第39卷增刊1石油化工設備Vol 39 Supplement 12010年8月PETR(-CHEMICAL EQUIPMENTAug.2010文章編號: 1000-7466(2010)增刊1-0085-04乙烯石腦油泵轉(zhuǎn)子改造唐征，徐功英，馬風龍(中國石油獨山子石化公司乙烯廠，新疆獨山子833600)摘要:結(jié)合乙烯裝置石腦油泵流量超出系統(tǒng)需求流量的現(xiàn)狀,理論結(jié)合實際,通過切割葉輪的方法改造轉(zhuǎn)子使泵流量下降達到系統(tǒng)要求,解決了系統(tǒng)流量超額帶來的系統(tǒng)憋壓、抽空和效率低等問題。關鍵詞:離心泵;流量;葉輪;切制定律;改造中圖分類號: TE 964文獻標志碼: BModification of Naphtha Pump Rotor in Ethylene PlantTANG Zheng, XU Gongying, MA Feng-long(Dushanzi Petrochemical Company of CNPC, Dushanzi 833600， China)Abstract: Based on the situation that the flow rate of the naphtha pump in the ethylene plantwent beyond the required flow rate of the system and combining the theory with the fact, thepump rotor was modified by cutting the impellers to reduce the flow rate to meet the system re-quirement. Problems caused by over flow rate, such as solved suppression, evacuation and lowerefficiency of the system, were solved.Key words: centrifugal pump; flow rate; impeller; cutting law; modification延長螺栓運行周期,確保下次大修檢修順利進行,對究[J].熱加II藝,2005 ,34(12);74-75.7EH-11汽輪機螺栓制定了專門的使用前及運行中[7] 王志坤.王春生.楊玉成,等. 板式蒸發(fā)空冷器在汽輪的技術檔案,對同類設備具有借鑒意義。.機凝汽系統(tǒng)的應用[J].石油化工設備，2009, 38(2); .79-81.參考文獻:[8]許宏 飛,張永信,李貴才,等.高強度螺栓斷裂的SEM分析[D].理化檢驗(物理分冊)206,1)-31-33.[1]慕希豹.壓縮富氣冷卻器浮頭螺栓斷裂失效分析[J].[9]徐越蘭,王建平。 高強度螺栓失效分析[J].機械制造石油化工設備,2006.35(4) :83-84.與自動化2003,32(4) :28-29.2] DL 439- -91,火力發(fā)電廠高溫緊固件技術導則[S].3]陳平,郝天才,何 卉,等.新型快開式D形螺栓C[10]陳榮利,鄒建東,陳滿,等. 板式空冷凝汽器在汽輪形環(huán)密封結(jié)構(gòu)及強度分析[J].石油化工設備,2008,37機乏汽冷凝系統(tǒng)中的應用[J]。石油化I設備,2008,37(6):76-78.(4) :28-83.4] 周禮泉.大功率汽輪機檢修[M].北京:中國電力出版[11]王景茹,焦衛(wèi)東,楊柯,等. 壓縮機氣缸蓋螺栓斯裂原因分析[J].金屬熱處理.2004.(3):60-63.社,1997.5]邢曉林.雙錐巒封螺栓可靠性優(yōu)化設計及MATLAB[12]楊開春,趙國兵.換熱器小浮頭螺栓斷裂失效分析[J].化工設計,2002 ,(2) :49-52,4.算法求解[J].石油化工設備,2008,37<6):46-51.(張編)6]江國棟,洪茂林.汽缸M120高溫螺栓失效機理的研中國煤化工收稿日期: 2010-02-08MHCNMHG作者簡介:唐征(1969-),男 ,新疆克拉瑪依市人,工程師,學士,主要從事f細化工儀備冒埋上作?！?6.i油化工設備2010年第39卷某裝置拱頂罐區(qū)石腦油泵承拍著向裂解爐反應體積流量90 m*/h的生產(chǎn)需求。