乙烯石腦油泵轉子改造

第39卷增刊1石油化工設備Vol 39 Supplement 12010年8月PETR(-CHEMICAL EQUIPMENTAug.2010文章編號: 1000-7466(2010)增刊1-0085-04乙烯石腦油泵轉子改造唐征，徐功英，馬風(fēng)龍(中國石油獨山子石化公司乙烯廠(chǎng)，新疆獨山子833600)摘要:結合乙烯裝置石腦油泵流量超出系統需求流量的現狀,理論結合實(shí)際,通過(guò)切割葉輪的方法改造轉子使泵流量下降達到系統要求,解決了系統流量超額帶來(lái)的系統憋壓、抽空和效率低等問(wèn)題。關(guān)鍵詞:離心泵;流量;葉輪;切制定律;改造中圖分類(lèi)號: TE 964文獻標志碼: BModification of Naphtha Pump Rotor in Ethylene PlantTANG Zheng, XU Gongying, MA Feng-long(Dushanzi Petrochemical Company of CNPC, Dushanzi 833600， China)Abstract: Based on the situation that the flow rate of the naphtha pump in the ethylene plantwent beyond the required flow rate of the system and combining the theory with the fact, thepump rotor was modified by cutting the impellers to reduce the flow rate to meet the system re-quirement. Problems caused by over flow rate, such as solved suppression, evacuation and lowerefficiency of the system, were solved.Key words: centrifugal pump; flow rate; impeller; cutting law; modification延長(cháng)螺栓運行周期,確保下次大修檢修順利進(jìn)行,對究[J].熱加II藝,2005 ,34(12);74-75.7EH-11汽輪機螺栓制定了專(zhuān)門(mén)的使用前及運行中[7] 王志坤.王春生.楊玉成,等. 板式蒸發(fā)空冷器在汽輪的技術(shù)檔案,對同類(lèi)設備具有借鑒意義。.機凝汽系統的應用[J].石油化工設備，2009, 38(2); .79-81.參考文獻:[8]許宏 飛,張永信,李貴才,等.高強度螺栓斷裂的SEM分析[D].理化檢驗(物理分冊)206,1)-31-33.[1]慕希豹.壓縮富氣冷卻器浮頭螺栓斷裂失效分析[J].[9]徐越蘭,王建平。 高強度螺栓失效分析[J].機械制造石油化工設備,2006.35(4) :83-84.與自動(dòng)化2003,32(4) :28-29.2] DL 439- -91,火力發(fā)電廠(chǎng)高溫緊固件技術(shù)導則[S].3]陳平,郝天才,何 卉,等.新型快開(kāi)式D形螺栓C[10]陳榮利,鄒建東,陳滿(mǎn),等. 板式空冷凝汽器在汽輪形環(huán)密封結構及強度分析[J].石油化工設備,2008,37機乏汽冷凝系統中的應用[J]。石油化I設備,2008,37(6):76-78.(4) :28-83.4] 周禮泉.大功率汽輪機檢修[M].北京:中國電力出版[11]王景茹,焦衛東,楊柯,等. 壓縮機氣缸蓋螺栓斯裂原因分析[J].