温差可靠性暖泵热变形根据相关技术资料统计显示,对于输送高温介质的卧式多级泵单壳体或双层壳体。故障率多的是动、静密封失效和转子卡死事故即抱轴,且这些故障大多数是在泵起动和停车阶段发生。本文将以卧式多级筒袋泵为例进行事故原因分析并介绍解决问题的相关办法。
一、卧式多级筒袋泵的受热影响对于输送高温介质,泵主要表现为发生热冲击和温差翘曲。
热冲击热冲击是抽送液体温度的突然变化对泵的影响,主要表现在密封和强度由变形引起两方面。
热冲击对密封的影响热冲击对静密封的影响对于节段式多级泵如苏尔寿公司的,当泵内突然进入温度比泵体或原泵内液体温度高或低的液体时,由于穿杠和中段的热敏感性和膨胀量不同,如果计算不准确或材料选用不合理,很容易造成中段之间的静密封面的泄漏,正是由于热冲击对节段式多级泵影响比较大,泵工作的可靠性比较低,现对于输送高温介质的泵,用户一般选用双层壳体泵如苏尔寿公司的等。
热冲击对动密封影响动密封包括机械密封动、静环之间密封面和动密封环与静密封环之间的密封包括:叶轮口环之间密封、轴套与衬套之间的密封、平衡鼓与平衡鼓套之间的密封。
热冲击对机械密封动、静环之间密封面的影响根据相关资料介绍,当泵在备用状态或机组负荷波动时,转子对温度的响应比定子部分快得多,对于多级泵而言,转子与定子部分的相对零点为非驱动端的配对圆锥滚子轴承或推力滑动轴承。当输送高温介质时,转子向驱动端膨胀。对两端支撑泵,(编码系列,当轴两端都采用机械密封时,在两端机械密封弹簧压缩量相同的情况下,由于转子膨胀向驱动端移动,结果造成驱动端机械密封弹簧压缩量比原来高很多,动、静环之间磨损严重,终造成机械密封的泄漏;而非驱动端由于弹簧压缩量比原来低,如果选择弹簧的压缩量不合适,则很容易造成机械密封动、静面打开,产生泄漏。
热冲击对动密封环与静密封环之间密封的影响当泵内突然进入温度比泵体或原泵内液体温度高或低的液体时,由于中段、导叶的热膨胀比较慢,中段、导叶上静密封口环内径由于结构限制将向内孔方向膨胀,而转子上的动密封环热敏感性比较强,叶轮动口环外径将向外径方向膨胀,如果计算不准确或材料选用不合理,则动、静密封环之间的间隙变小,终发生干涉,造成转子抱死。因此,对于输送高温介质,动、静密封环之间的间隙需要特殊设计。,(!/标准中也规定,当介质温度高于时,口环间隙需要在正常间隙基础上再增加/1!233,当然,不同制造厂有不同的缩放标准。
热冲击对泵体强度的影响在强度方面,泵受热冲击时,外壳体内外壁的温差较大,膨胀不同,但又年第期泵的设计研发与制造相互限制,因此产生温差应力,温差应力与壳体的厚度有关,厚度越大越敏感。
温差翘曲温差是当泵处于备用状态,泵内突然进入温度比泵体或原泵内液体温度高或低的液体时,由于冷介质密度大于热介质密度,造成冷介质在下部,热介质在上部,这样在壳体内部介质存在温度的自然分层。壳体内上下部零件将接触到不同温度的介质,温度响应就不同步。
同时,由于各零件结构形状不同,有时材料也不一样,对温度响应也不同步。其中转子与静止部件之间、内筒体与外筒体之间的相对变形为明显。由于转子的质量小,中段、筒体等零件质量大,这样转子的温度响应比中段、筒体响应时间快,热变形也快,如果动、静零件之间的间隙不足够,很容易发生干涉,进而抱轴等现象。因此需要暖泵来解决上述问题。
二、解决受热影响的方法为解决热冲击和温差翘曲,公司对输送高温介质的卧式多级筒袋泵相关零件的结构设计采用了特殊设计,以此来消除转子与筒体之间由于温差造成偏心。如:从设计上把泵固定部件笔直的中心线更改成与转子扰度曲线相匹配的近似包络折线,保证各密封间隙在圆周上基本均匀,在泵起动时可以补偿筒体热变形造成的偏心。但如果输送介质在常温下容易凝固,则此方法对于要求备用泵马上起动是不现实的,且该办法也不能完全解决热冲击对泵体强度的影响和温差翘曲,因此,对于输送高温介质,一般还是推荐使用暖泵系统。
图泵剖面图三、暖泵目的根据客户要求,在主泵需要维修或工艺过程要求现场需要起动备用泵,或者输送介质温度比较高时如高于,则泵需要起动前预热泵暖泵,目的是防止泵体受热不均匀而发生不均匀的变形,造成转子抱轴、咬合等情况发生。
尽管泵体和内部进行结构设计时,已经考虑到高温受热膨胀发生摩擦的情况,为解决热冲击对泵体强度的影响和温差翘曲,泵仍然需要预热。
四、暖泵管路连接和布置图所示为当泵入口法兰和出口法兰均朝上的时候,暖泵管线布置方式为介质从排残液管线排残液管线布置在筒体的下半部流入,通过泵入口管线流出。
图暖泵管路布置图如果对于一台泵热运转,另外一台泵备热,则典型的暖泵孔板安装和阀门安装如图所示。
图暖泵管线布置入口罐主泵辅泵暖泵孔板出口罐对于备用泵体暖泵,则排残液阀和出口法兰处阀门必须关闭,暖泵介质必须从底部经过泵体排残液管线进入,然后从入口流出。其他暖泵管线的连接例如从出口法兰单向阀处安旁通管将会导致温度的不均匀,所年第期研发与制造泵的设计以不推荐采用。
