旋壳泵原理与特点.ppt

一种全新概念 全新结构 高压力 高效节能 高可靠性的泵类产品旋壳泵 江苏海狮泵业制造有限公司 离心泵的工作原理 离心泵的工作原理是 液体经过叶轮时动量矩增大 再通过涡壳或导叶将部分动能转换成压力能 旋壳泵的原理 输送的液体通过联接头的进液部分进入转鼓外盖的叶片部分 液体随叶片高速旋转获得动能 沿轴向进入转子内腔 液体与转子作同步高速旋转 液体沿切向进入集液管并进行能量转换 将转子内液体的势能 动能转换压力能 液体通过出液管流入工艺管线 旋壳泵的结构图 转子部件 定子部件 密封部件 轴承座部件 化工 石油化工企业对泵的要求 一 基本要求必须满足流量 扬程 压力 温度 汽蚀余量等工艺参数的要求 必须满足介质特性的要求 必须满足现场的安装要求 二 使用要求高可靠性 运行安全 连续运行时间长 高效率 运行成本低 结构简单 易损件少 维修方便 性能调节方便 适应于工艺调整的需要 小流量 高扬程泵的选用 工艺流程中需要大量的特低比转数 流量值相对于扬程值很小 泵 现在大多采用 多级泵高速泵柱塞泵这些泵均能满足流程的基本需要 但在可靠性 节能 维修方便性等方面并不尽如人意 我们简单分析如下 多级泵 结构复杂 多级叶轮 导叶串联安装 承受高压零件多 面积大 两套机械密封 高压端平衡盘 平衡套磨损后 机械密封承受压力高 双支撑结构 轴承位于泵的两端 一旦叶轮腐蚀 磨损或平衡盘 平衡套磨损 轴承受力大 流量小时效率较低 易损件多 备件量大 费用高 维修麻烦 维修时间长 流量扬程变化大时 需更换新泵 高速泵 承受高压部位面积大 结构复杂 效率低 密封寿命短 轴承寿命短 轴承的润滑 冷却系统复杂 易损件多 维修费用高 维修困难 工艺上偏大流量运行时 运行不稳定 柱塞泵 出口有压力脉动 噪声大 体积大 采用填料密封 不能适用有毒 易燃 易爆的介质 如采用隔膜泵虽解决了泄漏问题 但隔膜片极易破裂且检修频繁 维修困难 费用高 旋壳泵 高速泵 多级泵 柱塞泵的替代产品 鉴于目前国内特低比转数泵存在的缺点 江苏海狮泵业制造有限公司在广泛调研的基础上 历时6年 经过大量的研究试验 开发了HXK系列高压 高效节能旋壳泵 并于2006年12月9日通过了中石化重大装备国产化办公室组织的鉴定 旋壳泵概述 全新的设计理念全新的结构特点更高的效率更高的可靠性更低的运行成本更方便的维护 全新的结构特点 机械密封密封进口液体 只承受进口压力 整个外部构件的高压段只有联接头的出液部分和出液管 介质不可能进入轴承箱体 结构简单 更高的效率 对于相同流量 扬程的旋壳泵 高速泵 多级泵 在流量低于6m3 h的情况下 旋壳泵的效率比高速泵高一倍 比多级泵高20 在流量6m3 h 16m3 h的情况下 旋壳泵的效率比高速泵高20 以上 和多级泵持平 流量大于25m3 h时 效率与多级泵持平 在四川内江天科有二台输送苯 甲苯 二甲苯混合液的泵 流量5m3 h 扬程460m 分别有我们的旋壳泵 其他企业的多级泵 高速泵参与竞标 配套电机分别为30kW 55kW 75kW 虽然我们的价格相对高一些 当用户通过运行成本分析 与其它泵相比 一年可节电20 36万度 光从节约的电费一年就可以收回全部投资 旋壳泵 高速泵 多级泵的效率比较 更高的可靠性 具有比高速泵更低的转速密封更为可靠更长的轴承寿命更平稳的运转性能更长的整机寿命 