化工流程泵結(jié)構(gòu)設(shè)計及工藝難點

近年來，隨著石化裝置技術(shù)水平的進步，要求設(shè)備以單機、滿負(fù)荷、長周期方式工作，顯現(xiàn)出許多現(xiàn)有泵系列的結(jié)構(gòu)和性能特性已不適于的裝置要求，僅依賴于泵經(jīng)濟負(fù)擔(dān)又過重。過去國內(nèi)生產(chǎn)的多級離心式流程泵主要是受鑄造等生產(chǎn)技術(shù)水平限制，結(jié)構(gòu)不盡合理，如過渡流道采用單流道肘形彎管，流體損失大、效率低等。有的裝置采用帶平衡盤的多級泵，由于泵軸是撓性軸，易彎曲并左右串動平衡軸向力，導(dǎo)致軸套和平衡盤的研磨，以及機械密封的損壞，造成性差等。

針對目前國內(nèi)離心式流程泵存在的問題，考察了流程泵的發(fā)展情況，設(shè)計了新型的兩級離心式石油化工流程泵。經(jīng)多家化工廠使用證實，性能指標(biāo)和性均達(dá)到了水平。

所設(shè)計的新流程泵為渦殼式多級離心泵，采用徑向剖分式的兩級兩端支承形式，其結(jié)構(gòu)按高揚程、高溫介質(zhì)考慮。連接兩級的級間流道為雙流道與泵殼鑄為一體，這種內(nèi)級間流道與外回流流道相比，泵殼外形尺寸較小，結(jié)構(gòu)緊湊，減少了密封面及級間損失，但泵殼的鑄造工藝復(fù)雜，與國內(nèi)常見的肘形級間流道相比，水力性能好；與節(jié)段式多級泵比較，避免了平衡盤容易磨損等缺陷。

為提高泵的汽蝕性能，第1級葉輪采用雙吸葉輪，第2級為單吸葉輪?？紤]平衡第2級的軸向力，在葉輪后蓋板處加密封環(huán)并開平衡孔，同時可降低左端機械密封的壓力，使密封為。

渦殼式泵在偏離設(shè)計工況下運行時，渦室內(nèi)的壓力沿液體流動方向不斷增加或減少，從而會產(chǎn)生一個沿徑向作用在葉輪上的合力。對于揚程高、尺寸大的泵，此徑向力會大。為平衡徑向力，第1級和第2級都采用了雙渦室結(jié)構(gòu)，與相鄰兩級采用單蝸室相差180。對稱分布的結(jié)構(gòu)比較為合理，同時使下葉輪流速分布加均勻，提高水力性能。

軸封采用機械密封，可整體拆裝，便于換。葉輪的軸向定位靠卡環(huán)，而不采用定位軸套，以便盡可能增大軸徑，提高軸的剛度，并防止因介質(zhì)壓差引起軸的沖刷，以利于增加運行的性。機械密封函體外鑄有水冷夾套，軸承體和支座也都有冷卻腔，用來暖泵及輸送高溫介質(zhì)時冷卻泵。

由于在化工裝置中不能使用性能曲線有駝峰的泵，故在葉輪設(shè)計時采用小葉片出口角、少葉片數(shù)和大葉片包角等設(shè)計方法，以泵的性能曲線是單調(diào)下降的。

為使泵適應(yīng)于煉油、石油化工、化學(xué)制品等各行業(yè)，擴大泵的使用范圍，根據(jù)輸送介質(zhì)的腐蝕性和溫度等采用了不同的材料和多種冷卻方式，以適應(yīng)不同的用途，這樣使泵的造價和運行成本為經(jīng)濟合理。

這種泵的生產(chǎn)制造難點是泵體的整體鑄造，泵體兩端有吸入口與吐出口，兩級均為雙渦室壓水室，中間為X形分布的兩個過渡流道，壁厚不均勻，這些因素給鑄造帶來了很大的難度。經(jīng)過仔細(xì)分析、比較論證，采用與泵體軸線垂直放置的澆注位置，五開箱形式，流道由6個芯子組成，在鑄件上部及法蘭處放置冒口，在中部及下部的熱節(jié)處放置冷鐵芯，樹脂砂造型、制芯的工藝方案，了鑄件的質(zhì)量。