器輸送燃料石腦油的重任。該系統(tǒng)原來用于輸送石由于2臺高速泵必須一直連續(xù)在接近額定流量腦油的為2臺立式高速離心泵(位號A.B),性能參的狀態(tài)下進行超載工作,因此,會對設備造成較大的數(shù)見表1。自1995年裝置開工,這2臺立式高速離損耗。此外,系統(tǒng)沒有備用機泵,一旦有一臺設備出心泵投人使用,其運行狀況十分正常,實際工作流量現(xiàn)故障檢修,就必須要降低裝置生產(chǎn)負荷,由此帶來分別為40 m*/h和45 m'/h,在設備一開-備情況.不必要的物料浪費和運行壓力的贈加。在經(jīng)過多方下,也基本能夠滿足裝置所需要的流量為45~論證后,決定在石腦油輸送系統(tǒng)流程上,再增加1臺50 m*/h的生產(chǎn)要求，設備單臺機平均運行修周期雙支撐雙殼體多級離心泵(位號為C ),其工作參數(shù)在6個月以上。見表1。2005-03,由于生產(chǎn)需要,對該裝置進行了改擴雙支撐雙殼體多級離心泵自2005-12中旬開始建,在原有5臺小型裂解爐的基礎上又增加了2臺投入試運行。該泵投人運行后,在滿足高負荷生產(chǎn)大型爐子,使得裝置實際生產(chǎn)加工能力由12萬t/a的情況下,即使有1臺高速泵處于故障檢修期,也可提高到22萬t/a。這樣一來,即使原有的2臺高速以保證至少有1臺備用機泵,極大緩解了2臺立式泵一起開,在正常工況下,用于輸送石腦油的實際工高速泵的連續(xù)運行壓力,確保了裝置正常生產(chǎn),創(chuàng)造作體積流量最多只有85 m'/h,達不到增產(chǎn)后系統(tǒng)了較好的經(jīng)濟效益。表13種石腦油泵基本工作參數(shù)額定流量實際流城 吸人/排出 工作溫度轉(zhuǎn)速功率位號設備名稱型號規(guī)格/m’.h-L_ /m2●.h1 壓力/MPaC/rpm/kW密封形式立.式商逮離心泵LMV31150. 400.18~8.4002 95010機械密封立式商速GSB-L1/50/45051. 920.19~3.405離心泉C多級離心泵 HTD100-120X 4B100. 0085 ~902. 00~3. 6095060機械密封_1設備工作現(xiàn)狀和石腦油輸送系統(tǒng)的故障調(diào)整工藝以前一樣,只開1臺多級離心泵,其最大實分析際流量只有90 m3 /h,即使再努力開到額定流量,也只有100 m'/h,達不到現(xiàn)在110 m3/h的流量要求。1.1設備工作現(xiàn)狀[1]2007-10,根據(jù)生產(chǎn)要求調(diào)整了改造過的工藝操如果將1臺多級離心泵和1臺高速泵共同開,其供作，即要求7臺裂解爐全部滿負荷生產(chǎn),裝置實際加.應流量高達125~135 m*/h,又遠超過了系統(tǒng)所需，工能力從22萬t/a提高到了24萬t/a,石腦油輸送不但造成很大的資源浪費,而且使石腦油泵群工作系統(tǒng)的實際工作流量隨之增加到110 m'/h。這樣狀況極不穩(wěn)定,工藝稍有波動,機泵就會出現(xiàn)噪音、就出現(xiàn)了單開1臺多級離心泵泵流量不足,而再加.振動甚至不能iE常運行的情況。為了保證裝置平穩(wěn)生產(chǎn),有必要對該石腦油輸送開1臺高速泵流量又超過需求的現(xiàn)狀,導致多級泵系統(tǒng)中的設備進行改造。經(jīng)過分析和研究后最終確搶量、效率低、能耗大而高速泵憋壓泄漏、抽空和刷定對多級離心泵轉(zhuǎn)子葉輪進行切割改造,即在現(xiàn)有基烈振動等故障頻發(fā)。經(jīng)過統(tǒng)計，在使用多級離心泵礎.上,降低多級離心泵的流本，通過計算和調(diào)整使改泵之前,2臺高速泵的單機平均運行周期至少為6造后的設備流量達到石腦油輸送系統(tǒng)的要求。個月,而從2006年多級離心泵泵使用以來,由于抽空、振動大.密封泄漏等問題的影響,造成高速泵的.2機泵流量調(diào)整單機運行周期縮短至3個月,不但對維修人員增加.2.1機泵流量 調(diào)整方法和選擇(←~6]了很多工作量,而且增加了檢修成本。-般來說.離心泵流址調(diào)整方法有3種方法:①1.2石腦 油輸送系統(tǒng)的故障分析[1~]根據(jù)切削定律切割葉輪外徑的方法。