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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。