比高速泵的转速更低 密封更为可靠 密封的寿命在同等的冷却润滑条件下 主要取决于摩擦副的PV值 P 机封承受的压力 V 摩擦副的线速度 旋壳泵密封只承受进口压力 转速比高速泵低得多 高速泵密封只承受进口压力 转速比旋壳泵 多级泵高得多 多级泵需采用两套密封分别对泵的进 出部位进行密封 转速低 但出口部位的密封承受比旋壳泵 高速泵高得多的压力 旋壳泵的PV值远低于高速泵 多级泵 密封预期寿命25000小时以上 高速泵 多级泵的密封预期寿命8000小时左右 更长的轴承寿命 在同等的润滑条件下 轴承的寿命取决于轴承的受力 泵速度 泵本身产生的污染 旋壳泵转速低 基本上没有轴向力 没有不平衡径向力 密封 壳体损坏时介质不可能进入轴承箱 高速泵轴承的速度高 密封的泄漏 一般有小于每小时3ml的泄漏 该泄漏为肉眼不可见汽相 进入轴承箱 时间长齿轮磨损易造成轴承损坏 多级泵轴承承受较高的轴向力及不平衡径向力 更平稳的运行特性 旋壳泵 多级泵的扬程特性从大流量到关死点为连续上升的曲线 在管道特性发生变化时 运行都稳定 高速泵的特性曲线为一个窗口 在泵的喉部流速等于叶轮外周液体的旋转速度时 扬程从正常扬程立即降到零 在流量偏大时 运行不稳定 多级泵在更换转子部件后 由于很多用户不具备做动平衡的条件 泵易产生振动 更低的运行成本 在小流量情况下 旋壳泵具有比高速泵 多级泵高得多的效率 节电明显 旋壳泵轴承 密封寿命长 连续运行周期长 旋壳泵易损件少 维护费用低 旋壳泵 高速泵 多级泵易损件比较 旋壳泵 高速泵 多级泵的通用性比较 旋壳泵的理论及高效率的原因 从关死点扬程的回收来看 旋壳泵的Ht 0 97 0 98 u22 g 而离心泵 高速泵的Ht 0 6 0 7 u22 g 我们通过泵在运行工程中的损失来说明为什么旋壳泵的效率高于高速泵 离心泵的损失由以下几部分组成一 机械损失1 主要是轴承 密封等部位的摩擦损失 这一点旋壳泵和高速泵 离心泵基本相同 2 圆盘磨擦损失 对壳体不旋转的泵 摩擦损失功率Pm n3ra5 而旋壳泵只有集液管很少的表面积与液体进行摩擦 且这一表面可以抛光成镜面 所以旋壳泵的圆盘磨擦损失要低得多 二 容积损失主要是叶轮密封环的泄漏 多级泵的级间泄漏 平衡盘的泄漏等 这一点 旋壳泵的损失是很小的 旋壳泵的理论及高效率的原因 二 水力损失泵水力损失发生在整个泵从进口到出口过流部件的水力损失 它由沿程损失 边界层分离 弯道中的流动和二次流等组成 旋壳泵的主要损失产生于集液管中的水力损失 综上所述 旋壳泵高的速度头与压力头的转换 低的摩擦损失 是旋壳泵在中等速度下产生高扬程并具有高效率的原因 典型的性能曲线 HXK400S2 由于旋壳泵和离心泵不同 不可能通过切割叶轮来改变泵的性能参数 为了提高通用性 我们采用改变转速的方法来改变泵的性能范围 增速方式及优缺点 1 皮带轮增速 功率小于55kW时考虑 这种方式流量 扬程相对固定 价格较低 如工艺要求调节性能 和离心泵一样 需调节泵的出口阀门 2 变频器及普通电机 转速小于3500r min变频器及高频电机 转速大于3300r min这种方式性能调节方便 特别是在工艺设计时为了保证调节阀的可调节性 泵的扬程一般都留有20 的调节余量 运行时通过变频调节 可以稳定在需要的工况点运行 节约能源 缺点是价格较高 3 增速箱 功率大于55kW 