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自平衡多级离心泵与普通多级离心泵区别

来源:作者:发表时间:2019-04-28

 摘 要: 基于对称布置的多级泵的结构特点,轴向力平衡原理,以及与分级加压多级泵结构对比等,探讨对称布置多级泵的优缺点。此外,对多级泵的维护进行了简要说明。

 
我厂主要对焦炉荒煤气进行净化处理,得到符合要求的净煤气。其中 荒 煤 气 中 的 H2 S 主要通过洗酸塔与氨水生成NH4HS,NH4HS 在脱酸塔中热解重新生成 H2 S,H2 S 在焚烧炉中与氧气发生放热反应生成 SO2 和 H2O。为了充分利用燃烧产生的废热,通过废热锅炉进行换热产生蒸汽,正常生产情况下废热锅炉的蒸汽压力约为 4MPa,因此在选择锅炉给水泵时需选用多级离心泵。我厂以前使用的是大连苏尔寿的 MC40-14 型锅炉给水泵。由于泵的级数较多、压力高、转速高、装配精度要求较高,因此当泵内部损坏,流量压力满足不了使用要求时,维修车间无法修理,需返厂维修,费时费力费钱。综上所述原因,选择一台经久耐用、经济适用型锅炉给水泵显的尤为重要。我厂经过考察和市场调研,与厂家沟通决定改造采用一种自平衡多级离心泵。该多级离心泵与原泵对比有以下几方面优点:
 
1 改善原多级泵的轴向力平衡结构
离心泵在运转时,产生轴向力的原因有很多,其中非常主要的就是叶轮前后外表面盖板所受液体压力不同所产生的轴向力。我厂各种泵型号较多,用于平衡轴向力,常见的方法有采用推力轴承,用来抵消产生的轴向力,但多用于中小型泵; 开设平衡管和平衡孔,让一部分高压段的液体流入低压段来抵消大部分轴向力; 平衡鼓、平衡盘,通过平衡鼓平衡盘的移动来控制轴向力大小方向; 采用单级双吸泵,不但可以平衡轴向力,还可以提高泵的吸入能力。
 
从总体上来看,原先使用的多级离心泵是由 14 个叶轮安装在同一根泵轴上,其主要零部件有: 进水段、中段、出水段、叶轮、轴、轴套、密封环以及轴封装置、轴向力平衡装置和轴承等。叶轮朝一个方向排列于轴上,每级叶轮均有一个轴向力,因此逐级相加后总的轴向力很大,必须用平衡装置来平衡轴向力,采用的是平衡盘来平衡轴向力。技改后选用的多级离心泵,其叶轮采用对称布置,各级对称叶轮产生的轴向力相互抵消,无需平衡盘即可实现泵腔内自动平衡巨大的轴向力。因为新泵没有平衡盘,不会像普通多级泵因平衡盘磨损出现效率下降、完全避免了因泵工况变化瞬时,平衡盘失效造成转子抱死、零件损坏、断轴、甚至烧毁电机事故的发生。
 
2 提高泵效率
由于原泵采用平衡盘结构实现泵腔内轴向力的平衡,因此需要平衡管将一部分高压水內泄到吸入段,以达到平衡运转过程中产生的一部分平衡力。自平衡多级锅炉给水泵因采取新型对称布置的叶轮转子部件,因此大量减少了平衡水的泄露,减少了容积损失,由以下公式可以看出在工况不变的情况下,泵轴功率与电机效率成反比,当效率提高时,可以降低轴功率,从而降低电机的功率,达到节约能源的目的。
 
3 轴承维护
多级泵轴承相当关键,需承受残余的轴向力,两端支撑驱动端采用圆柱滚子轴承,末端采用配对的角接触球轴承。两种泵的轴承支撑方式一致,区别在于原泵轴承均采用“固-游式”干油润滑结构,用冷却水给轴承降温,因用干油润滑,润滑油的状况不易观察,平衡盘轴向力效果差等均会导致轴承温度升高、负荷增大,降低轴承的使用寿命。新设计泵轴承支撑形式不变,润滑采用稀油润滑,用冷却水给轴承降温,因没有平衡盘,靠对称布置叶轮消除大部分轴向力,因此轴承所受的轴向力较稳定,在正常运行过程中,轴向力不会出现急剧变化,提高轴承使用寿命。相对原泵日常维护过程中,观察油位补油,定期更换新油,即可保证设备长时间运转。
 
4 多级泵其他构造
轴的密封形式有机械密封和填料密封两种。原泵采用填料密封时,填料环的位置安放要正确,填料的松紧程度必须适当,以液体能一滴一滴渗出为宜,允许保证一定的渗漏量,各种密封元件装在密封腔内,腔内要通入一定压力的水,起水封、水冷及水润滑作用,因多级泵压力均偏高,因此填料的填充相当关键,如果填料加的多,会导致抱轴,阻力大,能耗高等情况,加的少则密封效果差,渗漏量大,造成资源浪费和环境状况差。新设计泵采用机械密封,可有效杜绝泄露情况,实现零泄露。另外在轴封处装有可更换的轴套,以保护泵轴; 泵可以在不拆卸进、出口管路的情况下更换轴承、密封。机封在设计中实现在安装时固定死动静环,避免安装过程中产生的冲击力造成动静环损伤,造成密封效果差的情况,安装完成后,将两端机封的动静环锁紧装置松开,即可实现动静环自由伸缩,从而改善密封效果。转子部分与固定部分之间装有密封环、导叶套等进行密封,当密封环和导叶套的磨损程度已影响泵的工作性能时可予以更换。极大降低检修工作量。
 
5 多级泵的日常维护
由于化工环境、介质、水以及其他物质可能窜入油箱内,造成润滑油变质,导致轴承磨损甚至烧坏。因此,日常中要常观察润滑油质量和油位,定期补油和换油。泵在运行过程中,由于管路系统振动或泵产生气蚀等均会引起泵振动,应用测振仪定期检测振动值,并做好记录,及时比对检修,以免造成损坏后无法恢复。泵在运转过程中,要定期检测轴承的温度,检测方法是使用测温仪进行测量,避免轴承温度超过标准值,滑动轴承温度<65℃,滚动轴承<70℃,温度异常,要及时分析是否因冷却水不足、轴承缺油、润滑油变质、轴承安装或质量等方面的原因引起的。泵填料密封的泄漏,以每分钟泄漏 20 滴左右非常为合适,如果泄漏量较大,可慢慢紧固填料压紧螺栓,不能紧太紧,否则会造成填料烧掉、损坏泵轴和轴套,如果紧固起不到作用,需停机更换填料。现场泵一开一备,需定期对备用泵盘车检查,确认备用泵状况好,能起到备用作用。
 
6 结语
类似对称布置的多级泵有很多种,该种改型泵在设计中取掉了平衡盘装置,减少了间隙泄露,同时降低轴功率,有节约能源的效果。非常关键是,提高设备的使用寿命,减少因平衡盘磨损停工,造成的人力物力和财力的损失。
 
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