关于暖泵流量,公司推荐总的额定暖泵流量约为要防止转子转动或产生透平效果,因为如果滑动轴承没有一定的润滑油,将导致滑动轴承损坏。
暖泵时,暖泵孔板前阀门和后阀门始终保持打开的状态。
五、允许筒体上下温度差和温度监测方法在暖泵阶段,系列泵筒体上下温度差温度测量点在筒体中间不要超过还有的公司规定小于。如果温度差太大,则由于热膨胀不同造成筒体弯曲,转子容易咬合、抱轴。这种情况下不要起动泵或用手盘动转子。
对于备用泵输送高温介质,温度差过大将会导致机械密封的损坏。所以初的暖泵阶段是非常重要的。
在暖泵阶段,为了防止筒体弯曲,需要相应的监测来控制。通常通过测量泵体上下温度差来监测。测量点选在筒体入口和出口中间。位置如图所示。
图筒体温度测量点在起动前,输送介质的温度和筒体顶部的温度差不要超过4/5,如果温度差太大,需要检查上述暖泵管线连接是否正确,如果管线正确,则需要加大流量,暖泵流量大到。。注意:暖泵流量要防止转子转动或产生透平效果。
测量温度的仪表可以是就地显示温度计,也可以用铂电阻进行远传信号到9:!,在中央控制室监测和产生相应连锁反应。
六、初暖泵一定要注意,当初充满介质温度为环境温度时,如果高温介质超过环境温度以上,热冲击将会对机械密封产生损坏。
如果泵已经充满高温介质,但是长时间没有运行,也没有进行暖泵,则需要逐步提高介质温度来合适地暖泵,终使筒体温度符合起动要求。
公司一般推荐暖泵时间为有效的初暖泵方法如下:从泵入口进入,泵体为空在泵入口阀设置一个旁通管路,此管路设计成流量为,,经过泵然后从泵排气阀流出,泵排残液阀和暖泵阀关闭。注意此时吸入阀不要打开,如果吸入阀打开,则流入泵的介质比较快,热冲击对泵的影响就越大。
等泵完全充满介质,入口阀门可以完全打开缓慢打开,旁通管路可以关闭,排气阀关闭,然后暖泵系统可以缓慢地运行。
从泵入口进入,泵体充满介质在泵已经充满热介质介质为泵送介质或暖泵介质的情况下,通过入口阀门旁通管路经过泵体,后在泵排气管路流出,使泵体温度达到到‘。/5,暖泵流量控制在, ,泵排残液阀和暖泵阀关闭。
从泵出口进入,泵体为空泵排残液阀和暖泵阀初是关闭,打开暖泵阀流量从泵出口管线经过暖泵管线进入到泵体,然后从泵排气管路流出,同时为了暖泵均匀,暖泵介质需要通过所有的排残液阀和暖泵阀,防止热变形。
从泵出口进入,泵体充满介质在泵已经充满热介质介质为泵送介质或暖泵介质的情况下,打开暖泵阀,允许流量从泵出口管线经过暖泵管线进入到泵体,然后从泵密封系统管路中的排气管路流出。
七、暖泵的维护当暖泵程序正常进行时,需要保持暖泵介质温度在运行温度即正常暖泵温度,一般推荐暖泵温度接近输送介质温度。为了达到暖泵效果,还可以在暖泵管线设置孔板多级孔板说明:孔板一般泵制造厂家不提供。当泵为备用时,则需要提供相应的暖泵流量,一般推荐流过泵体的暖泵流量为,,因为较低的暖泵流量可以防止出现透平现象发生。正常的暖泵介质是从主泵出口压力处提供压力源,经过暖泵管线进入到备用泵体内。
年第期泵的设计研发与制造技术在机组的应用西安陕鼓动力股份有限公司技术处陕西马春梅李腾彭洪斌采用现场总线控制技术可大大提高机组的控制水平和可靠性,并能节约安装成本,缩短施工的调试时间,为工程的提前完工提供有力的保证。介绍技术在机组应用。
机组系统总线一、概述机组是利用高炉煤气余压通过透平进行发电的设备,机组的控制技术比较复杂,它不仅要保证机组的正常安全运行,而且在保证高炉炉顶压力的稳定,不影响高炉的正常生产的前提下尽量多发电,随着控制技术的不断发展,先进的控制技术现场总线控制系统得以广泛应用。上钢一厂高炉机组控制系统选用公司的现场总线控制系统将公司总线技术,总线技术,技术,总线技术融为一体,大大提高了机组的控制水平和可靠性。
二、现场总线技术的主要特点现场总线完整地实现了控制技术、计算机技术与通信技术的集成,具有以下几项技术特征。
总线是符合德国国家标准和欧洲标准的现场总线,包括三部分。
用于分散外设间的高速数据传输,适合于加工自动化领域。
现场总线是世界上应用广泛的现典型的孔板结构如图所示。
图孔板八、结束语随着泵输送介质的温度、压力、流量的提高,泵的运转可靠性要求也不断提高。为了尽可能消除或减少输送高温介质的卧式多级筒袋泵筒体上、下部的温差,从而降低热冲击和温差翘曲对泵的影响,采取泵起动前的暖泵措施是一种很有效的方法。当然,还有的用户要求筒体外壳带保温套,这也是一种消除或减少筒体上、下部温差的方法。根据用户的不同要求和现场工况,可以选择不同的暖泵方法,应用到其他系列高温泵中。
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