②泵出口加裝對新的石腦油輸送系統(tǒng)中3臺泵的流量情況進.再循環(huán)管線的方法。③配用調(diào)頻電機改變機泵轉(zhuǎn)速行分析后可以發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)需求流量為110 m'/h,每的方中國煤化工臺多級離心泵實際流量為85~90 m'/h,每臺高速M.出CNMHG,其優(yōu)點是所需花泵的實際流量為40~45 m*/h.如果按照2006-02費 成本攻少,勿了頭肥，以追可性高,而且不需調(diào)增刊1唐征,等:乙烯 石腦油泵轉(zhuǎn)子改造，87●整工藝,附加能最損失小,適合調(diào)整流量的范圍較3葉輪切割 量的計算[4]寬,根據(jù)生產(chǎn)需要可大可小,特別適用于化工生產(chǎn)。過p點的切割拋物線方程:方案②需要加裝再循環(huán)管線,將使機泵長期低效率運行,能耗過大,造成資源浪費,且容易導致離心泵H'=k,Q"=H;Q°=產(chǎn)生汽蝕。方案③要購買的調(diào)頻電機價格昂貴,且4. 56X10~*Q'結(jié)構(gòu)復雜、檢維修困難。式中,H'為在切割拋物線上各點所對應的揚程,m;由于該石腦油輸送系統(tǒng)在以后的運行中流量值Q為在切割拋物線上各點所對應的體積流量，必須保持固定,技術組研究后采用方案①。m2/h.H,為原來額定工作點p對應的揚程,H,=2.2葉輪切割定律 和切割拋物線[7~12]456mm,Q,為工作點p對應的體積流量,Q, =離心泵在- -定轉(zhuǎn)速下,只有一條H-Q性能曲線100 m*/h,k,為p點常數(shù),k, =0.0456。(即表示揚程流量之間具有一定對應關系的曲線，多級離心泵性能曲線和切割高效區(qū)示意圖見圖稱之為HQ性能曲線)。為了改變泵的工作范圍,2。由上式做出切割拋物線,與切割后的H-Q曲線常常依據(jù)葉輪的切割定律中葉輪外徑與揚程之間的交于M點(圖2中兩條黑實線所示),其坐標為關系,通過計算切割葉輪外徑的方法得以實現(xiàn)。(101. 61.471.42),即Qm= 101.64 m'/h ,Hm =切割拋物線是指同一臺泵,在同- -個轉(zhuǎn)速下 ,葉471. 42 m,對應的工作效率加= 64.93%。輪有不同程度的切割時各對應工況點的軌跡,其表多級離心泵原來工作點p的參數(shù)Q,=達式為:1000 m'/h, H,=456 m,切割前葉輪直徑D2 =牛==k=常數(shù)305 mm.將p、M點的流量和揚程坐標值代入切割定律公式,計算出切割后的葉輪直徑為:式中,H為揚程,m; Q為體積流量,m'/h ;k 為常D.=OD2=數(shù)。上式說明葉輪切割前后的揚程和流量的比例關10101.61x305=300.17mm系不變,即有下式成立:H=kQ或D.-/展D.=這是個過坐標原點的二次拋物線方程,稱為切割拋物線。切割拋物線上的點是葉輪切割前后的對456 -.√471.36X 305= 299.98 mm應工況點,但并不是相似工況,因為切割后葉輪的其式中，Hm為切割后曲線交點M對應的揚程他尺寸并沒有按同一比例縮小，切割前后葉輪并不471. 42 mm,Qm為切割后曲線交點M對應的流量保持幾何相似。當葉輪切割量不大時,認為效率近101. 64 m2/h. D為葉輪切割取整后實際直徑,D、似相等,所以切割拋物線又稱等效率曲線。做出該多級離心泵切割拋物線與其HQ性能曲為切割后葉輪理論計算直徑,D2為葉輪切割后直線見圖1。找到二者交點p(Hp,Q,),則其坐標參數(shù)徑,mm.為p(100,456),此即為該泵額定條件下的工作點。1000y-QH;=k,Q?70900f1000r切割拋物線50900-800 t700f700-s0600-=k,Q"P(100.456)主是600--40棗500400-_400-30300.H-Q 20300-20200i H,-Q100-/M(101.6、 471.4)140 1600 20406080100120140T6f中國煤化工Q/m'.h'MHCNMHGQ/m' .h圖1多級離心泵切割拋物線與HQ性能曲線示圖圖2多級離心泵性能曲線和切割高效區(qū)●88●石油化工設備2010年第39卷圖2中,兩條近似水平的曲線為可切割葉輪直表2改造前后設備性能 參數(shù)對比徑最大值D.x和最小值Dmin所對應的HQ性能曲名稱多級泵流多級泵電多級泵T高速系工作多級泵出口線,nQ曲線為效率流量性能曲線;H2-Qz曲線是量/m3●hl 流/A 作效率/%_ 效奉/% 壓力/MPa切割后的葉輪直徑D2所對應的流量揚程性能曲改造前85~908064. 