醋酸系统高速泵性能的提升与优化

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1、第6期．69一醋酸系统高速泵性能的提升与优化万富国，朱健，徐民‘(兖矿国泰化工有限公司，山东滕州277527)[摘要]美国胜达因公司出品的立式单级离心高速泵，技术含量高，装配精度要求高，价格昂贵。本项目为利用目前设备进行研发，提升设备性能，以满足系统高负荷运行要求。实施结果，在不停车状况下实现了甲醇送料泵流量的提升，实现了增产节能降低费用的要求。[关键词]高速泵；新型扩散器；叶轮；性能提升近几年，国内外厂商纷纷投资建设大型生(3)相关电气、仪表配套设旖的实施。产装置，原有的生产厂家也进行改造扩充产能，造成国内醋酸产能迅速增长。兖矿国泰公司的醋酸装置原设计能力为年产20万吨，经过200

2、7年扩产改造，经过近一年的扩产试运行，生产过程中出现了许多新问题，如：甲醇投料量在原20万吨的设计基础上不能满足系统高负荷要求，严重制约了扩产后装置的顺利连续运行，醋酸系统各工况高速泵流量等性能提升问题成为系统运行的瓶颈。为此决定研发新型扩散器及扩散器压盖，实现高速泵性能的提升优化，同时对相关配套叶轮、诱导轮、电机等零部件进行匹配选型。1主要技术指标要求(1)高压吸收甲醇泵LMV311泵，流量由3．5m／h提升N5．0m／h，扬程由430m(液柱)提升~lJ500m(液柱)；(2)吸收甲醇送料泵LMV322泵，流量由图1胜达因API泵系列LMV一311泵与齿轮箱剖面图10m／h提升到

3、16．Om~／h，扬程由370m(液柱)提升~lJ400m(液柱)；2．2高压吸收甲醇泵LMV311泵的改造。(3)重相泵LMV311泵，流量由18．2m／h提要求流量由3．5m。／h提升到5．0m／h，扬程由升~1J22．0m。／h，扬程由174m(液柱)提升N210m430m(液柱)提升~lJ500m(液柱)。(液柱)。A．核算流道面积，确定扩散器喉部高速流道2改造方案通流面积。2．1关键技术研发：原变速箱不变，根据泵比转速公式：=(1)研发的基本思路是在保持原有泵体、变；(Q一流量：H一扬程)在扬程确定的前速箱的基础上，根据工况要求通过核算喉孔通流提下，泵的流量由3,5m／h提

4、升为5．0m／h，核算喉面积，开发新型扩散器及扩散器压盖，实现高速部高速流道尺寸应相应增大。泵性能提升优化。根据离心泵稳定流量计算式：Q=4．44F×((P：一(2)利用原设备高价值零部件，通过核算和P】)／p)可得：选择、改造叶轮、诱导轮、机械密封、匹配的电动机、联轴器等部件，实现各个工况高速泵性能作者简介：万富国(1980_)，男，江苏南通人，本科学历，助理工程师，在兖矿国泰化工有限公司从事设备管理工作。的提升。70一■维修改造石20油10与年化第工13设卷备一F=Q／(4．44×((P2一P)／P))，(Q一流量；F=ⅡR2，R=3．99mrfl，D=8．0nllnF一流通面积

5、；(P：一P)一前后压力差；p一密度)修正核算喉部高速流道直径，由公式：目前喉部高速流道出口为：流量=喉部高速流道×叶尖切向流速×常F~=Q／(4．44×((P2一P1)／P)’)一3．5m／h／(4．44数，得：×(4．1MPa／O．85g／m1))=0．0034m2设计需要喉部高速流道出口尺寸经常数修正F原=ⅡR2，R=3为D=8．7mm．29mm，D=6．58mm设计需要喉部高速流道出口尺寸为：喉部高速流道出口尺寸与扩散器厚度是二次方关系，扩散器目前厚度经实测为h原=38irma；F=Q／(4．44×((P2一P1)／p))=5．0m／h／(4．44×(4．1MPa／0．85g

6、／m1)。)=0．0050m则设计需要的扩散器厚度为h=h原×(F／F原)=38mm)<(0．0050m2／0．0034m)。～=45mm；经过比较流量扬程性能范围图表，新型扩散经过白行研究开发新型扩散器，由美国胜达器可满足需用工况要求。因公司配合国泰公司进行结构性核算并实施加工根据公式验证有效汽蚀余量、必需汽蚀余量改造，共同进行高速泵性能提升优化研发。合格。B．核算并改造叶轮、诱导轮、机械密封等部(NPSH)a=—P—o一一P~-7-z。一∑，厉pgpg根据扬程及转速确定叶轮直径D=C；C(Nvsrt：丢+专一系数，不同结构的叶轮C值不同；“扬程H和叶轮直径D及转速13为正平方比关

7、系，转速越高或者叶轮直径越大，扬程越高；当综上所述，经过对喉部高速流道直径的核扬程一定时，叶轮直径和转速是反比关系，转速算，新型扩散器研究开发为全蜗壳单喉孔发散越高，需要的叶轮直径越小；经计算并修正后，型，需用喉部高速流道出口直径尺寸为8．7mm，在胜达因高速泵标准手册中选用适用于性能曲线扩散器厚度为45mm。上扬截止型的24片整体叶轮；选用适用于高吸入扩散器压盖与扩散器配套更换，由于扩散器比转速的胜达因专用锥形诱导轮；选用通用式串压盖为不受压部件，厚度由