这种方式流量 扬程相对固定 价格相对较低 如工艺要求调节性能 和离心泵一样 需调节泵的出口阀门 旋壳泵的典型安装配置图 旋壳泵在低汽蚀余量情况下的应用 受泵进口段结构尺寸限制 流量 50m3 h以后 NPSHr达到7m以上 100m3 h以后 NPSHr达到10 30m 在皮托管泵的进口串联一台流量相同的离心式增压泵 使皮托管泵的进口压力增大 即提高NPSHa NPSHr 1m 泵就不汽蚀了 旋壳泵的制造材料 1 集液管 高强度高硬度的沉淀硬化型不锈钢17 4PH316L 转速相对较低时 哈氏C 2762 转鼓 联接头 出液管等过流部件 CS 304 304L 316 316L CD4MCu CA 6NM3 轴承架 CS4 轴 ANSI4140 42CrMo 主要的分供方 1 轴承 SKF NSK2 电机普通高频电机 佳木斯和南阳电机有限公司的高频防爆电机3 机械密封四川日机密封有限公司浙江嘉善城西机械密封件厂上海博格曼有限公司 旋壳泵型谱 旋壳泵性能参数表 中国石化集团重大装备国产化办公室于2006年12月9日组织对我公司高压 高效节能旋壳泵进行了鉴定 鉴定证书 鉴定意见 鉴定委员会名单 旋壳泵使用范围 造纸 纸浆食品化工 石油化工石油精炼矿山汽车钢铁能源海水淡化水注射电力 中国石化集团清江石化计量隔膜泵改造图片 金陵石化众多多级泵及柱塞泵改造图片 云南沾化轴封水多级泵改造图片 内江天科化工苯加氢项目计量柱塞往复泵改造图片 成都宇源化工甲醇项目四柱塞往复泵改造图片 重庆江北化肥厂多级泵改造图片 内江天科化工苯加氢项目多级泵及计量柱塞泵改造图片 应说明的几个问题 由于集液管材质的限制 不宜输送强腐蚀介质 由于集液管内过流断面较小 不宜输送含硬颗粒介质或粒径大于1mm的软性介质 泵的最高进口压力不宜超过1 4MPa 一般使用温度为120 以下 采取冲洗冷却措施及使用Kalrez O 形圈 使用温度可达288 由于未查到国内外有关粘度对旋壳泵性能的影响及换算方式 我公司尚未进行相关试验 高粘度介质还不宜批量使用 为准确选用密封及 O 形圈 如需要选用旋壳泵 请提供详细的介质 工况条件及性能参数 下一步研究的工作 解决集液管内部的抛光工艺 争取将效率提高3 5个百分点 对转子外盖的流道进行研究 提高泵在大流量的抗汽蚀性能 进行粘度对性能的影响试验 确定粘性介质对流量 扬程 效率的换算数据 我公司的其它产品 HZA HZAO HZE HZEO系列API610标准化工流程泵HCZ IH系列ISO标准化工离心泵QXP系列小流量 高扬程切线流泵AY系列单 双级离心油泵HLD系列单支管长轴立式泵FY系列立式液下泵HZX系列悬挂式蒸发循环泵CQB系列磁力驱动泵WFB系列立式无密封自控自吸泵HZB系列卧式自吸式化工离心泵G型螺杆泵管道泵 齿轮泵 塑料泵 纸浆泵 保温泵等 API610标准石油化工流程泵HZA HZAO HZE HZEO系列 流量 3 2600m3 h扬程 4 250m使用温度 HZA HZAO系列 20 180 HZE HZEO系列 70 450 使用压力 HZA HZAO系列2 5MPaHZE HZEO系列5 0MPa HZA O 系列产品执行API610 美国石油学会离心泵规范 标准 性能稳定可靠 HZA O 系列泵泵体为脚支撑 可以承受来自外界载荷直接传给基础 HZE