0043.5~3. 6改造后65~7520063. 74603.4~3.5線;斜線所圖陰影部分,即為葉輪切割后多級離心泵下降值15~20300.260.1~0.2可以穩(wěn)定運行的、最佳效率工作區(qū)域。上述所算葉輪切割直徑取值是否符合多級泵性能曲線的工作要件和人工費為9萬元(改造后不到半年時間即可收求,還需進行進一步的復核校對。回投資)。②改善了系統(tǒng)運行狀況，避免了由于多級泵搶量造成高速泵抽空的隱患,同時使高速泵效率4葉輪切割后性 能復核[4]正常,提高了裝置系統(tǒng)的穩(wěn)定性,改善了系統(tǒng)運行環(huán)4.1 理論驗證境。③保證了設備長周期安穩(wěn)運行,此項攻關改造根據(jù)HQ曲線的相似性,葉輪切割后性能曲線還在其它裝置類似問題上得到推廣應用,社會效益下降,切割后泵的H2-Qz曲線見圖2。此時的切割十分顯著。拋物線方程為:6結(jié)語H'z=k,Q':*=HqQ'2'=從切割葉輪、調(diào)整流量人手,對離心泵運行工況進行調(diào)節(jié)而達到設備在經(jīng)濟、合理工況區(qū)內(nèi)運行的5.7X10~*Q'z式中,H2'為葉輪切割后在切割拋物線上各點所對目的,這是該系統(tǒng)實施技術進步和節(jié)約能源的一條應的揚程,m;Q'為葉輪切割后在切割拋物線上各重要途徑。點所對應的體積流量,m2/h。考慮到離心泵運行經(jīng)濟性,要求泵在較高的效參考文獻:率范圍內(nèi)工作,由圖2可以清楚的看出,葉輪切割后1] 杜剛,王雅萌.多級離心泵常見故障分析與維修[J].石油化T設備,2009 ,38(增) ;101-104.工作點在切割高效工作區(qū)內(nèi),且效率近似相等,多級2] 薛敦松,昊宗樣.石油化工廠設備檢修手冊[M].北離心泵的額定流量下降至83.3 m'/h左右，曲線對京:中國石化出版社,000.應實際工作流量應為65~75 m2/h,基本符合系統(tǒng)[3]仁曉善. 化工機械維修手冊[M].沈陽:化工工業(yè)出版流量需求。社,1998.4.2改造后實際效果[4]沈慶根. 化工機器故障診斷技術[M].杭州:浙江大學2008-07-02,該泵改造后回裝試車,各項數(shù)據(jù)正出版杜，2001.常,因在實際中無法直接測量流量,只能根據(jù)出口壓[5]錢錫俊,陳 弘. 泵與壓縮機[M].東營:中國石油大學出版社，2005.力(利用出口壓力表3.3MPa,將出口壓力近似地換[6] 王鋼鋒,高生旺.多級離心泵的節(jié)能改造[J].內(nèi)蒙古算成揚程),利用流量和揚程的關系,計算出該泵改石油化工2000,(1):155-157.造后實際流量為68~74 m*/h,基本符合理論狀態(tài)[7] 黃志華.多級離心泵的更新改造[J]. 有色冶金節(jié)能，下曲線對應的工作流量,滿足系統(tǒng)需求流量范圍,達2000,(5);43-44.到改造目的。[8] 春過成,侯 琳.熱油泵改造選型[J].石油化工設備，2007 ,36(增) :105-106.5經(jīng)濟效益[9]陳治杰 ,陶昭字.減壓塔底渣油泵長周期高效運行措施經(jīng)過改造,多級離心泵再與高速泵同開,多級離[J].石油化工設備,2006 ,35(3):67-70.心泵的工作效率僅下降0. 26%,而高速泵的工作效[10]鄭曉鵬,韓曉華.兩端支撐AY型離心油泵改造[J].石油化工設備,2007 ,36(1)99-101.率卻增加20%,石腦油輸送系統(tǒng)總的工作效率提高[11]李旭光.高溫油泵機械密封冷卻系統(tǒng)改造[J].石油化了19.74%,取得了可觀的經(jīng)濟效益。該石腦油泵工設備,2008,37(1) :88-90.改造前后各項數(shù)據(jù)對比見表2.[12]董輝_魯寧管道輸 油泵機組改造的節(jié)能分析[J].油從上表可以看出,①改造后流量達到系統(tǒng)要求，中國煤化工提高了系統(tǒng)效率,節(jié)約電費約20萬元,改造所用備YHCNMHG(許編)