金屬熱處理.2004.(3):60-63.社,1997.5]邢曉林.雙錐巒封螺栓可靠性?xún)?yōu)化設計及MATLAB[12]楊開(kāi)春,趙國兵.換熱器小浮頭螺栓斷裂失效分析[J].化工設計,2002 ,(2) :49-52,4.算法求解[J].石油化工設備,2008,37<6):46-51.(張編)6]江國棟,洪茂林.汽缸M120高溫螺栓失效機理的研中國煤化工收稿日期: 2010-02-08MHCNMHG作者簡(jiǎn)介:唐征(1969-),男 ,新疆克拉瑪依市人,工程師,學(xué)士,主要從事f細化工儀備冒埋上作?！?6.i油化工設備2010年第39卷某裝置拱頂罐區石腦油泵承拍著(zhù)向裂解爐反應體積流量90 m*/h的生產(chǎn)需求。器輸送燃料石腦油的重任。該系統原來(lái)用于輸送石由于2臺高速泵必須一直連續在接近額定流量腦油的為2臺立式高速離心泵(位號A.B),性能參的狀態(tài)下進(jìn)行超載工作,因此,會(huì )對設備造成較大的數見(jiàn)表1。自1995年裝置開(kāi)工,這2臺立式高速離損耗。此外,系統沒(méi)有備用機泵,一旦有一臺設備出心泵投人使用,其運行狀況十分正常,實(shí)際工作流量現故障檢修,就必須要降低裝置生產(chǎn)負荷,由此帶來(lái)分別為40 m*/h和45 m'/h,在設備一開(kāi)-備情況.不必要的物料浪費和運行壓力的贈加。在經(jīng)過(guò)多方下,也基本能夠滿(mǎn)足裝置所需要的流量為45~論證后,決定在石腦油輸送系統流程上,再增加1臺50 m*/h的生產(chǎn)要求，設備單臺機平均運行修周期雙支撐雙殼體多級離心泵(位號為C ),其工作參數在6個(gè)月以上。見(jiàn)表1。2005-03,由于生產(chǎn)需要,對該裝置進(jìn)行了改擴雙支撐雙殼體多級離心泵自2005-12中旬開(kāi)始建,在原有5臺小型裂解爐的基礎上又增加了2臺投入試運行。該泵投人運行后,在滿(mǎn)足高負荷生產(chǎn)大型爐子,使得裝置實(shí)際生產(chǎn)加工能力由12萬(wàn)t/a的情況下,即使有1臺高速泵處于故障檢修期,也可提高到22萬(wàn)t/a。這樣一來(lái),即使原有的2臺高速以保證至少有1臺備用機泵,極大緩解了2臺立式泵一起開(kāi),在正常工況下,用于輸送石腦油的實(shí)際工高速泵的連續運行壓力,確保了裝置正常生產(chǎn),創(chuàng )造作體積流量最多只有85 m'/h,達不到增產(chǎn)后系統了較好的經(jīng)濟效益。表13種石腦油泵基本工作參數額定流量實(shí)際流城 吸人/排出 工作溫度轉速功率位號設備名稱(chēng)型號規格/m’.h-L_ /m2●.h1 壓力/MPaC/rpm/kW密封形式立.式商逮離心泵LMV31150. 400.18~8.4002 95010機械密封立式商速GSB-L1/50/45051. 920.19~3.405離心泉C多級離心泵 HTD100-120X 4B100. 0085 ~902. 00~3. 6095060機械密封_1設備工作現狀和石腦油輸送系統的故障調整工藝以前一樣,只開(kāi)1臺多級離心泵,其最大實(shí)分析際流量只有90 m3 /h,即使再努力開(kāi)到額定流量,也只有100 m'/h,達不到現在110 m3/h的流量要求。1.1設備工作現狀[1]2007-10,根據生產(chǎn)要求調整了改造過(guò)的工藝操如果將1臺多級離心泵和1臺高速泵共同開(kāi),其供作，即要求7臺裂解爐全部滿(mǎn)負荷生產(chǎn),裝置實(shí)際加.