旋壳泵0705.pptx

一种全新概念、全新结构、高压力、高效节能、高可靠性的泵产品旋旋 壳壳 泵泵江苏海狮泵业制造有限公司化工、石油化工企业对泵的要求一、基本要求v必须满足流量、扬程、压力、温度、汽蚀余量等工艺参数的要求；v必须满足介质特性的要求；v必须满足现场的安装要求。二、使用要求v高可靠性：运行安全、连续运行时间长；v高效率，运行成本低；v结构简单，易损件少，维修方便；v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：v多级泵v高速泵v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v结构复杂，多级叶轮、导叶串联安装，承受高压零件多，面积大；v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；v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；v流量小时效率较低；v易损件多，备件量大，费用高；v维修麻烦、维修时间长；v流量扬程变化大时，需更换新泵。高 速 泵v承受高压部位面积大；v结构复杂；v效率低；v密封寿命短；v轴承寿命短；v轴承的润滑、冷却系统复杂；v易损件多，维修费用高；v维修困难；v工艺上偏大流量运行时，运行不稳定。柱 塞 泵v出口有压力脉动、噪声大、体积大；v采用填料密封，不能适用有毒、易燃、易爆的介质；v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，我们江苏海狮泵业制造有限公司在广泛调研的基础上，历时5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v全新的设计理念v全新的结构特点v更高的效率 v更高的可靠性v更低的运行成本v更方便的维护 全新的设计理念v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。v旋壳泵是液体经过转子外盖（叶轮）获得势能和速度能，再经过集液管转换成压力能。旋壳泵和离心泵的主要区别在：v1、离心泵液体旋转而泵体不旋转，旋转的液体与泵体之间存在很大的圆盘摩擦损失。旋壳泵液体与转鼓同步旋转，基本上消除了圆盘摩擦损失，而与液体有相对运动的集液管只有很小的面积。v2、离心泵的关死扬程为（0.60.7）v22/g，旋壳泵的关死扬程为0.97v22/g，旋壳泵扬程回收比离心泵高50%左右。全新的结构特点v机械密封密封进口液体，只承受进口压力；v整个外部构件的高压段只有联接头的出液部分和出液管；v介质不可能进入轴承箱体；v结构简单 更高的效率v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/h16m3/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。旋壳泵、高速泵、多级泵的效率比较性能范围旋壳泵高速泵多级泵Q:4m3/h H:120500m时40%1724%3133%Q:6m3/h H:120500m时4248%2430%3645%Q:10m3/h H:120500m时5055%3540%4050%Q:16m3/h H:120500m时55%4347%55%Q:6m3/h H:4001400m时3740%2024%Q:10m3/h H:4001400m时4650%2833%Q:16m3/h H:4001400m时4850%3641%Q:2540m3/h H160m时52%52%Q:40-110m3/h H400m时55%55%更高的可靠性v具有比高速泵更低的转速v密封更为可靠v更长的轴承寿命v更平稳的运转性能v更长的整机寿命比高速泵的转速更低性能范围旋壳泵高速泵H=140400m29504858580010900H=300800m29504858910016900H=8001600485864001430022700密封更为可靠v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。）v旋壳泵密封只承受进口压力，转速比高速泵低得多。v高速泵密封只承受进口压力，转速比旋壳泵、多级泵高得多。v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。v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v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。v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。v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。v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v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。v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。v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v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。v旋壳泵轴承、密封寿命长，连续运行周期长。v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备件名称机械密封机械密封机械密封O型圈垫片垫片叶轮叶轮齿轮轴套轴套平衡盘O型圈密封环易损件少多多维修简单复杂很复杂旋壳泵、高速泵、多级泵的通用性比较旋壳泵高速泵多级泵结构3个轴承架、12个集液管可覆盖0.8110m3/h、801900m的性能范围不同的转速需不同的齿轮箱，规格多。不同的流量需不同的叶轮、导叶。不同的扬程需不同数量的叶轮。流量变化只需换集液管换泵换泵扬程变化改变转速换泵换泵旋壳泵的原理v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。