新工艺流程装置用高温高压加氢进料泵的选型与设计

　　加氢进料泵设计

　　加氢进料泵结构为卧式双壳体结构，内壳体为节段式多级离心泵，首级采用双吸叶轮及蜗壳式泵体。吸入口、吐出口均垂直向上布置，泵体采用中心线水平支承。可在不移动管路的情况下抽出内壳体进行维修。轴承为径向滑动轴承，并由推力轴承来承受残余轴向力，泵液体产生的轴向力由双平衡鼓型平衡机构平衡。叶轮采用顺序热装工序，并用卡环逐级定位。泵简体与泵盖之间采用高压缠绕垫密封。轴封采用机械密封，设置密封冷却腔及密封冲洗冷却系统。

　　1 泵水力设计

　　泵叶轮、蜗壳及导叶是泵的核心部件，它决定泵产品性能的优劣。水力设计采用我公司开发的已有较好水力模型，对首级叶轮采用抗汽蚀结构的双吸叶轮，同时兼顾效率的设计。次级叶轮、蜗壳及导叶使用效率较高的水力模型。

　　2 泵的耐高温

　　高压设计由于泵在高温下运行，壳体的上部温度高于下部温度，壳体会产生中间向上的弯曲，而转子部件由于自身重量中间向下弯曲，加大偏心量以至于转子和定子部件中间下部间隙减小甚至没有间隙。对策是在定子中间加一处支承，定子、转子密封环采用膨胀系数相近、抗咬合材料，适当加大密封环之间的间隙，采用暖泵和保温系统减小上下壳体温差，避免泵运行或启停时发生转子卡涩、抱死等故障。泵在高温运行时，由于不同材料的受热线膨胀系数不同，不同材料的零部件的变形量大小也不同。高压加氢泵轴系较长，芯包与泵简体的变形量不同，芯包变形大，主法兰处会导致泄漏，芯包变形量小，中段级间处会泄漏。对策是设计一组缠绕垫或碟形弹簧为芯包与泵简体之间提供补偿余量，保证高温时不会出现密封力过小或过大导致静密封失效。泵设计为耐高压的双简体结构，从而提供了一套安全屏障，以免高温易燃液体外泄发生事故。采用高速转子设计使泵轴向及径向尺寸减小，以减小泵的重量，提高泵的运行稳定性。

　　3 轴向力平衡机构

　　双平衡鼓具有自调节轴向力的优点，但启动和停车时不可避免的轴向接触会引起平衡鼓端面的磨损和咬合故障。在轴向增加一个双向推力轴承以承担一小部分轴向力，平衡鼓端面预留一定间隙避免事故发生，通常设计平衡鼓承受90%的轴向力，其余由推力轴承承受。高温泵在平衡鼓较长、小轴径间隙处易发生磨损和卡转子现象，为提高设备安全运行的可靠性，适当增加设计间隙，采用与密封环相同的抗咬合材料。

　　4 轴密封设计

　　轴密封是离心泵中关键部件之一，密封失效时会产生大量泄漏。密封设计采用现有的先进的集装式流体动压型机械密封，密封压缩量及定位尺寸在装配时能准确确定，动、静环安装状态好可提高运行稳定性和寿命。在密封外侧设计一圈冷却水腔用以隔离热源，同时密封冲洗系统为轴封提供优良安全运行的环境，也是密封设计的关键。

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