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新工藝流程裝置用高溫高壓加氫進(jìn)料泵的選型與設(shè)計(jì)

　　加氫進(jìn)料泵設(shè)計(jì)

　　加氫進(jìn)料泵結(jié)構(gòu)為臥式雙殼體結(jié)構(gòu)，內(nèi)殼體為節(jié)段式多級離心泵，首級采用雙吸葉輪及蝸殼式泵體。吸入口、吐出口均垂直向上布置，泵體采用中心線水平支承�？稍诓灰苿�(dòng)管路的情況下抽出內(nèi)殼體進(jìn)行維修。軸承為徑向滑動(dòng)軸承，并由推力軸承來承受殘余軸向力，泵液體產(chǎn)生的軸向力由雙平衡鼓型平衡機(jī)構(gòu)平衡。葉輪采用順序熱裝工序，并用卡環(huán)逐級定位。泵簡體與泵蓋之間采用高壓纏繞墊密封。軸封采用機(jī)械密封，設(shè)置密封冷卻腔及密封沖洗冷卻系統(tǒng)。

　　1 泵水力設(shè)計(jì)

　　泵葉輪、蝸殼及導(dǎo)葉是泵的核心部件，它決定泵產(chǎn)品性能的優(yōu)劣。水力設(shè)計(jì)采用我公司開發(fā)的已有較好水力模型，對首級葉輪采用抗汽蝕結(jié)構(gòu)的雙吸葉輪，同時(shí)兼顧效率的設(shè)計(jì)。次級葉輪、蝸殼及導(dǎo)葉使用效率較高的水力模型。

　　2 泵的耐高溫

　　高壓設(shè)計(jì)由于泵在高溫下運(yùn)行，殼體的上部溫度高于下部溫度，殼體會產(chǎn)生中間向上的彎曲，而轉(zhuǎn)子部件由于自身重量中間向下彎曲，加大偏心量以至于轉(zhuǎn)子和定子部件中間下部間隙減小甚至沒有間隙。對策是在定子中間加一處支承，定子、轉(zhuǎn)子密封環(huán)采用膨脹系數(shù)相近、抗咬合材料，適當(dāng)加大密封環(huán)之間的間隙，采用暖泵和保溫系統(tǒng)減小上下殼體溫差，避免泵運(yùn)行或啟停時(shí)發(fā)生轉(zhuǎn)子卡澀、抱死等故障。泵在高溫運(yùn)行時(shí)，由于不同材料的受熱線膨脹系數(shù)不同，不同材料的零部件的變形量大小也不同。高壓加氫泵軸系較長，芯包與泵簡體的變形量不同，芯包變形大，主法蘭處會導(dǎo)致泄漏，芯包變形量小，中段級間處會泄漏。對策是設(shè)計(jì)一組纏繞墊或碟形彈簧為芯包與泵簡體之間提供補(bǔ)償余量，保證高溫時(shí)不會出現(xiàn)密封力過小或過大導(dǎo)致靜密封失效。泵設(shè)計(jì)為耐高壓的雙簡體結(jié)構(gòu)，從而提供了一套安全屏障，以免高溫易燃液體外泄發(fā)生事故。采用高速轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)使泵軸向及徑向尺寸減小，以減小泵的重量，提高泵的運(yùn)行穩(wěn)定性。

　　3 軸向力平衡機(jī)構(gòu)

　　雙平衡鼓具有自調(diào)節(jié)軸向力的優(yōu)點(diǎn)，但啟動(dòng)和停車時(shí)不可避免的軸向接觸會引起平衡鼓端面的磨損和咬合故障。在軸向增加一個(gè)雙向推力軸承以承擔(dān)一小部分軸向力，平衡鼓端面預(yù)留一定間隙避免事故發(fā)生，通常設(shè)計(jì)平衡鼓承受90%的軸向力，其余由推力軸承承受。高溫泵在平衡鼓較長、小軸徑間隙處易發(fā)生磨損和卡轉(zhuǎn)子現(xiàn)象，為提高設(shè)備安全運(yùn)行的可靠性，適當(dāng)增加設(shè)計(jì)間隙，采用與密封環(huán)相同的抗咬合材料。

　　4 軸密封設(shè)計(jì)

　　軸密封是離心泵中關(guān)鍵部件之一，密封失效時(shí)會產(chǎn)生大量泄漏。密封設(shè)計(jì)采用現(xiàn)有的先進(jìn)的集裝式流體動(dòng)壓型機(jī)械密封，密封壓縮量及定位尺寸在裝配時(shí)能準(zhǔn)確確定，動(dòng)、靜環(huán)安裝狀態(tài)好可提高運(yùn)行穩(wěn)定性和壽命。在密封外側(cè)設(shè)計(jì)一圈冷卻水腔用以隔離熱源，同時(shí)密封沖洗系統(tǒng)為軸封提供優(yōu)良安全運(yùn)行的環(huán)境，也是密封設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。

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