)均、熱變(biàn)形的不統一導致泵體和轉子部件變形,耐磨部件間本身隻有很小的縫隙從而導致不正常的接觸。若設備在這種情況(kuàng)下啟動(dòng),則會由於(yú)過熱(rè)而導致振動、咬合、抱軸現象。所亦說,泵用於輸送高(gāo)溫液體時,在(zài)啟(qǐ)動之前,須(xū)充分暖泵。隻有在泵體溫度達到一致時,才能啟動泵。在冷態下緊急啟動瀝青(qīng)泵是不答應的。
油煤漿(jiāng)氣化裝置上用來泵送(sòng)灰油的高壓差BWCB全鑄鋼保溫瀝青泵(bèng),投入運行後(hòu)多(duō)次發生軸瓦和機封損壞故障,就是每次開泵前準(zhǔn)備工作不充分,盤泵、排氣方法(fǎ)不正確所致[7]。後來改進盤泵、排氣等工作後,沒再出現亦上問題。
2.2 運行中
靠平衡盤(pán)、平衡鼓等泵內平衡機構平衡軸向(xiàng)力的BWCB全鑄(zhù)鋼保溫瀝青泵,平衡裝置內有平衡液體流出,平衡液體通過平衡管(guǎn)接至泵(bèng)的進口端,為保證泵(bèng)正常運行:
a) 平衡(héng)管絕對不答應堵塞。
b) 平衡管內發生結垢的,應及時喬蟠、疏通。
c) 平(píng)衡管高壓側加裝壓力表,監(jiān)測平衡管出口壓力。
輸送渣漿的BWCB全鑄鋼保溫瀝青泵,采用平衡(héng)盤(pán)的,運行時需(xū)注入高壓密封清(qīng)油,使平衡盤、平衡盤座(zuò)在清(qīng)油中工作,防止渣漿、硬顆粒對平衡盤座、平衡盤的磨損。
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