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国家在“十一五”期间将新建数座1000万吨/年以上级大型炼厂,同时原有许多较小规模炼厂也需要改扩建。这一巨大的石化泵市场需求为国内石化泵制造企业提供难得的机遇。另一方面,随着我的不断提高,已有一些泵企业逐渐具备了设计生产制造大型石能力。然在实际的设计或选型过程中仍有一些技术细节需要引起注意。
1选型要点
,炼油厂主要装置一般为常压蒸馏、减压蒸馏、催化裂化、加氢裂化、延迟焦化等.
按上述工艺流程,炼厂比较重要的泵一般为初馏塔底泵、常压塔底泵、减压塔底泵、油浆泵、加氢进料泵、出焦水泵(除焦泵)等,这些泵主要输易
燃、易爆或有毒等危险液体,有的介质温度高达400°C以上,有的还含有固体颗粒,因此要求材料具有良好的耐腐蚀、耐磨蚀能力,泵还必须具有高的可靠性,能够长期安全运转。
在炼厂设计过程中,所需主要泵型式大都已被指定,如API610标准中编码OH(悬臂式)、BB(两端支承式)、VS(立式悬吊式)等,因此,一般不需要再谁再对泵型式进行选择。
—扬程
流量和扬程是选泵的主要依据。在询购单中一般会提出最小连续流量、正常流量、额定流量三个流量。按API610标准要求选泵时,泵的额定工况点应选在泵最佳效率点(BEP)的右侧,正常工况点在最佳效率(BEP)的左侧(图1),而泵的实际最小流量应不大于所要求的最小连续流量。应按额定工况点选取扬程,即询购单中要求的扬程是额定流量点对应的扬程,并且选型时扬程不加裕量。
常用泵型式
1•工作介质为原油、重油、渣油
常
初馏塔底泵
等,温度可咼达400°C左右。
减
常压塔底泵
2•减压塔底泵吸入压力低,为负压,轴封
BB2
压
减压塔底泵
处易泄漏;泵内易汽蚀,因此对NPSH,要
蒸
求严格。
馏
3•连续运转,可靠性要求高。
1•工作介质为高温油浆(约400C:),内
催
含有催化剂固体颗粒,过流部件易被冲刷、
化
油浆泵
磨损。
OH2或BB2
裂
2•介质处于相平衡(液—汽)状
化
态,NPSH,要求咼。
3•连续运转,可靠性要求高。
1•温度一般在200C以下,但扬程可高
加
2000m左右。
氢
进料泵
2•连续运转,可靠性要求高。
BB5
裂
3•一般为2台泵,开一备一,一
化
台用汽轮机驱动,另一台用电机驱动。
,含焦碳颗粒。
延
2.—般为两台泵,开一备一,一台用汽轮机驱
迟
加热炉
动,另一台用电机驱动.
BB
焦
化
进料泵
3•连续运转,可靠性要求高.
1•工作介质为常温清水,压力高,最高达
出焦水泵
30Mpa,水中有焦粉,要求泵运转稳定。
BB5
(除焦泵)
2•间歇运转.
询购单上一般要求泵要具有平坦连续上升型性能曲线,不许有驼峰,此外从额定工况点到关死点扬程上升不超过20%.
有的工程公司选泵时要求泵的额定工况点应选在泵最佳效率点(BEP)的左侧(图2),在选型时应该根据不同的要求给予满足.
123气蚀余量(NPSHr)
NPSHr是泵的一个重要性能指标,在询购单中对此有具体的数值要求并且有时提出从小连续流量到额定流量区域内”NPSHa-NPSHr>,目的是确保泵在运行中不发生汽蚀,在选型时应特别注意。降NPSHr的措施,如降低转速、选择NPSHr性能好的叶轮、增加诱导轮等。但在实际项目中,有时设计单位提出的NPSHr值非常苛刻,参与投标几个制造厂都不能满足NPSHr要求,这时应实事求事的向设计单位说明,采取措施重新选型或调整设计.
