低溫泵的知識(shí)!!!
作者: 來(lái)源: 發(fā)布時(shí)間:2016-08-04
低溫泵是用來(lái)抽送低溫液體(即液化氣)的一種特殊泵。
由于低溫技術(shù)的迅速發(fā)展,冷凍機(jī)、冷藏設(shè)備、冷凍車(chē)、空氣或氣體的液化分離裝置的應(yīng)用范圍日益擴(kuò)大,以及以液化石油氣體為燃料的各種石油化學(xué)工業(yè)的發(fā)展,都要使用很多的低溫泵。特別是液化天然氣的出現(xiàn),為低溫泵的發(fā)展和應(yīng)用開(kāi)辟了新的領(lǐng)域。目前低溫泵主要用于以下幾個(gè)方面:
石油化工部門(mén)中輸送各種液態(tài)烴(最低溫度達(dá)-104℃);在空氣或氣體的深冷分離裝置中,拙送液態(tài)氧(-183℃)、液態(tài)氮(-196℃)和液態(tài)氬等;鋼鐵、原子能和宇航工業(yè)中,用于抽送液態(tài)氧、液態(tài)氫(-253℃)等。因?yàn)榈蜏乇贸樗偷氖且夯瘹猓鞣N液化氣和常溫清水不同,它在常溫常壓下是氣體在高壓或低溫下變?yōu)轱柡鸵后w,所以當(dāng)?shù)蜏乇贸樗偷蜏匾后w時(shí)若從周?chē)諢崃亢蠛苋菀资挂夯瘹馄a(chǎn)生氣體,同時(shí)大部分液化氣直接或間接的都有腐蝕性、或是易燃或有毒的介質(zhì)。大部分液化氣的粘度比水低、潤(rùn)滑性差。所以泵的結(jié)構(gòu)、材料、安裝和運(yùn)轉(zhuǎn)等方面部有它的特殊之處:下面分別加以介紹。
由于液化氣的種類(lèi)和使用場(chǎng)合的不同,低溫泵的結(jié)構(gòu)型式很多。但-般以低溫離心泵最為常見(jiàn)。其結(jié)構(gòu)主要有以下特點(diǎn): (1)泵的總體結(jié)構(gòu)盡量對(duì)稱(chēng)布置,以便在冷態(tài)下變形均勻。為了防止泵軸在冷溫下的變形,有的軸就是-根整體的光軸,沒(méi)有螺紋和階梯。葉輪-般不用軸套緊固軸上,而是在每個(gè)葉輪頭部裝鉤頭鍵單獨(dú)固定。
(2)為了保冷方便和輸送危險(xiǎn)介質(zhì);多采用雙層殼體結(jié)構(gòu),如圖所示。 (3)泵的軸向力平衡多采用平衡孔、對(duì)稱(chēng)布置和推力軸承等方法。考慮到局部摩擦發(fā)熱會(huì)使液化氣蒸發(fā)燒損摩擦而,很少用平衡盤(pán)來(lái)平衡軸向力。 (4)低溫泵多采用立式結(jié)構(gòu)。由于立式結(jié)構(gòu),利于排氣,改善泵的汽蝕性能,又便于提供足夠長(zhǎng)度布置軸封裝置、隔冷等部件,同時(shí)還有利保冷,占地而積也小。 軸封裝置是決定低溫泵是否能長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)的一個(gè)關(guān)鍵部件,低溫泵的結(jié)構(gòu)型式往往取決于軸封型式。因溫度和液化氣性質(zhì)不同,軸封裝置也各不相同,-般有以下幾種:(1)雙填料密封。
用普通填料密封結(jié)構(gòu)泄漏較多,而泄出的液化氣吸收熱量汽化會(huì)造成缺料部位凍結(jié)。采用雙填料密封,在上下填料之間設(shè)置一密封室,從外輸入一種氣體(如氮?dú)猓瑝毫Ρ缺脙?nèi)稍高-些,以密封液化氣。下部填料用外部手輪壓緊。(2)機(jī)械式密封。
