泵的知识

    高压氨泵用来将液氨从大约2．3MPa升压到约22MPa，然后高压液氨进入高压甲铵喷射器，作为甲铵（ǎn）喷射器的动力液，引射（shè）高压高温强腐蚀性的（de）甲铵液，两者混（hún）合后一起进入尿素合成塔[合成压力约14～15MPa(G)]。采用此喷射器的目的是为了减轻（qīng）高压甲铵泵苛刻的工作条件。高压甲（jiǎ）铵泵不直接放在合成塔前，而是设置在甲铵冷（lěng）凝器和预热器（qì）之前，因此工（gōng）作（zuò）温度从155℃降到80℃，甲铵（ǎn）溶液的浓度也降低，使甲铵泵的腐蚀疲劳问题得到解决。如计入甲铵喷射器的压（yā）降值，高压氨泵的排出压力比尿（niào）素合成塔的压（yā）力约高达20MPa(G)。该泵的（de）工况特点如下：

    ①液氨的相对密度小（xiǎo），根据温度不同为0.58-0.63，因此，对相同压差（chà），比水的（de）扬程高得多。液氨蒸气压高，减压时极易汽化（huà），机械（xiè）密封（fēng）选（xuǎn）型时要特别注意。

    ②液氨有毒，轴封不允许泄漏。泄漏出的液氨汽化为氨气，是易（yì）爆（bào）性气体，归为ⅡA类、T1组。液氨汽化（huà）时产生低温会使机械（xiè）密封冲洗水结冰，造成密封环损（sǔn）坏。

    ③属小流量高扬程高（gāo）压泵。尽管采用（yòng）汽提法工艺（yì）后，尿素合成（chéng）压力从水溶液全循环法的20MPa降至14～15MPa(G)，但（dàn）高压氨泵要求的压差仍高达20MPa左右，因（yīn）液氨相对密度小，扬程高达3500m左右（yòu），而泵的（de）流量又很小，对日产1 765吨大型（xíng）尿素装置，正常流量仅103m3／h，泵的（de）大工作压力为～25MPa(G)。

    ④液氨腐蚀性小，过流件材质可用（yòng）碳钢（gāng）。当液氨（ān）减匪到常匪时，可能出现-33℃的（de）低温。因铜和（hé）氨能形成爆性性的络（luò）合物（wù），因此泵的零（líng）件中禁止使用铜或铜合金(巴氏合金和沉淀硬怀锈钢除外)。

    ⑤可（kě）靠性要求高。该泵是合成塔液氨进料泵，一旦出故（gù）障，整个尿素装置全部停产，经（jīng）济损失巨大。此外，该泵价格昂贵，功率大，运行费用高，因（yīn）此要求其可靠性要高。

    2．泵（bèng）型式的选择   

    决定高压（yā）氨泵型式的重要因素是装（zhuāng）置生产能力和合成塔压力。在70年代（dài）以前，世界上的尿素生产大多采用水溶液全循环法工艺，合成压力约（yuē）为20MPa，因高压（yā）氨泵压差大，基本上使用（yòng）往复式泵。70年（nián）代开发出（chū）C0。汽（qì）提和氨汽提工艺（yì），合成压（yā）力降为l4～1 5MPa，氨泵压差相应减（jiǎn）小，在大型尿素装置中，往（wǎng）复式和离心式高压氨泵并存，但中小型尿素装置仍使用往复式泵。据斯拉姆公司资料（liào），可（kě）以使用高速离心泵的小装置能力为日产750吨尿素（sù）。泵选型时，要结合建厂地的电价、维修能（néng）力和备件（jiàn）供应情况，从以下方面进行综合比较。

    ①效率对比  往复泵本身（shēn）效（xiào）率可高达90％，比离心泵高得多，但往复泵流量的调节不如离心泵方便。通常用液力变矩器调速，液力变矩器效率低(<80％)，抵消了往复泵的部分节能效果。以日产1750吨尿素（sù）装置（zhì）为例(见表-87)，采用液力变矩器调速的往复（fù）泵，可比离心泵节省功率180～270kW(17．8％-24．5％)，如（rú）采用先进的变频电机驱动的往复泵，功率（lǜ）可进一（yī）步节约（yuē）(节省360-450kW)。

                           表2—87  日产1750吨尿素装（zhuāng）置不同型式高压（yā）氨（ān）泵（bèng）的性能比较

 

    ②投资比较  往复式高压氨泵结构复杂，重量大，投资高于离心泵（bèng）。根据（jù）德国伍德公（gōng）司资料（liào），两者的（de）相对（duì）投资（zī）比例可参（cān）见表2—88。

