TD250—188×10型加氫進料泵的設計

陳艷玲 張超 荊野

摘 要：在油品加氫處理、加氫精制等裝置常常會用到加氫進料泵，而用戶現場多采用進口產品。但是進口產品價格比較高，服務不及時，檢修不方便、配件生產周期長，購買備件困難等缺陷制約著煉油廠及化工廠經濟快速發展的需要，所以，各大煉油廠迫切希望國內泵廠自己能生產這樣的大型加氫進料泵，開發研制運行可靠的大型加氫進料泵具有非常重大的意義。遼寧華錦集團化工有限責任公司180萬噸/年加氫裂化裝置， 加氫進料泵設計研制的成功為加氫進料泵的國產化奠定了基礎。

關鍵詞：加氫進料泵 選型設計 性能指標

中圖分類號：TE966 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2018）01（c）-0110-02

為了加速我國石油化工行業的發展，促進石化行業重大裝備國產化的步伐，根據國家重大技術裝備科技攻關計劃，在消化國外先進技術的基礎上，自主開發設計結構合理、運行可靠的石油化工流程泵。TD250-188x10型泵就是在此基礎上研制的高壓、高轉速的加氫進料泵，該泵用于遼寧華錦集團化工有限責任公司180萬t/年加氫裂化裝置，加氫進料泵是該裝置的重要設備之一。該加氫進料泵的設計、試制成功，標志著我國大型泵的設計、制造達到國際先進水平。

1 泵的參數及主要技術性能指標

（1）泵的操作條件詳見表1。

（2）泵的主要技術性能指標詳見表2。

2 結構概述

TD250-188X10型加氫進料泵為臥式，雙殼體，內殼體徑向剖分式多級離心泵。設計、制造按美國石油學會 API610標準。從驅動端看泵為順時針方向旋轉，泵的結構圖如圖1所示。

泵筒體為整體鍛造，泵為水平中心線支撐，進出口法蘭均垂直向上。內殼體（泵芯）為多級節段式，整個泵芯裝在泵筒體內并在吐出端用泵蓋密封，可在不移動主管路的情況下，抽出內殼體進行維修或更換，縮短了現場維修時間。泵筒體、泵蓋結構型式簡單，便于進行應力計算及無損檢驗。泵芯包括有吸入函體、中段、導葉、末級導葉、軸、葉輪和平衡鼓等。高壓靜密封采用纏繞墊及金屬密封面密封，低壓密封采用“O”型密封圈密封。葉輪與軸采用熱裝結構，增加了轉子的剛性，所有葉輪入口都面向吸入端按順序排列并用卡環嵌入軸槽內使之軸向定位。

泵的轉子由兩端徑向軸承支撐，軸承位于泵筒體外側軸承體內，徑向軸承是四油楔滑動軸承，潤滑方式為強制潤滑。為了兼顧泵組運轉的可靠性及效率，平衡機構采用雙平衡鼓結構，殘余軸向力由米切爾推力軸承承受；同時配有軸向力檢測裝置，泵組運轉過程中可以隨時測定軸向力的大小和方向，保證平衡機構的安全運行。推力軸承承受殘余軸向力，使轉子軸向定位，保證軸始終處于受拉狀態，這種軸承的設計考慮了足夠的安全余量，能夠承受非正常運轉工作下產生的任何附加軸向力，推力軸承采用強制潤滑。

軸封選用集裝式機械密封，該型機械密封采用國外先進技術生產、制造。該泵的機械密封形式采用雙重密封節構。沖洗方式按API610標準PLAN21+62，沖洗液由一級抽頭打出，經過冷卻器，返回密封室。機械密封的拆、裝工作可保證在3h之內完成，同時，保證24000h的運轉壽命。

3 設計的關鍵問題

（1）因該泵屬于揚程高、流量大，對臥式泵而言，因轉子撓度問題，應選用高轉速（2980r/min），以減少泵的級數、縮短軸承之間的跨距。

（2）水力模型。經計算，該泵的比轉速ns=57。該公司20世紀80年代曾在英國M+P公司引進了一批優秀的水力模型，其中一個模型的比轉速與該泵基本相同，模型的工作轉速n=2980r/min，在流量Q=200m3/h時，揚程H=160m，用泵的相經相似定律換算，模型放大1.05倍后，流量Q=253m3/h，單級揚程H=188m性能正好可以滿足技術協議要求。后經試驗驗證，這種水力模型性能完全滿足設計要求。

（3）泵的主要材料選用詳見表3。

（4）泵結構強度、應力分析及轉子動態計算。按扭矩初算軸的最小軸徑為93mm，取葉輪處軸徑為110mm，按第四強度理論進行軸的強度計算，軸不滿足強度要求，但滿足疲勞強度要求，故認為比較安全.泵筒體，泵蓋，中段等主要承壓件的結構強度，應力分析均按設計壓力25MPa，設計溫度140℃進行，并確保安全。泵蓋螺栓、螺母、葉輪蓋板、鍵等的強度計算均確保安全。

（5）聯軸器的選用。該公司現在普遍采用彈性式聯軸器、齒形聯軸器和膜片聯軸器。由于機組要進行兩次對中找正，而選用膜片聯軸器可以對軸向、徑向進行一定的補償，選用加長節又可以在不移動主機的情況下，拆裝機械密封和聯軸器，所以，無論從經濟上和結構上講，選用膜片聯軸器都是比較合理的。

（6）電機的選用。該機組安裝地點按IEC為2區，選用YAKS560-2W型電機，額定功率：1800kw；防護等級：IP54；絕緣等級：F級戶外；轉速：2980r/min；軸承采用強制潤滑，電機冷卻采用空-水冷。

（7）油站的選用。泵機組所需的潤滑油量為：泵-33l/min；電機-13L/min。

選用的油站型號為：NRP63-200，公稱流量為63L/min，公稱壓力為0.4MPa，過濾精度為25μm，采用雙雙聯磁性過濾器，工作介質NG46，該潤滑油站可以滿足兩套機組同時工作的需要。

4 廠內試驗對設計的驗證

TD250-188×10型加氫進料泵在加工制造過程中，經過實際生產工序驗證，其結構合理，可靠、工藝、工裝設計可行，確保了零件的加工質量和該泵的研制順利完成。采用 GB3216-1989《離心泵、混流泵、旋渦泵試驗方法》C級精度對泵進行試驗，首先進行原速試驗，試驗證明，該泵的設計合理，工藝可行，滿足了用戶的使用要求，主要技術指標達到國外同類產品水平。

5 結語

通過廠內的型式試驗和在用戶現場的實際運轉表明， TD250-188×10型加氫進料泵的設計先進，結構合理，運轉安全可靠，自控性好，檢修方便，水力部分設計可行。該泵的各項技術指標均達到設計要求，綜合性能指標達到國外泵制造廠同類產品水平。

參考文獻

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