固片堿裝置熔鹽泵出口管路設計探討

李嘉（寧夏英力特化工股份有限公司，寧夏 惠農 753202）

固片堿裝置熔鹽泵出口管路設計探討

李嘉
（寧夏英力特化工股份有限公司，寧夏 惠農 753202）

介紹了熔鹽泵的結構及性能。 結合工程案例給出了泵的出口管道改造方案，探討了管路設計對泵使用的影響及注意事項，對今后類似高溫熔鹽泵和出口管路設計思路提供了參考。

熔鹽泵；管路；設計

寧夏英力特化工股份有限公 司 9 萬t/a 固片堿裝置熔鹽泵采用桂林市廣匯泵業有限責任公司 （原桂林水泵廠）200FYGD-40×2A 高溫熔鹽泵（熔鹽循環泵），屬立式液下泵，主要用于片堿中的高溫導熱介質（硝酸鹽）的輸送，泵材質采用耐高溫合金鋼，并經特殊耐熱處理，保證材質在高溫下工作的穩定性。由于傳動設備的運行特性，離心力使輸送液體的壓力升高，從而在管道系統中形成一種平穩而無脈動的流動。泵的進、出口管路要精心設計，便于操作、檢修的同時，也要保證泵的進、出口管庫處于無應力或低應力狀態，以保證泵的平穩運行。泵的出口管道雖然不像入口管那樣影響泵的性能，但是管系的壓降和熱應力仍須認真考慮，泵性能參數見表 1。

表1 泵性能參數表

1 生產使用過程中存在問題及原因分析

1.1 生產使用過程中存在問題

功率為 160 kW 的熔鹽泵油位正常、 冷卻水暢通、被輸送的熔鹽液位正常，但是運行電流在 255~ 294 A 之間波動，傳動軸承部位發熱，運行過程中頻繁跳停。檢查發現更換下的熔鹽泵上部導軸承磨損，泵軸變形且失去同心度，呈現出偏磨損狀態。

主要原因是在正常運行過程中流體給工藝管線施加了壓力同時也產生了反作用力，泵機出口管線在高溫、高壓的狀態下沒有膨脹量。當管道內充滿高溫熔鹽介質后，管道應力不能得到良好的釋放，最終應力聚集到熔鹽泵蝸殼最薄弱處，使熔鹽泵底部出現輕度位移，熔鹽泵軸不能處于垂直狀態，在高速運轉狀態下，上部導軸承處出現偏心運轉，隨著時間的延長，磨損間距增加，泵軸擺動幅度加大，熔鹽泵電流波動頻繁。

1.2 設計思路

1.2.1 泵管道設計的一般要求

（1）充分理解 PID 所示泵的管道流程，在滿足工藝要求的前提下，尚需考慮泵正常運行及檢維修的要求。

（2）泵是回轉機械，屬精密機械，一旦受到外力作用會發生變形、振動和噪聲，是軸承燒毀和損壞的主要原因。應充分考慮熱膨脹對泵出入管道的要求，以減少管道作用在泵管嘴處的應力和力矩。

泵制造廠規定了泵管嘴允許受力的數值，這是設計泵管道時的依據。 當缺少制造廠的數據時，泵進出口管道對泵管嘴允許受力值應符合 API610 的要求。

（3）在充分滿足管道柔性的前提下，設計時應使出入管道最短。

了解麻醉和手術方式、術中情況、切口情況,持續低流量吸氧,心電監護,觀察生命體征,保持呼吸道通暢[3]。

（4）要考慮泵檢修所需空間，使泵的管道、閥門手輪不影響其維修和檢查。

（5）吸入和排除管路的直徑不應小于泵的入口和出口直徑。

（6）當管道從下向上進泵時，應采用頂平安裝；但輸送含有固體介質或漿液時，水平管段上偏心異徑管應底平安裝。

（7）泵出口管道上的異徑管應靠近泵的出口。

1.2.2 熔鹽泵安裝、操作和維護注意事項

（1）為方便大修時向上吊起泵組，泵組上方應留有足夠的空間。

（2）應裝電流表以檢測泵運轉情況。

（3）泵使用過程中如電流過大，造成電機超負載，可以采取更換大一檔電機，或關小閘閥減少流量來降低功率，或通過車小葉輪直徑來處理。

（4）泵運轉過程中如果電流突然增大，則可能泵有卡擦現象，要停機檢查；如果電流突然變小，則可能泵抽空，要立即停機。

1.2.3 確定流體的流動狀態

（1）流動狀態可用流體的雷諾數 Re 表示，雷諾數可用下式計算。

式中：Re—雷諾數；u—流速，m/s；μa—流體動力粘度，mPa·s[與 厘 泊 （CP 同 值 ）]；d′i— 管 內 徑 ，mm；ρ—流體密度，kg/m3。

1.2.4 管道壓力降

流體在管道中流動時的壓力降可分為直管壓力降和局部障礙所產生的壓力降。局部障礙系指管道中的關鍵閥門、流量計等。

式 中 ：ΔPp—管 道 壓 力 降 ，kPa；ΔPf—直 管 壓 力 降 ，kPa；ΔPt—局部壓力降，kPa。

（1）直管壓力降可按下式計算。

式 中：L—直 管 長度 ，m；d′i—直 管 內徑 ，mm；λ—摩 擦系數。

（2）局部阻力可按局部阻力系數法（按下式）計算。

式中：k—每個管件、 閥門等的阻力系數。 標準彎頭90°，k=0.75。

2 處理方法（見圖 1）

圖1 出口管道改造對比圖

3 效果評價

通過對出口管道的改造，充分考慮了熱膨脹對泵出入管道的要求，理論上明顯降低了管道直管長度和管道壓力降，減少了管道作用在泵管嘴出的應力和力矩。每年大修期間車間將熔鹽泵吊出后進行整體檢查和維護，泵軸上沒有出現任何擦痕，徹底消除了熔鹽泵因電流不穩定頻繁跳停的缺陷，實現了熔鹽泵長周期穩定運行。

4 結語

高溫熔鹽泵輸送介質為高溫熔鹽，這種狀態的介質對泵、管道的影響較為復雜，在對高溫熔鹽泵及出口管道的設計時要充分管系的壓降和熱應力的影響，運行工況下熔鹽對管道的影響和管道熱應力對泵的影響還需進一步的理論研究。

Solid design of pump outlet pipe device of molten salt of caustic soda

LI Jia
（Ningxia Younglight Chemical Co.,Ltd.,Huinong 753202，China）

The structure and properties of the molten salt pump are introduced.In combination with the engineering case，the transformation scheme of 1 types of pump is presented，and the influence of pump outlet pipeline design on the use of pump and the matters needing attention are discussed.To provide reference for the design of similar high temperature molten salt pump and outlet pipeline in the future.

molten salt pump； pipeline； design

TQ055.8+1

：B

：1009－1785(2017)02-0011-02

2016-11-15