 

    ③维修费（fèi）比较  往复泵结构（gòu）复杂，填料（liào）、柱塞、阀门等（děng）易损件多，检（jiǎn）修工作量（liàng）大，费用高（gāo）。而（ér）离心泵除机械密封、密封环为易损件外，日常维修工作量小，操作方便，可长周期运行。据国外公司统计，往复泵的年维修费大约是离心泵的5～6倍。

    ④运（yùn）转性能  往复（fù）泵排（pái）压有脉动，要避免管道的共振或水击现象。往复泵轴封如使用油密封，如填料函内（nèi）漏油量过（guò）大，对工艺生产有不利影响。离心泵的故障比往复（fù）泵少，运转可靠性高，能保证尿素生产长周期运行（háng）。

    至于中小型尿素装置普遍使用的（de）往复式柱塞泵，也（yě）应（yīng）对不同机型的技术参（cān）数和结构特点进行比较（jiào）。表2—89列出三家（jiā）有代表性厂家生产的往复式高压（yā）氨泵的技术性能，从（cóng）表中可以看出，WORTHINTON公司采用流量减半的（de）泵，用开两台备（bèi）用一台的方式，配管增多，占地面积加大。三（sān）者（zhě）的功耗相（xiàng）近。影响柱塞和填料寿命的柱塞速度，以PERONl公司的低。泵材质以PERONl公司的产品稍好。综括起来（lái），这三家泵公司的产品技术性能相近，选（xuǎn）用时再（zài）从价格方面作比较。

 

小，仅供（gòng）装配用。泵（bèng）体密封面经过精磨抛光，无须（xū）用垫片，保（bǎo）证了剖分式泵体各级密封（fēng）环（huán）间隙（xì）的均匀准确。泵体上设有平衡通道，与泵进口相通，使高压侧和低压侧的轴封箱工作压力都降为泵（bèng）吸入压力（lì），改善（shàn）密封条件。

    ⑧叶轮（lún）  该泵有（yǒu）l0个叶轮，背（bèi）对背布（bù）置（zhì），以平衡（héng）轴向（xiàng）力，取消平衡鼓或平衡盘，减少维修部件。叶（yè）轮材质为17-4PH高强度不锈钢。

    ④机械密封  高压氨泵（bèng）进口压力高，轴封腔压力（lì）～2．4MPa(G)，且泵（bèng）转速较高，液氨又易汽化，密封难度大（dà）。该（gāi）泵采（cǎi）用美国CRANE公司的28VL／28ST型串联（lián）式机械密（mì）封，类似于离心压缩机中的干（gàn）气密封。从泵出口引出的冲洗用液氨，经过滤后通入内侧机械密封；外侧的机械密（mì）封是密封端面上带螺旋槽的非接触式干气密封，用N。气作缓冲气，流量1．8Nm3／h。摩（mó）擦副组对材质为碳化钨对石墨。采用干气密封是因（yīn）为常规机械密封通常用冷凝水作为缓冲液，氨减压时温度降低而使水结冰，会（huì）造成石墨环破裂。

    ⑨轴承该（gāi）泵的额定功率和额定转速的乘积是8．7×10e[(kW．r)／min]，大于API610标准规定的2.7 X 106规定值，故必须用流体动压轴承，即（jí）依靠轴颈(或止推（tuī）盘)的回转，把润滑油带入轴（zhóu）(或止推盘)与轴瓦之间，建立起油膜压力以承（chéng）受载荷（hé）。该泵的径向轴承（chéng）和（hé）止推轴（zhóu）承均采用可倾瓦轴承（chéng）。这种轴承是由多块可自由（yóu）摆动的瓦块组成，在工况变化时能形成（chéng）佳油膜，抗振性好，不容易产生油膜振荡。轴承（chéng）用强制润滑方式，润滑系统包括主油泵和备用油泵各一台，管（guǎn）壳式油冷却器两（liǎng）台、油过（guò）滤器两台、油箱一台。

    ⑥轴承监测（cè）系统  轴振动和轴位移监测系（xì）统执（zhí）行APl670标准，采用B～N3300系列。每个径向轴承设两个测振探（tàn）头，测量z和（hé）y两个方（fāng）向的振动值。止推轴承上装（zhuāng）一个轴（zhóu）位移探头。轴承监（jiān）测系统与DCS连接，信号送中控室。每个径向轴承装一个双联热（rè）电偶（ǒu），止推轴承装三个双联（lián）热电偶，监视轴（zhóu）瓦温度。