低溫立式筒袋泵設(shè)備安裝探討

陳曉東 王尚林 李玨

摘要：低溫立式筒袋泵的安裝現(xiàn)狀泄露冷量較多，泵本體冰凍現(xiàn)象嚴(yán)重，保冷層和結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)損傷嚴(yán)重，通過對低溫立式筒袋泵的結(jié)構(gòu)安裝和布局的升級改造徹底解決問題。

關(guān)鍵詞：低溫；立式筒袋泵；安裝

1 前言

低溫立式筒袋泵在通行的ASME（美國工程師學(xué)會）標(biāo)準(zhǔn)API 610（第八版）離心油泵標(biāo)準(zhǔn)中泵型號規(guī)定為VS 6型，結(jié)構(gòu)為立式雙層殼體泵，簡稱立式筒袋泵。由于該泵結(jié)構(gòu)中泵過流部分安裝在地面以下，不受空氣和日照的影響，易于保冷，而且可以采用增加埋入深度的辦法提高泵的必須汽蝕余量，以滿足裝置汽蝕余量的要求。同時，外殼只承受吸入壓力，強(qiáng)度要求較低；內(nèi)殼體浸沒在介質(zhì)中，輸送介質(zhì)的溫度變化小，因而泵所遭溫差應(yīng)力較小，內(nèi)殼體只承受泵內(nèi)壓和外壓，降低了內(nèi)殼體承受的壓力，提高了泵的承壓環(huán)境。基于上述原因，VS 6型立式筒袋泵多用于輸送低溫、易汽化、易燃、易爆介質(zhì)，尤其在低溫液化烴、LNG裝置中得到廣泛應(yīng)用。

2 立式筒袋泵的特殊結(jié)構(gòu)

立式筒袋泵為多級、徑向剖分式。葉輪的形式為單吸徑向式，并配有單級殼體，首級葉輪一般是吸入式葉輪。

軸向力由向心推力球軸承承受。壓差較大的情況下，由平衡鼓裝置平衡軸向力外殼僅承受入口壓力，外殼的長度以及泵的安裝深度取決于對NPSH汽蝕性能的要求。

泵若安裝在容器上或者與管道法蘭連接，可不裝外殼（TMC 形式）。

軸承箱體中的向心推力球軸承依靠潤滑油進(jìn)行潤滑，并有獨(dú)立的內(nèi)循環(huán)自動潤滑系統(tǒng)。流體動力徑向滑動軸承位于泵的入口端。

泵在一定安裝深度的情況下，泵軸帶有中間支承，其支承用液體潤滑。

軸封采用的形式有：單端面機(jī)械密封，雙端面機(jī)械密封，串聯(lián)式機(jī)械密封，并配有冷卻、沖洗或密封液系統(tǒng)。

吸入管和排出管的位置在安裝法蘭的上部，互成180？角，但其它的布局方式也是可以的。法蘭標(biāo)準(zhǔn)按照DIN或GB執(zhí)行。輔助管路的連接螺紋用G或Rc/R.電動機(jī)通過撓性聯(lián)軸器（加長或不加長聯(lián)軸器）驅(qū)動泵運(yùn)轉(zhuǎn).電動機(jī)的安裝形式為V1。從驅(qū)動端方向看，泵逆時針旋轉(zhuǎn)。

3 低溫立式筒袋泵的介紹

輸送低溫液體的關(guān)鍵要保持液體溫度的穩(wěn)定，避免由于溫度變化而引起液體汽化，進(jìn)而影響泵的穩(wěn)定運(yùn)行。立式筒袋泵的大部分結(jié)構(gòu)埋在地下，受環(huán)境溫度的影響小，且筒袋外部設(shè)有保溫材料，保溫效果好。

立式筒袋泵采用雙層殼體結(jié)構(gòu)，外殼體承受入口壓力，內(nèi)殼體承受出口壓力，降低了中段承受壓殼體的壓力。同時，泵的內(nèi)芯部件浸泡在低溫介質(zhì)中，泵結(jié)構(gòu)對稱，溫差應(yīng)力小，泵變形小。

由于立式筒袋泵的上述結(jié)構(gòu)特點，非常適合輸送低溫、汽蝕余量低，易汽化、易燃易爆的液體。

目前，我國立式筒袋泵大多數(shù)采用FLOWSERVE、SULZER、EBARA、HERMETIC、GOULDS、INGERSOLL-DRESS等國外知名品牌的進(jìn)口產(chǎn)品。

