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日本荏原EBARA工业 / API 石化泵的工作原理
设备由驱动电机提供动力,通过联轴器带动泵轴与内置叶轮做高速旋转运动。
泵体内的介质在叶轮叶片的推动下一同旋转,受离心力作用向叶轮外缘高速甩出,在此过程中介质流速大幅提升,动能显著增加。
当高速流动的介质进入泵体蜗室结构后,流通截面逐步变大,介质流速随之降低,原本的动能有序转化为压力能,使介质压力持续升高,最终依靠形成的压差向外输送。
与此同时,叶轮中心区域因介质向外流动形成负压区,在外界大气压与系统液位压力作用下,新的介质会源源不断从泵进口被吸入泵腔,形成连续不断的吸入、加压、排出循环,实现工艺介质持续输送。
介质首先从泵体侧向的进口法兰进入泵腔,平稳汇集至叶轮中心入口位置。
进入叶轮流道后,随叶片高速旋转并向叶轮外周扩散,完成第一次加速。随后介质整体进入泵体蜗壳流道,蜗壳沿着圆周方向逐步扩大的腔体结构,持续降低流速、提升介质压力。
压力达标后的介质,经由泵体顶部出口法兰向外输送至工艺管路。
作为直接对介质做功的核心部件,全系采用闭式叶轮结构,叶片经过流体仿真优化,流道顺畅、水力损失小。
叶轮随泵轴同步旋转,依靠叶片推力与离心力完成介质加速。
叶轮盘面开设平衡孔,运转时可贯通叶轮前后腔压力,抵消大部分轴向推力,避免转子部件向进口端窜动,保证轴系运转平稳,这也是高压石化泵稳定运行的关键设计。
泵体为重型径向剖分壳体,具备高强度承压能力,可承受石化系统高压冲击。
泵体采用中心线支撑结构,泵的中心轴线与设备支撑底座处于同一水平面。
当介质温度达到数百摄氏度时,泵体各部位受热均匀、热膨胀量一致,不会出现壳体扭曲、转子卡滞、管路应力异常等问题,专门适配高温热油、高温工艺介质工况。
同时径向剖分结构配合后拉式设计,检修抽出转子部件时无需拆卸进出口管路,不影响现场管路布局。
泵轴连接叶轮、联轴器,传递电机扭矩,整体采用高强度耐蚀合金材质,刚性强、抗弯曲变形。
两端配置高精度重载轴承,用来支撑整根转子部件,承受运转过程中的径向力与残余轴向力。
轴承采用稀油润滑或油雾润滑方式,运转过程中润滑油在轴承摩擦面形成油膜,降低摩擦损耗、带走运转产生的热量,延长轴承使用寿命,满足石化装置常年不间断运行要求。
轴封安装在泵轴穿出泵体的位置,严格按照 API 682 标准设计,主要作用是密封泵轴与泵体之间的间隙。
泵腔内部为高压介质,轴封可有效阻止介质沿着轴隙向外泄漏,针对易燃、有毒、强腐蚀石化介质,可搭配单端面、双端面机械密封,并配套对应的密封冲洗方案,利用清洁介质对密封摩擦副进行冲洗、冷却、润滑,防止密封件高温老化、介质结晶或腐蚀损坏,从根源规避泄漏风险。
泵与电机之间采用加长型联轴器,一方面平稳传递电机扭矩,同时吸收运转过程中的微小振动,避免振动在电机与泵体之间相互传递;
另一方面加长段结构让泵转子部件检修空间充足,拆装转子时无需移动电机,大幅简化维护流程。
叶轮入口流道经过水力优化设计,流线平滑、入口阻力小,有效降低泵入口汽蚀余量要求。
在液位偏低、吸入压力不足的石化装置工况下,可避免介质因压力过低产生汽化、形成气蚀,防止叶轮、泵体被气泡冲击损坏。
标准配置恒位油杯,可自动维持轴承箱内部油位在标准区间,运行过程中润滑油持续润滑轴承摩擦副,同时循环带走轴承运转产生的热量。
针对高温、重载机型,可选装强制供油润滑系统,依靠油泵循环供油,进一步提升散热与润滑效果。
设备可选配温度、振动在线监测元件,实时采集轴承温度、整机振动数据。
一旦出现轴承过热、转子失衡、部件异常磨损等问题,监测系统会及时发出预警,实现预判性维护,避免突发停机。