普通單端面機(jī)械密封,在低溫下使用,軸和動(dòng)環(huán)間的密封圈會(huì)失去彈性,妨礙動(dòng)環(huán)軸向自由移動(dòng)造成泄漏。另外由于外界傳入熱量和因摩擦生熱使摩擦面干磨而損傷摩擦面,失去密封。這種密封-般在-50℃以下就不采用了。 干式機(jī)械密封的軸封裝置設(shè)在泵體上方、下方設(shè)隔離室并由外界傳入的熱量使其中的液體汽化,用液體的蒸氣壓把液面壓下,使密封部位完全處于氣相中。這種密封廣泛地用在液化天然氣和液態(tài)氧的密封上。 復(fù)式機(jī)械密封和干式密封一樣,利用導(dǎo)入熱量使波面下降,在上邊接近常溫的地方設(shè)一密封室,把密封液體(低疑點(diǎn)的油)注入密封室,靠這種密封液體的壓力密封。為使密封液體保持一定的壓力,并且不致溫度過(guò)低,設(shè)有加壓、保溫裝置。 它是用石墨制成的許多個(gè)矩形齒狀填料與泵軸間構(gòu)成所謂迷宮。在這迷宮中間設(shè)一氣體入口,在此處通入與填料內(nèi)壓力相平衡的密封氣體(氧、氮?dú)獾龋岩好鎵合碌揭欢ㄎ恢眠_(dá)到密封。 去掉軸封裝置,把泵的整個(gè)回轉(zhuǎn)部分封閉起來(lái),電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子和外界大氣隔絕。如低溫屏蔽泵就是采用密閉式密封。 泵的上部軸承己接近大氣溫度,一般采用推力軸承。下部軸承在工作介質(zhì)中,若局部磨損,會(huì)因摩擦發(fā)熱而使液化氣汽化出現(xiàn)粘合現(xiàn)象,所以-般采用滑動(dòng)性好的材料,如聚四氟乙烯和石墨等。如果采用金屬材料,需要提高硬度和強(qiáng)化表面,對(duì)旋轉(zhuǎn)表面要進(jìn)行氮化處理或堆焊司太特硬質(zhì)合金。 低溫泵的材料主要考慮低溫脆性、低溫下的材料變形,材料的相對(duì)線(xiàn)性收縮等。 (1)低溫泵在裝配上不同于一般泵,對(duì)裝配零件必須嚴(yán)禁沾上水分和油脂,因此零件必須用溶劑洗干凈,干燥后裝配。 (2)防止熱量從外界傳入泵內(nèi),使泵內(nèi)液體吸熱汽化產(chǎn)生大量氣體,引起泵性能降低,因此泵和吸入管線(xiàn)必須有保冷裝置。低溫泵的保冷比高溫泵的保溫更為重要。 (3)泵及共管路內(nèi)若有油、水分和空氣等,當(dāng)通入低溫液體則會(huì)凍結(jié)而影響泵的平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)或引起事故,因此運(yùn)轉(zhuǎn)前需清洗干凈并用干燥的氣體(如氮?dú)猓┻M(jìn)行置換泵內(nèi)的空氣o (4)為使泵完全在液體中運(yùn)輸在運(yùn)轉(zhuǎn)前應(yīng)對(duì)泵和管線(xiàn)通入液體進(jìn)行預(yù)冷。 (5)泵的吸入口和吸入管線(xiàn)設(shè)有排氣裝置,以便使泵在運(yùn)行前或運(yùn)行中排除內(nèi)部產(chǎn)生的氣體。 隨著低溫技術(shù)的迅速發(fā)展,對(duì)低溫泵的需要量越來(lái)越大。近年來(lái),低溫泵的發(fā)展很快。目前,低溫泵是向大容量、多級(jí)、高揚(yáng)程和高轉(zhuǎn)數(shù)的方向發(fā)展。