應流量高達125~135 m*/h,又遠超過(guò)了系統所需，工能力從22萬(wàn)t/a提高到了24萬(wàn)t/a,石腦油輸送不但造成很大的資源浪費,而且使石腦油泵群工作系統的實(shí)際工作流量隨之增加到110 m'/h。這樣狀況極不穩定,工藝稍有波動(dòng),機泵就會(huì )出現噪音、就出現了單開(kāi)1臺多級離心泵泵流量不足,而再加.振動(dòng)甚至不能iE常運行的情況。為了保證裝置平穩生產(chǎn),有必要對該石腦油輸送開(kāi)1臺高速泵流量又超過(guò)需求的現狀,導致多級泵系統中的設備進(jìn)行改造。經(jīng)過(guò)分析和研究后最終確搶量、效率低、能耗大而高速泵憋壓泄漏、抽空和刷定對多級離心泵轉子葉輪進(jìn)行切割改造,即在現有基烈振動(dòng)等故障頻發(fā)。經(jīng)過(guò)統計，在使用多級離心泵礎.上,降低多級離心泵的流本，通過(guò)計算和調整使改泵之前,2臺高速泵的單機平均運行周期至少為6造后的設備流量達到石腦油輸送系統的要求。個(gè)月,而從2006年多級離心泵泵使用以來(lái),由于抽空、振動(dòng)大.密封泄漏等問(wèn)題的影響,造成高速泵的.2機泵流量調整單機運行周期縮短至3個(gè)月,不但對維修人員增加.2.1機泵流量 調整方法和選擇(←~6]了很多工作量,而且增加了檢修成本。-般來(lái)說(shuō).離心泵流址調整方法有3種方法:①1.2石腦 油輸送系統的故障分析[1~]根據切削定律切割葉輪外徑的方法。②泵出口加裝對新的石腦油輸送系統中3臺泵的流量情況進(jìn).再循環(huán)管線(xiàn)的方法。③配用調頻電機改變機泵轉速行分析后可以發(fā)現，系統需求流量為110 m'/h,每的方中國煤化工臺多級離心泵實(shí)際流量為85~90 m'/h,每臺高速M.出CNMHG,其優(yōu)點(diǎn)是所需花泵的實(shí)際流量為40~45 m*/h.如果按照2006-02費 成本攻少,勿了頭肥，以追可性高,而且不需調增刊1唐征,等:乙烯 石腦油泵轉子改造，87●整工藝,附加能最損失小,適合調整流量的范圍較3葉輪切割 量的計算[4]寬,根據生產(chǎn)需要可大可小,特別適用于化工生產(chǎn)。過(guò)p點(diǎn)的切割拋物線(xiàn)方程:方案②需要加裝再循環(huán)管線(xiàn),將使機泵長(cháng)期低效率運行,能耗過(guò)大,造成資源浪費,且容易導致離心泵H'=k,Q"=H;Q°=產(chǎn)生汽蝕。方案③要購買(mǎi)的調頻電機價(jià)格昂貴,且4. 56X10~*Q'結構復雜、檢維修困難。式中,H'為在切割拋物線(xiàn)上各點(diǎn)所對應的揚程,m;由于該石腦油輸送系統在以后的運行中流量值Q為在切割拋物線(xiàn)上各點(diǎn)所對應的體積流量，必須保持固定,技術(shù)組研究后采用方案①。m2/h.H,為原來(lái)額定工作點(diǎn)p對應的揚程,H,=2.2葉輪切割定律 和切割拋物線(xiàn)[7~12]456mm,Q,為工作點(diǎn)p對應的體積流量,Q, =離心泵在- -定轉速下,只有一條H-Q性能曲線(xiàn)100 m*/h,k,為p點(diǎn)常數,k, =0.0456。(即表示揚程流量之間具有一定對應關(guān)系的曲線(xiàn)，多級離心泵性能曲線(xiàn)和切割高效區示意圖見(jiàn)圖稱(chēng)之為HQ性能曲線(xiàn))。為了改變泵的工作范圍,2。由上式做出切割拋物線(xiàn),與切割后的H-Q曲線(xiàn)常常依據葉輪的切割定律中葉輪外徑與揚程之間的交于M點(diǎn)(圖2中兩條黑實(shí)線(xiàn)所示),其坐標為關(guān)系,通過(guò)計算切割葉輪外徑的方法得以實(shí)現。