v液体随叶片高速旋转获得动能，沿轴向进入转子内腔。v液体与转子作同步高速旋转。v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。v液体通过出液管流入工艺管线。旋壳泵的理论及高效率的原因v从关死点扬程的回收来看，旋壳泵的Ht=(0.970.98)u22/g，而离心泵、高速泵的Ht=(0.60.7)u22/g。v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。v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Pmn3ra5,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）v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。v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。旋壳泵的增速方式v皮带轮增速：功率小于55kW时考虑v变频器及普通电机：转速小于3500 r/minv变频器及高频电机：转速大于3300r/minv增速箱：功率大于55kW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50 m3/h以后，NPSHr达到7 m以上，100 m3/h以后，NPSHr达到1030 m。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v1、集液管：高强度高硬度的沉淀硬化型不锈钢 17-4PHv2、转鼓、联接头、出液管等过流部件：CS、304、304L、316、316L、CD4MCu、CA-6NMv3、轴承架：CSv轴：ANSI4140（42CrMo）旋壳泵型谱旋壳泵性能参数表泵型号流量 QM3/h扬程 H m最高点效率%转速 nr/min汽蚀余量 NPSHrmHXK200-S10.548022040290048500.81.2HXK200-S2188022045290048500.81.2HXK300-S01513542040290048501.31.8HXK300-S11813543050290048501.31.8HXK300-S221713542055290048501.43.6HXk300-S322213542058290048501.64.0HXK300-D133813542058290048501.64.3HXK400-S1315300190042290068001.12HXK400-S2428300160051290064001.43.8HXK400-S31045300140055290062001.65HXK400-S410643001200562900570026HXK400-D1201103001100582900560029中石化重大装备国产化办公室于2006年12月9日组织对高压、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v造纸、纸浆v食品v化工、石油化工v石油精炼v矿山v汽车v钢铁v能源v海水淡化v水注射v电力旋壳泵使用业绩中石化清江石化106萃取水HXK300-S2Q=3.76m3/hH=180mn=3050r/minN=11kW2台 云南沾益化工有限公司 60 热水HXK300-S2 Q=12m3/h H=290m n=4205r/minN=30kW5台（其中一台皮带传动）常温稀醇水HXK400S1Q=5m3/h H=640mn=4000r/minN=45kW90120 尿素淡甲液HXK300-D1Q=28m3/h H=230mn=3800r/minN=45kW1台内江天科化工有限公司 100酮醇HXK300-S2Q=1.5m3/h H=200m n=3250r/minN=5.5kW1台40 苯、甲苯、二甲苯HXK300-S2Q=5m3/h H=460m n=4858r/minN=30kW2台水、醇酮HXK300-S1Q=34m3/h H=180m n=4858r/minN=7.5kW1台旋壳泵使用业绩金陵石化公司 42氨水HXK300-S2 Q=6m3/h H=190m n=3140r/minN=11kW2台成都宇源化工有限公司 34 甲醇HXK400-S2Q=18m3/h H=662mn=4300r/minN=75kW1台新疆维美化工有限公司2097 NMP溶液HXK300-S2Q=37m3/h H=170180mn=30503164r/minN=7.511kW6台 新疆独山子石化40氨水HXK300S1Q=5m3/h H=230mn=3450r/minN=11kW1台四川美青氰胺有限责任公司104热水HXK400S3Q=20m3/h H=548mn=3913r/minN=75kW1台104热水HXK400S3Q=30m3/h H=534mn=4150r/minN=90kW2台旋壳泵使用业绩 上海石化股份有限公司50汽油HXK300D1Q=15m3/h H=135mn=2800r/minN=15kW2台应说明的几个问题v由于集液管材质的限制，不宜输送强腐蚀介质。v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。v泵的最高进口压力不宜超过1.4MPa。v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 v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。v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。我公司的其它产品vHZA、HZAO、HZE、HZEO系列API610标准化工流程泵v标准化工离心泵HCZ、IH系列ISOvQXP系列小流量、高扬程切线流泵vAY系列单、双级离心油泵vHLD系列单支管长轴立式泵vFY系列立式液下泵vHZX系列悬挂式蒸发循环泵vCQB系列磁力驱动泵vWFB系列立式无密封自控自吸泵vHZB系列卧式自吸式化工离心泵vG型螺杆泵v管道泵、齿轮泵、塑料泵、纸浆泵、保温泵等