汽提塔釜液泵振动的原因分析及解决办法.pdf

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1、第41卷第3期化工机械395汽提塔釜液泵振动的原因分析及解决办法张海波“雷刚2(1．中国石油兰州石化公司石油化工厂；2．渤海装备兰州石油化工机械厂)摘要为了解决汽提塔釜液泵长期处于振动状态的问题，通过对汽提塔的工况、泵轴的理论强度计算、汽蚀余量计算及g．L垂4-i--v-况等多方面进行分析，给出了汽提塔工艺指标和操作方法的具体要求，并提出了合理的改造建议。关键词离心泵振动汽蚀饱和蒸汽压中图分类号TQ051．8文献标识码B文章编号0254-6094(2014)03-0395-03兰州石化公司石油化工厂年产24万t的乙烯装置初分馏单元主

2、要任务是冷却裂解炉裂解出来的产物，使气液两相产品分离，同时回收裂解产物的热量，用于预热原料，工艺冷凝液发生稀释蒸汽供裂解炉使用。1初分馏单元流程初分馏单元主要由气油分离系统、急冷水系统、工艺水汽提和稀释蒸汽发生系统组成(图1)。在急冷水系统中来自急冷塔107一E塔釜含油较多的工艺水，由泵104．J／JA、102-L／LA通过工艺冷凝预热器112．C与工艺冷凝液塔102一E塔顶气体换热后，送往工艺冷凝塔塔顶，用该塔再沸器产生的蒸汽汽提，以脱除工艺冷凝液中所含的酸性气体和易挥发的轻烃类组分。塔顶汽提出的气相产物与工艺冷凝进料换热后返回急

3、冷塔。经汽提的工艺水，经过泵108．J／JA，通过工艺冷凝液预热器107．C、143．C、145一C与中压蒸汽凝液换热后进入103一F中，最终产生稀释蒸汽送往炉区。图1初分馏单元流程示意图2设备现状2009～2011年汽提塔釜液泵108一J／JA多次发生轴背帽脱落或轴断裂现象。在最初几次轴断裂后加大了背帽尺寸，但运行一段时间后背帽仍然脱落，偶尔轴也会发生断裂。再次将背帽尺寸加大，并且在背帽上增加了防脱螺栓，泵在运行较长时间后仍然发生背帽脱落和轴断裂现象。这种改变背帽尺寸和加防脱螺栓的方法并没有彻底改+张海波，男，1983年7月生，工

4、程师。甘肃省兰州市，730070。396化工机械2014年变泵的不良运行状态，严重影响了装置的长周期生产，给企业造成了巨大的经济损失。为了解决汽提塔釜液泵长期处于振动状态的问题，通过对汽提塔的工况、泵轴的理论强度计算、汽蚀余量计算及泵运行工况等多方面进行分析，给出了汽提塔工艺指标和操作方法的具体要求，并提出了合理的改造建议。3原因分析3．1机泵的理论计算及分析汽提塔釜液泵108．J／JA的型号为BHP80．1000III，其设计参数、实际参数值如下：介质工艺冷凝液介质密度958kg／m3介质粘度720．8IzPa·s操作温度(设计)

5、110—1250C操作温度(最高)132℃操作压力1．3MPa设计流量50m3／h实际流量25m3／h泵的入口直径150mm泵的出口直径80mm扬程110m轴功率59kW转速2950r／min允许汽蚀余量3m轴材料2Crl3许用应力635MPa轴背帽端尺寸20mm3．1．1泵轴的强度计算根据科学理论可知转矩计算式为¨1：肘：159．2生(1)，I式中肘——作用在轴上的转矩，N·m；J＼r广轴传递的功率，kW；，l——轴的转速，r／s。经计算M=191N·In。剪应力计算式为口o：肘⋯fp2矿oz，式中睨——抗扭截面模量，mm3；丁。

6、——实际剪切应力，MPa。经计算r。=121．66MPa。材料许用最大剪切应力下。与拉伸屈服极限or。之间的关系为拉1：r。=(0．55一o．60)盯。(3)r。=350MPa，丁。

7、、1．38m／s。而根据额定流量Q=50m3／h，计算得到额定流速为u=0．785m／s。离心泵的临界汽蚀余量(NPSH)。和允许汽蚀余量(NPSH)，计算式分别为H。：M：(NPSlt)。=云+h¨．I(4)-6(NPStt)。=(1VPStt)。+0．5(5)式中

8、Iln．．。——泵人口到叶轮入口压头损失，m。可以计算出泵入口到叶轮人口压头损失hn．1一I=2．469m，(NPSH)，=2．9768m，由此可知，流量变化对汽蚀余量的影响不大。3．1．3阻力降对机泵汽蚀余量的影响范宁公式的表达式为Ho：2Apf=A÷·譬(6)式中

9、d——管道的直径；f——管道的长度；△p，——流体在管道内的阻力降，Pa；“——介质的流速，m／s；A——无量纲的系数；P——介质的密度。根据雷诺数来判断流动流体的状态，Re=aup／g=77751>4000，故人VI管线流型为湍流。