(101. 61.471.42),即Qm= 101.64 m'/h ,Hm =切割拋物線(xiàn)是指同一臺泵,在同- -個(gè)轉速下 ,葉471. 42 m,對應的工作效率加= 64.93%。輪有不同程度的切割時(shí)各對應工況點(diǎn)的軌跡,其表多級離心泵原來(lái)工作點(diǎn)p的參數Q,=達式為:1000 m'/h, H,=456 m,切割前葉輪直徑D2 =牛==k=常數305 mm.將p、M點(diǎn)的流量和揚程坐標值代入切割定律公式,計算出切割后的葉輪直徑為:式中,H為揚程,m; Q為體積流量,m'/h ;k 為常D.=OD2=數。上式說(shuō)明葉輪切割前后的揚程和流量的比例關(guān)10101.61x305=300.17mm系不變,即有下式成立:H=kQ或D.-/展D.=這是個(gè)過(guò)坐標原點(diǎn)的二次拋物線(xiàn)方程,稱(chēng)為切割拋物線(xiàn)。切割拋物線(xiàn)上的點(diǎn)是葉輪切割前后的對456 -.√471.36X 305= 299.98 mm應工況點(diǎn),但并不是相似工況,因為切割后葉輪的其式中，Hm為切割后曲線(xiàn)交點(diǎn)M對應的揚程他尺寸并沒(méi)有按同一比例縮小，切割前后葉輪并不471. 42 mm,Qm為切割后曲線(xiàn)交點(diǎn)M對應的流量保持幾何相似。當葉輪切割量不大時(shí),認為效率近101. 64 m2/h. D為葉輪切割取整后實(shí)際直徑,D、似相等,所以切割拋物線(xiàn)又稱(chēng)等效率曲線(xiàn)。做出該多級離心泵切割拋物線(xiàn)與其HQ性能曲為切割后葉輪理論計算直徑,D2為葉輪切割后直線(xiàn)見(jiàn)圖1。找到二者交點(diǎn)p(Hp,Q,),則其坐標參數徑,mm.為p(100,456),此即為該泵額定條件下的工作點(diǎn)。1000y-QH;=k,Q?70900f1000r切割拋物線(xiàn)50900-800 t700f700-s0600-=k,Q"P(100.456)主是600--40棗500400-_400-30300.H-Q 20300-20200i H,-Q100-/M(101.6、 471.4)140 1600 20406080100120140T6f中國煤化工Q/m'.h'MHCNMHGQ/m' .h圖1多級離心泵切割拋物線(xiàn)與HQ性能曲線(xiàn)示圖圖2多級離心泵性能曲線(xiàn)和切割高效區●88●石油化工設備2010年第39卷圖2中,兩條近似水平的曲線(xiàn)為可切割葉輪直表2改造前后設備性能 參數對比徑最大值D.x和最小值Dmin所對應的HQ性能曲名稱(chēng)多級泵流多級泵電多級泵T高速系工作多級泵出口線(xiàn),nQ曲線(xiàn)為效率流量性能曲線(xiàn);H2-Qz曲線(xiàn)是量/m3●hl 流/A 作效率/%_ 效奉/% 壓力/MPa切割后的葉輪直徑D2所對應的流量揚程性能曲改造前85~908064. 0043.5~3. 6改造后65~7520063. 74603.4~3.5線(xiàn);斜線(xiàn)所圖陰影部分,即為葉輪切割后多級離心泵下降值15~20300.260.1~0.2可以穩定運行的、最佳效率工作區域。上述所算葉輪切割直徑取值是否符合多級泵性能曲線(xiàn)的工作要件和人工費為9萬(wàn)元(改造后不到半年時(shí)間即可收求,還需進(jìn)行進(jìn)一步的復核校對?；赝顿Y)。②改善了系統運行狀況，避免了由于多級泵搶量造成高速泵抽空的隱患,同時(shí)使高速泵效率4葉輪切割后性 能復核[4]正常,提高了裝置系統的穩定性,改善了系統運行環(huán)4.1 理論驗證境。