炼油厂用泵过流部件一般都是标准材料制造,只要按设计询购单要求及API610规范所列的材料系列选取即可。常底泵、初底泵、减底泵、进料泵、出焦水泵等对材质没有特殊的要求,一般为AP1610标准中S系列或C系列都可以。比较特殊的是催化裂化工艺流程中的油浆泵,除满足性能等要求外,还需要解决高温工况下耐磨的难题,可选用抗磨材质或在泵的易磨损部位采取一定的耐磨措施,提高性。对于高压泵承压泵体,如进料泵外筒体,所选择壳体材料一定要符合该泵的温度-压力关系变化要求,图3为某泵的温度-压力变化曲线。国内自己
设计的泵往往缺乏这方面的资料,因此要特别注意。另外,对于不同材料的轴,要特意注意该轴所允许配带的最大电机功率,国外泵一般是给定不同材料轴的最大许用P(kW)/n(r/min)值,根据该值,可确定每种材质轴可配带的电机最大功率。
密封及辅助系统是泵的重要组成部分,对泵的可靠运行起着决定性的作用,API682标准选取密封方案。设计院在询购单中一般不会对密封作出具体的要求,而是要求泵制造商密封厂来根据工况要求确定详细的密封方案。密封方案的确定,需要依靠经验的地方很多,对复杂的工况条件,各公司选择的方案可能会有很大的不同。有的公司为保证安全,使得所选的密封方案功能过剩,结果是报价提高,可能使在商务投标中处于不利的地位。我人的看法是在保证安全可靠的前提下,避免轴封系统功能过剩。此外世界上知名的封制造厂,如德国BURGMANN公司、英国JOHNCRANE公司,对各行业不同介质条件所选机封及系
统,都有许多成熟的经验,地选择密封方案时可充分征求密封制造厂的意见,力争选出较合理的密封方案。
、汽轮机等驱动机电机的选型也很重要,在设计询购单中往往已选定了要求的电机功率、电压、防爆、防护等级等。因而对泵的效率也就有了要求,如果泵效率较低,可能发生指定电机功率不够用的情况。
石化厂出于节能和能量回收利用的需要,有的泵采用液力透平机驱动或蒸汽轮机驱动。目前作为泵驱动机的比较多,而使用蒸汽轮机来驱动泵的很少,主要原因是目前国内小蒸汽轮机(2000kW以下)市场基本上是空白,而从国外引进价格比较昂贵,一定程度上影响了小蒸汽轮机作用泵用驱动机械的推广。但石化公司普遍希望在石化公司内推广使用小蒸汽轮机来替代一部分泵用电机,因石化工厂一般都有自备电厂,有丰富的各种压力等级的热蒸汽资源。
2关于数据单的建议
各工程公司、专利商(如UOP-美国环球油品公司)一般都有本公司专用的泵数据单,我认为泵制造厂或销售商最好直接使用询购单中提供的数据单。现在各泵制造厂在获得询购单后又往往用自己公司的泵数据单重新誊写一遍,除麻烦和内容出错外,技术交流时非常不方便。因为不同公司的泵数据单格式、顺序、内容等并不完全相同。反之如果直接使用询购单中的数据单,在技术审查或技术交流时,对设计院确认泵制造厂回应技术询购书的要求,
会非常直观清晰,一目了然,便于双方进行技术交流和确认。
3关于API610标准的一些看法
API610标准是目前国际上公认的关于炼油厂用泵设计验收最权威的技术规范,在中国也得到广泛应用。按API610规范设计制造的泵通常称
API泵。我国的石化也大多参考该标准设计制造。国内较大的API泵制造厂,如嘉利特荏原、大连苏尔寿公司等,都有很多系列性能完善的引进技
术产品,因此在参与项目时只要根据要求直接选型即可,而无须重新设计,但有时需要在局部做一些改进以满足需要。
API610标准也不断修订和完善之中,一般7-8年左右时间更新一次,(1989年第七报版、1995第八版、2002第九版),不同版本的部分内容会有一些变化,因此在应用AP1610规范过程中要灵活应用,对一些非原则性条款不一定完全照搬。
作为泵制造厂,在产品的设计宣传中要实事求事,没有必要过于追求所谓的AP1610最新版本。不要动辄就宣称自己的产品完全符AP1610标准,以免在技术交流或验收时给自己带来麻烦。事实上哪个泵制造厂都难以做以做出所谓的百分之百AP1610泵。
泵选型看似简单,其实不然。要作出好的选型,不是一件很容易的事,往往需要依据很多的实践经验,涉及泵、密封及辅助系统、高速系统、
润滑系统、冷却系统、材料、电机、连轴节、电器、仪表、工艺流程等多方面的知识,有时需要设计单位、泵制造厂和用户在一起讨论交流磋商,确定泵的最终选型方案