BDO装置BYD进料泵的优化设计

　　进口BYD进料泵的问题分析

　　总结进口BYD进料泵在使用过程中频繁发生的问题，根据实际了解使用情况和分析进口泵的结构形式，发现有如下原因导致：

　　1)缸体结构不够优化，缸体本身存在着许多应力集中点，这些应力集中点在长期连续往复高压作用下，较易产生疲劳开裂现象。

　　2)进出口阀组设计不合理：阀组与设计流量不匹配，主过流面直径偏大，进而导致阀组各零件外径变大、自重也偏大，加之阀密封面窄(比压就偏大)，在出口压力30.9MPa的高压液流环境中，对阀组密封面造成剧烈冲击而快速失效。同时阀板的导向太短，导致阀板在上下运动中偏心，长期以往严重损坏密封面。

　　并且阀组件的材质是17-4PH，这是一种马氏体粉末硬化性不锈钢，有耐磨作用，但抗疲劳冲击能力不够，在连续冲击下，容易发生开裂等现象。

　　3)单一填料函长度过短，有效密封长度不足，且内部填料排列不合理，无二次锁紧功能。还有柱塞线速度过高(普遍高于往复泵设计手册推荐的0.8mm/s)，也较大地加速了柱塞、填料和其他填料函内部组件的磨损。另外柱塞的表面硬化处理和填料的材料选择上也有很大诟病。

　　4)国外进口设备的动力端承载量在设计时普遍富裕量很小，很难保证整机的长周期连续稳定运行。

　　三、BYD进料泵优化设计方案

　　1. 承受重载荷、长周期运行的动力端

　　动力端应采用系列化设计的成熟机型，且有二十多年数百台次的化工和石油化工工况成功使用的实际案例，该机座对柱塞力1.5×104kg以下，运行功率小于300kW，工作压力在0～50MPa的各种长周期运行工况都适合，对于装置的进料泵的动力端有较大的设计余量(控制在150%左右)和效率高等特点。且往复泵动力端十字头小头的连接方式就是通过对中设计来实现，这种设计保证了柱塞的长期稳定对中稳定运行，也是保证柱塞和填料能长期运行的关键因素。

　　目前，在往复泵动力端(400kW以下)设计和制造以及多年的实际应用方面，国内的能力已经和国外知名品牌的水平相当了，有些局部设计还有独到之处。

　　2. 整体缸的结构设计

　　(1)材质升级 选用适合介质采用双相不锈钢锻件(锻压比>3)，从材料本身提高了缸体的耐蚀性与抗疲劳开裂能力。

　　(2)结构优化 采用整体缸可以避免缸体内部绝大部分的应力集中点，在机加工方面，采用特殊加工工艺，降低表面粗糙度值，特别在交错孔处倒圆，打磨抛光。尽量减小或消除缸体内部各处的应力集中点，有效地降低了缸体因应力集中疲劳开裂的风险，缸体的使用寿命将得到很好的保证。

　　另外搭配穿杠式组合阀后，组合阀将会缓冲缸体本身承受的压力，有效地保护了缸体，缸体的寿命也将大大地提高。

　　3. 整体式组合阀的结构设计

　　采用组合阀结构，不但结构紧凑可靠，而且能对缸体形成有效防护，可以从材料方面提高了阀的耐蚀性与抗疲劳开裂能力。另外组合阀内部的往复关键运动零部件均采用合肥华升泵阀股份有限公司专利技术HWE-007特种材料。此材料也成功地应用在中国石化长城能源化工(宁夏)有限公司的BYD进料泵单向阀组改造中，大幅度提高了阀组的寿命。该材质比一般奥氏体不锈钢的强度高，抗腐蚀疲劳的能力比一般的不锈钢大得多，使用效果显著。

　　拆装方便，只需要打开压盖，抽出组合阀即可。而进口泵的单向阀在拆装时，每个零部件都需要一个个地拆装。

　　(a)阀的每个零件都需拆装 (b)卸下压盖直接整体抽出即可

　　4. 主副填料函结构确保函组稳定和不易泄漏

　　主、副填料函双重填料函结构，主副填料分级压缩，效果更好，有效密封也得到增加。填料函中间端设置了冲洗水装置，既可以润滑密封系统，又可以冷却填料函组件，并且可以很好地冲洗掉介质中的细微颗粒。

　　填料函配备函体支撑部件，防止了填料函在运行过程中，由于高压往复压力脉动造成的下垂或振动，彻底保证填料函的稳定对中。

　　5. 线速度低是泵长期平稳运行的保证

　　线速度的大小直接影响柱塞泵各运动零、部件的摩擦和磨损，特别是对柱塞及其密封这一密封副的影响尤为显著。因此采用特殊设计，将柱塞线速度控制在0.8mm/s以下，将非常有利于泵长周期运行得更加平稳、可靠。

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