低溫立式筒袋泵按照工作原理為葉輪式離心泵，其中也有部分屏蔽泵（海密梯克HERMETIC）（本文以屏蔽泵為模板，結(jié)構(gòu)形式見附圖1）。

4 低溫立式筒袋泵目前的結(jié)構(gòu)安裝形式和現(xiàn)狀

目前低溫立式筒袋泵的安裝基礎(chǔ)主要結(jié)構(gòu)如附圖2。

①低溫立式筒袋泵的結(jié)構(gòu)安裝形式如下：

⑴設(shè)置大于泵桶的混凝土基礎(chǔ)；⑵混凝土基礎(chǔ)內(nèi)壁襯密閉鋼板；⑶泵本體支撐法蘭處下方設(shè)置保冷木塊；⑷泵體支撐法蘭以上設(shè)置保冷層；⑸依托支撐法蘭作為隔水層。

②現(xiàn)狀及存在問題，見附圖3

⑴混凝土基礎(chǔ)內(nèi)側(cè)與低溫筒袋泵的泵筒間無保冷材料，無法做到泵筒內(nèi)低溫液體的隔冷措施；⑵混凝土基礎(chǔ)外側(cè)有冷量外漏，造成混凝土外側(cè)有冰凍現(xiàn)象；⑶混凝土基礎(chǔ)有些許變形，裂縫；⑷支撐法蘭上部保冷層，由于結(jié)構(gòu)形式有缺陷，冷量泄漏，造成保冷層易變形，且對低溫泵的日常巡檢工作易對保冷層造成人為損傷，加劇了保冷結(jié)構(gòu)變形，直至泵的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)變形。⑸保冷層與結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)夾縫處密封效果不好，由于低溫泵頂無泵棚，濕氣易進(jìn)入，形成冰凍，膨脹，造成保冷層的進(jìn)一步損傷，導(dǎo)致惡性循環(huán)，最終導(dǎo)致泵基礎(chǔ)徹底變形。

綜上所述，目前的結(jié)構(gòu)安裝形式，由于冷量泄露嚴(yán)重，造成筒袋泵泵筒內(nèi)的低溫液體極易汽化，造成汽蝕余量不能滿足輸送要求；混凝土、保冷結(jié)構(gòu)的冰凍，變形，極易造成立式泵的傾斜，進(jìn)一步造成泵軸的損壞，非正常停車，影響裝置的連續(xù)生產(chǎn)。

5 低溫立式筒袋泵安裝形式的探討

低溫立式筒袋泵的安裝基礎(chǔ)推薦形式如附圖4。

①結(jié)構(gòu)安裝形式如下：

⑴設(shè)置大于泵桶的混凝土基礎(chǔ)；⑵混凝土基礎(chǔ)內(nèi)壁襯密閉不銹鋼鋼板；⑶立式筒袋泵本體設(shè)置泡沫玻璃保冷層；⑷泵體與混凝土基礎(chǔ)之間充填發(fā)泡聚氨酯；⑸泵本體支撐法蘭處下方設(shè)置保冷木塊；⑹泵體支撐法蘭上部與防水鋼板下方充填泡沫玻璃； ⑺防水鋼板以上設(shè)置保冷層，與工藝管口形成一體，并外包瑪蹄脂，增加防潮效果。

②設(shè)置泵棚，謹(jǐn)防雨水進(jìn)入保冷層夾縫，造成保冷層損壞，從低溫泵的外部進(jìn)一步加強(qiáng)防水防潮。

6 結(jié)論

綜上所述，以上低溫立式筒袋泵安裝形式，泵體本身防水設(shè)置了兩層保冷層且兩層防水層，并在泵體操作區(qū)域設(shè)置泵棚，這樣可最終消除低溫立式筒袋泵的結(jié)構(gòu)安裝后造成的結(jié)冰對設(shè)備操作的影響。

參考文獻(xiàn)：

[1]沈陽水泵研究所、全國泵標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會 .《石油、重化學(xué)和天然氣工業(yè)用離心泵》 ANSI/API 610-2004第十版.

（作者單位：南京揚(yáng)子石油化工設(shè)計工程有限責(zé)任公司1

泰興金燕化學(xué)科技有限公司2

南京揚(yáng)子石油化工設(shè)計工程有限責(zé)任公司3）