O 系列产品执行API6108th标准 泵壳采用中心支撑方式 消除了由于高温膨胀对中心高的影响 保证本和电机的同轴度 轴承润滑方式为稀油润滑 由恒位油杯控制油位 充分保证轴承在良好润滑状态下工作 使轴承具有最佳使用寿命 叶轮为闭式 开式 半开式叶轮 由背叶片或平衡孔平衡轴向力 残余轴向力由轴承平衡 上述泵设计寿命25年 连续运行寿命3年 HCZ系列化工流程泵 流量 6 2000m3 h扬程 3 160m设计压力 2 5MPa HCZ系列标准化工泵是卧式 单级 单吸离心泵 其尺寸和性能符合DIN24256 ISO2858标准 其性能范围包括了IH系列标准化工泵所有性能 其效率 汽蚀性能等指标均超过了IH型泵 可与IH型泵进行单机互换 适用于输送低温或高温液体 中性或有腐蚀性液体 清洁或内含有固体颗粒的液体 HCZ系列泵泵体为脚支撑 可以承受来自外界载荷直接传给基础 轴承润滑方式为稀油润滑 由恒位油杯控制油位 充分保证轴承在良好润滑状态下工作 使轴承具有最佳使用寿命 叶轮为闭式 开式 半开式叶轮 由背叶片或平衡孔平衡轴向力 残余轴向力由轴承平衡 该系列泵采用高可靠性重轴结构 QXP系列小流量 高扬程切线流泵 流量 0 1 15m3 h扬程 16 120m设计压力 1 6MPa QXP系列切线流泵采用专利技术 专利号 02257686 X 设计制造的一种单级单吸部分流泵 该泵针对小流量 高扬程 特别是含固介质容易磨损的工况而设计 QXP系列泵从零流量至设计点变化时 其扬程为一恒定值 适用于各种要求泵具有自调特性的工艺流程 QXP系列泵采用开式星型叶轮 其叶轮对前后盖板的间隙不敏感 当由于介质腐蚀磨损造成间隙增大时 泵的性能基本保持不变 WFB系列无密封自控自吸泵 流量 0 75 6858m3 h扬程 8 200m自吸高度 3 5 6m WFB系列无密封自控自吸泵 是填补国内空白的首创产品 该产品具有耐温 耐压 耐磨一次引流 终身自吸等多种功能 采用连环式多面离心密封装置 革除了传统水泵的填料密封 机械密封 彻底制服了跑 冒 滴 漏 是替代原各种长轴液下泵 潜水泵 潜污泵等最理想的设备 目前主要生产不锈钢 增强聚丙烯 铸钢 铸铁等多种材质的系列整机 HLD系列长轴离式泵 流量 10 5040m3 h扬程 13 140m液下深度 13m HLD系列立式多级长轴液下泵采用浸没式叶轮 立式安装 它具有结构紧凑 工作平稳 操作简单 维护方便 占地面积小 通用化 标准化程度高的优点 是我公司吸收了世界发达国家立式长轴泵设计和制造的先进经验 为适应我国市场需求研制和发展的先进成熟的系列产品 该产品具有工业给排水 城市饮用水 生活消防及江 河 湖 海取水等多种用途 适合冶金 矿山 化工造纸 水电站 火电站等工农场所 FY系列液下泵 流量 1 6 2600m3 h扬程 4 132m液下深度 6m FY型耐腐蚀泵立式液下泵是一种单级单吸长轴式液下离心泵 起标记 额定性能点和法兰连接尺寸等效采用ISO2858国际标准 技术条件采用ISO5199标准 与原FY型耐腐蚀液下泵相比 具有体积小 效率高 节能效果好 运行可靠等优点 适用于输送不含固体颗粒 磨料的腐蚀性介质泵的输送温度一般为0 105 温度在 20 0 105 180 时可采用保温夹套及冷却夹套 采用低温或高温耐磨导轴承 此类情况用户应说明 如输送介