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高壓甲銨用泵

時間:2012-4-8 21:19:07 來源:https://www.mm0535.com 作者:弘凌泵閥 閱讀次數:1507

 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」,經甲銨預熱器后送至高壓甲銨冷凝器。該泵的工況特點如下:

    ①輸送介質  為氨基甲酸銨的水溶液,区别工藝流程的組分差别。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時達到1.57MPa「G」,對泵的汽蝕职能和機械密封的選型有很大影響。
    ②屬小流量高揚程高壓泵,流量決定于裝置生產能力和工藝流程,流量1 0~1 50m3/h,揚1300~2100m。泵進口壓力高,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15-25MPa(G)。
    ③甲銨溶液對金屬质料的腐蝕很強,加之泵體秉承的壓力高,泵體质料必須有優良的抗疲勞腐蝕性能和機械強度。
    ④可靠性要求高。該泵是尿素生產中的關鍵設備之一,是整個裝置中方便發生故障的環節,其可靠性凹凸,直接影響到尿素生產的連續運轉周期。
  2.泵型式的選擇
   高壓甲銨泵也有往復式柱塞泵、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泵,雖然效率高,但缸體受到高壓、脈動壓力和甲銨液的強腐蝕作用,易發生疲勞腐蝕,加之結構復雜,易損件多,維修費用較高。70年代開始,高壓甲銨泵采用高速部分流泵,用兩級葉輪就可達到4000m的高揚程,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構簡單,體積小,重量輕,泵基礎小的明顯優勢。特別是與用作高壓氨泵時相比,用作高壓甲銨泵時的軸功率約減半,選用離心式代替往復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泵可節省更多的投資,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。至于生產能力小于日產750噸的尿素裝置,因泵的流量很小,用離心式的效率過低,年運行費高,故選用往復式泵為宜。
    兩種生產才能的尿素裝置中,往復式比離心式高壓甲銨泵的技術經濟指標對見表2-93。
    表2—93離心式與往復式高壓甲銨泵的技術經濟指標對比

    尿素生產才干,噸/Et
    1100
    1700
    泵  型  式
    離心式
    往復式
    離心式
    往復式
    設計流量,ms/h
    38
    38
    60
    60
    設計壓差,MPa
    14.1
    14.1
    14
    14
    軸功率「設計流量時」,kW
    310
    228
    446
    345
    往復式節省功率,kW
    82
    101
    每套機組概算價①,萬美元
    25.6
    26.44
    28
    31
    預計年維修費,萬美元
    0.5
    3
    0.55
    3.3

    ①包括儀表、電器和泵基礎費用。往復泉包含緩沖器費用。
    近十幾年來,我國引進了二十多套大型尿素裝置,開始多用往復式高壓甲銨泵,少數廠使用中速型(6500r/min)多級離心泵,后來逐步選用高速部分流泵。以下對該泵的特點作一簡要說明。
    3.t-IMP型部分流泵的結構特點
    用于日產l765噸尿素裝置的高壓甲銨泵的性能參數見表2—87,HMP一3512型高壓甲銨泵由美國SUNDTRAND公司生產,其結構見圖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生更高的揚程。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,不會出現因密封環磨損而引起的泵性能逐年下降現象。與常規開式葉輪有本質的不同,泵體內旋轉液流與葉輪之間基本上無相對流動,沒有密封環處的回流損失,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,它與那些比轉數越小、因泄漏損失造成的效率降低越嚴重的常規離心泵相比,具有較高的效率。
    ②泵體為同心圓柱形。與常規離心泵借助于蝸形殼體或導葉實現動能轉換為靜壓能的原理相反,是靠泵體切線上的圓錐形擴散器將部分回轉流體的能量進行轉換,故該泵也稱為部分流泵。
    ⑧優良的抗汽蝕职能  泵高速化的是汽蝕职能惡化。從圖2—131中可見,該泵解決汽蝕的程序是在第一級和第二級葉輪入口處設螺距遞增式誘導輪「指用于此兩級并聯。高壓甲銨泵的兩級葉輪是串聯,第二級入Ll壓力高于甲銨液汽化壓力,故不裝誘導輪」。這種誘導輪與一般的誘導輪相比,在寬的轉速和流量范圍內的职能好。該泵在14000r/min高速下的NPSHr為8m。誘導輪與葉輪鑄為一體。
    ④改變泵性能容易  只要改變擴散器噴嘴直徑、齒輪直徑、葉輪直徑、誘導輪這四項中的任一項或幾項使泵职能大幅度變化。
    ⑤軸封結構  泵高速化的另一難題是軸封可靠性。該泵的特點是無論泵排出壓力多高,軸封壓力總是挨近泵的入口壓力。第一級軸封用單端面平衡型機械密封,第二級機械密封為串聯式均衡型。該泵葉輪為懸臂式支撐,葉輪,流體的徑向力小,葉輪的懸臂很小,因此泵軸細,減小了密封面的P穢值。為避免回轉離心力對機械密封的不利影響,只有動環是回轉的。機械密封的沖洗液用冷凝水,沖洗系統中設置壓差調節閥,自動控制泵開停車和運行中,冷凝水壓力和軸封腔壓力的差值穩定。
    ⑥軸承  徑向軸承用滑動軸承,推力軸承用可傾瓦型,附設潤滑油系統、軸振動和軸位移監測系統和軸承溫度監測系統,確保機械運轉的可靠性。
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