③保證了設備長(cháng)周期安穩運行,此項攻關(guān)改造根據HQ曲線(xiàn)的相似性,葉輪切割后性能曲線(xiàn)還在其它裝置類(lèi)似問(wèn)題上得到推廣應用,社會(huì )效益下降,切割后泵的H2-Qz曲線(xiàn)見(jiàn)圖2。此時(shí)的切割十分顯著(zhù)。拋物線(xiàn)方程為:6結語(yǔ)H'z=k,Q':*=HqQ'2'=從切割葉輪、調整流量人手,對離心泵運行工況進(jìn)行調節而達到設備在經(jīng)濟、合理工況區內運行的5.7X10~*Q'z式中,H2'為葉輪切割后在切割拋物線(xiàn)上各點(diǎn)所對目的,這是該系統實(shí)施技術(shù)進(jìn)步和節約能源的一條應的揚程,m;Q'為葉輪切割后在切割拋物線(xiàn)上各重要途徑。點(diǎn)所對應的體積流量,m2/h?？紤]到離心泵運行經(jīng)濟性,要求泵在較高的效參考文獻:率范圍內工作,由圖2可以清楚的看出,葉輪切割后1] 杜剛,王雅萌.多級離心泵常見(jiàn)故障分析與維修[J].石油化T設備,2009 ,38(增) ;101-104.工作點(diǎn)在切割高效工作區內,且效率近似相等,多級2] 薛敦松,昊宗樣.石油化工廠(chǎng)設備檢修手冊[M].北離心泵的額定流量下降至83.3 m'/h左右，曲線(xiàn)對京:中國石化出版社,000.應實(shí)際工作流量應為65~75 m2/h,基本符合系統[3]仁曉善. 化工機械維修手冊[M].沈陽(yáng):化工工業(yè)出版流量需求。社,1998.4.2改造后實(shí)際效果[4]沈慶根. 化工機器故障診斷技術(shù)[M].杭州:浙江大學(xué)2008-07-02,該泵改造后回裝試車(chē),各項數據正出版杜，2001.常,因在實(shí)際中無(wú)法直接測量流量,只能根據出口壓[5]錢(qián)錫俊,陳 弘. 泵與壓縮機[M].東營(yíng):中國石油大學(xué)出版社，2005.力(利用出口壓力表3.3MPa,將出口壓力近似地換[6] 王鋼鋒,高生旺.多級離心泵的節能改造[J].內蒙古算成揚程),利用流量和揚程的關(guān)系,計算出該泵改石油化工2000,(1):155-157.造后實(shí)際流量為68~74 m*/h,基本符合理論狀態(tài)[7] 黃志華.多級離心泵的更新改造[J]. 有色冶金節能，下曲線(xiàn)對應的工作流量,滿(mǎn)足系統需求流量范圍,達2000,(5);43-44.到改造目的。[8] 春過(guò)成,侯 琳.熱油泵改造選型[J].石油化工設備，2007 ,36(增) :105-106.5經(jīng)濟效益[9]陳治杰 ,陶昭字.減壓塔底渣油泵長(cháng)周期高效運行措施經(jīng)過(guò)改造,多級離心泵再與高速泵同開(kāi),多級離[J].石油化工設備,2006 ,35(3):67-70.心泵的工作效率僅下降0. 26%,而高速泵的工作效[10]鄭曉鵬,韓曉華.兩端支撐AY型離心油泵改造[J].石油化工設備,2007 ,36(1)99-101.率卻增加20%,石腦油輸送系統總的工作效率提高[11]李旭光.高溫油泵機械密封冷卻系統改造[J].石油化了19.74%,取得了可觀(guān)的經(jīng)濟效益。該石腦油泵工設備,2008,37(1) :88-90.改造前后各項數據對比見(jiàn)表2.[12]董輝_魯寧管道輸 油泵機組改造的節能分析[J].油從上表可以看出,①改造后流量達到系統要求，中國煤化工提高了系統效率,節約電費約20萬(wàn)元,改造所用備YHCNMHG(許編)