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1、第41卷第3期化工機械395汽提塔釜液泵振動的原因分析及解決辦法張海波“雷剛2(1．中國石油蘭州石化公司石油化工廠；2．渤海裝備蘭州石油化工機械廠)摘要為了解決汽提塔釜液泵長期處于振動狀態(tài)的問題，通過對汽提塔的工況、泵軸的理論強度計算、汽蝕余量計算及g．L垂4-i--v-況等多方面進行分析，給出了汽提塔工藝指標和操作方法的具體要求，并提出了合理的改造建議。關鍵詞離心泵振動汽蝕飽和蒸汽壓中圖分類號TQ051．8文獻標識碼B文章編號0254-6094(2014)03-0395-03蘭州石化公司石油化工廠年產24萬t的乙烯裝置初分餾單元主
2、要任務是冷卻裂解爐裂解出來的產物，使氣液兩相產品分離，同時回收裂解產物的熱量，用于預熱原料，工藝冷凝液發(fā)生稀釋蒸汽供裂解爐使用。1初分餾單元流程初分餾單元主要由氣油分離系統(tǒng)、急冷水系統(tǒng)、工藝水汽提和稀釋蒸汽發(fā)生系統(tǒng)組成(圖1)。在急冷水系統(tǒng)中來自急冷塔107一E塔釜含油較多的工藝水，由泵104．J／JA、102-L／LA通過工藝冷凝預熱器112．C與工藝冷凝液塔102一E塔頂氣體換熱后，送往工藝冷凝塔塔頂，用該塔再沸器產生的蒸汽汽提，以脫除工藝冷凝液中所含的酸性氣體和易揮發(fā)的輕烴類組分。塔頂汽提出的氣相產物與工藝冷凝進料換熱后返回急
3、冷塔。經汽提的工藝水，經過泵108．J／JA，通過工藝冷凝液預熱器107．C、143．C、145一C與中壓蒸汽凝液換熱后進入103一F中，最終產生稀釋蒸汽送往爐區(qū)。圖1初分餾單元流程示意圖2設備現(xiàn)狀2009～2011年汽提塔釜液泵108一J／JA多次發(fā)生軸背帽脫落或軸斷裂現(xiàn)象。在最初幾次軸斷裂后加大了背帽尺寸，但運行一段時間后背帽仍然脫落，偶爾軸也會發(fā)生斷裂。再次將背帽尺寸加大，并且在背帽上增加了防脫螺栓，泵在運行較長時間后仍然發(fā)生背帽脫落和軸斷裂現(xiàn)象。這種改變背帽尺寸和加防脫螺栓的方法并沒有徹底改+張海波，男，1983年7月生，工
4、程師。甘肅省蘭州市，730070。396化工機械2014年變泵的不良運行狀態(tài)，嚴重影響了裝置的長周期生產，給企業(yè)造成了巨大的經濟損失。為了解決汽提塔釜液泵長期處于振動狀態(tài)的問題，通過對汽提塔的工況、泵軸的理論強度計算、汽蝕余量計算及泵運行工況等多方面進行分析，給出了汽提塔工藝指標和操作方法的具體要求，并提出了合理的改造建議。3原因分析3．1機泵的理論計算及分析汽提塔釜液泵108．J／JA的型號為BHP80．1000III，其設計參數(shù)、實際參數(shù)值如下：介質工藝冷凝液介質密度958kg／m3介質粘度720．8IzPa·s操作溫度(設計)
5、110—1250C操作溫度(最高)132℃操作壓力1．3MPa設計流量50m3／h實際流量25m3／h泵的入口直徑150mm泵的出口直徑80mm揚程110m軸功率59kW轉速2950r／min允許汽蝕余量3m軸材料2Crl3許用應力635MPa軸背帽端尺寸20mm3．1．1泵軸的強度計算根據科學理論可知轉矩計算式為¨1：肘：159．2生(1)，I式中肘——作用在軸上的轉矩，N·m；J＼r廣軸傳遞的功率，kW；，l——軸的轉速，r／s。經計算M=191N·In。剪應力計算式為口o：肘?fp2礦oz，式中睨——抗扭截面模量，mm3；丁。
6、——實際剪切應力，MPa。經計算r。=121．66MPa。材料許用最大剪切應力下。與拉伸屈服極限or。之間的關系為拉1：r。=(0．55一o．60)盯。(3)r。=350MPa，丁。7、、1．38m／s。而根據額定流量Q=50m3／h，計算得到額定流速為u=0．785m／s。離心泵的臨界汽蝕余量(NPSH)。和允許汽蝕余量(NPSH)，計算式分別為H。：M：(NPSlt)。=云+h¨．I(4)-6(NPStt)。=(1VPStt)。+0．5(5)式中
8、Iln．．?！萌丝诘饺~輪入口壓頭損失，m?？梢杂嬎愠霰萌肟诘饺~輪人口壓頭損失hn．1一I=2．469m，(NPSH)，=2．9768m，由此可知，流量變化對汽蝕余量的影響不大。3．1．3阻力降對機泵汽蝕余量的影響范寧公式的表達式為Ho：2Apf=A÷·譬(6)式中
9、d——管道的直徑；f——管道的長度；△p，——流體在管道內的阻力降，Pa；“——介質的流速，m／s；A——無量綱的系數(shù)；P——介質的密度。根據雷諾數(shù)來判斷流動流體的狀態(tài)，Re=aup／g=77751>4000，故人VI管線流型為湍流。
