多级离心泵抽级改造后的应用.pdf

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1、中石化工股份有限公司荆门分公司(湖北448039)胡承志【摘要】针对荆门石化70万“a汽油加氢装置反应进料泵的扬程存在较大富余量进行分析，通过对该泵采取抽级并增大出口管线调节阀开度的方式进行改造，解决了装置后期扩能需求及超电流的问题，改造后运行效果良好，不仅满足工况条件要求，而且取得了良好的经济效益。【关键词】多级离心泵抽级改造一、前言荆门石化70万t／a汽油加氢装置于2009年年底投运，该装置反应进料泵型号为DS80一240／8A，结构采用多级径向剖分两端支撑离心泵结构，其符合APl610标准中BB5型泵结构，该进料泵是加

2、氢装置中关键设备之一，其性能的优劣直接影响汽油加氢装置能否安全高效运行。自投运以来该泵运行状况良好，但由于选型不合理，该泵富余压头较大，泵出口压力远高于系统工艺压力。在现有流量为91．5m3／h的工况下，通过泵出口节流对流量进行调节，此时出口调节阀的开度仅为38％，由于该装置后期需要进行扩能，流量将提升至114～122m3／h。因此，在保证流量和压力满足生产，且电动机不超电流的前提下，对该泵进行改造，以满足装置的“长、满、优”的工艺需求。二、运行情况分析Ds80—240／8A型反应进料多级泵的设计参数见表1，其结构如图1所示

3、。表1DS80一240／8A型多级泵设计参数通用卸解、Ⅵ、LL⋯、．(()1111()15年前Hj9图1DS80一240／8A型多级泵结构税腑扰m厨谢遵．川工肼纪&诎砌石m然根据装置的实际工况可知，DS80—240／8A型反应进料多级泵的进口压力为0．2MPa，装置的反应器系统压力为2．5MPa，综合考虑管路系统中沿程损失、局部损失以及泵安装高度，当泵出口压力≥3．3MPa时，即可满足工艺要求。由于后期该装置进行扩能，需加大流量，因此对该多级进料泵进行扩能试运行试验。通过增大出口调节阀的开度来提高流量，当流量由91．5m3，

4、11提升至10lm3／ll时，测得电路中电流值由260A上升至280A，接近电动机过电流保护电流286．3A，考虑到装置生产的安全稳定性，不宜再开大调节阀提升流量。然而装置扩能后需要的流量为114～l22m3m，故通过此方法不能满足扩能后的工况要求，因此需对该泵进行改造。三．改造方案及措施1．改造方案理论依据泵运行的工况点由泵特性曲线与装置特性曲线共同决定，通常改变工况点的途径有三种：1)改变泵的特性曲线。2)改变装置的特性曲线。3)同时改变泵的特性曲线和装置的特性曲线。根据现场试运情况进行分析，采用前两种方法增加泵流量，泵

5、的功耗会增加，电动机会出现过电流保护，针对此种情况，只有更换比原电动机功率大的电动机才能满足要求。综合装置运行成本及改造实施的风险，采取第三种途径进行泵的改造。对于多级离心泵而言，通过切割叶轮、变频调节、抽级等处理均可改变泵的特性曲线，但该多级泵为低比转速泵，切割叶轮会对流量产生较大的影响，且装置扩能需要提高流量，切割叶轮和变频调节均不能满足提高流量的要求，故而通过抽级的措施更合适。通过抽级以及泵出口调节阀的调节，同时改变泵和装置的特性曲线，使得两者的特性曲线相交于工艺所需的工况点上，且泵在该工况下运行，电动机电流满足工艺要

6、求。泵和装置的特性曲线如图2所示。由图2可知，I和Ⅱ表示泵抽级前、后的特性曲线；月，和尺：表示调节阀在不同开度下装置的特性曲线，A和B为抽级前、后泵与装置特性曲线的交点(工况点)。B工况点对应的流量为装置扩能后所需的最大流量点，若泵在该工况点运行时，电动机不过载，则在理论上通过该方案进行改造能够满足工况要求。乏驰耀图2泵和装置的特性曲线2．理论估算根据该泵的性能曲线查得其优先工作区为90～125m3，h，抽级前：泵入口压力p。=O．2MPa，泵出口压力p。=4．5MPa，此时泵流量为Q。=91．5m3／h；通过改造抽级，为满

7、足装置扩能后最大流量需求，泵流量为Q。=122m3／h。由此判定A、B两工况点均处于优先工作区内，其效率的相差甚微，可忽略不计。因泵在A工况点运行时电动机不过载，假设泵处于曰工况点运行时的有效功率和A工况点相同，故可根据功率核算在B工况点流量下，对应的泵出口压力m满足工艺需求即可。根据伯努利方程：p0／pg+记／29+z。+￡仁pi／pg+v；／29+zi(1)在加氢进料装置中，泵进出截面上的动能差和高度差均不大，故扬程舸表示为液体介质压力的升高，即：，仁(p。一p。)／pg(2)根据分析A、B两工况点泵有效功率相等，则可得

8、泵有效功率：Ⅳc=JDgQ删1000(3)即：Q。(p。一p。)=Q。(pB—p。)(4)式中Q。、Q。——A、曰工况点流量；p0_泵进口压力；以、p。——A、8工况点出口压力。经计算曰工况点，泵出口压力p。=3．42MPa，高于装置工艺压力3．3MPa，故泵流量、出口压力均可满足工艺要求