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泵的冷卻水管路系統(tǒng)

更新時間:2024-01-10      點擊次數(shù):550

泵組運(yùn)行過程中,除了因泵送介質(zhì)所帶來的熱量以外,其本身也會產(chǎn)生熱量(如軸承、密封、電機(jī)繞組等)。為了確保其安全可靠運(yùn)行,必須對發(fā)熱部位進(jìn)行冷卻或?qū)崃繉?dǎo)出進(jìn)行冷卻。


冷卻水作用通常有以下幾個方面


(1)降低軸承的溫度。

(2)帶走從軸封滲漏出來的少量液體,并傳導(dǎo)出摩擦熱。

(3)降低填料函的溫度,改善機(jī)械密封的工作條件,延長其使用壽命。

(4)冷卻泵支座(對高溫介質(zhì)泵),以防止因熱膨脹而引起泵與電動機(jī)同心度的偏移。


泵是否需要冷卻,哪些部位需要冷卻,冷卻介質(zhì)耗量多少,這和介質(zhì)溫度、泵型等有關(guān),以下是一般的設(shè)計思路和基本考慮方法,具體應(yīng)以泵的實際工況參數(shù)和泵廠經(jīng)驗確定。


一、 冷卻介質(zhì)

冷卻介質(zhì)通常為水、空氣或低壓蒸汽。

1)水 用于冷卻溫度不太高的場合(位置),如軸承及各種換熱器的冷卻。

2)空氣(風(fēng)冷) 通常用于冷卻現(xiàn)場缺水且溫度不太高的場合,如軸承的風(fēng)扇(和/或散熱片)冷卻、密封沖洗液的風(fēng)冷卻器的冷卻。

3)低壓蒸汽 用于高溫工況,如高溫泵的密封夾套的冷卻。

另外,還有軸承及密封沖洗的盤管冷卻(盤管內(nèi)的冷卻介質(zhì)通常為水)。


二、冷卻水管路系統(tǒng)設(shè)計條件

API標(biāo)準(zhǔn)要求冷卻水管路系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)符合以下要求:


圖片


賣方提供的冷卻水管路系統(tǒng)還應(yīng)符合具體過程項目的冷卻水過程條件,我國某石化裝置的冷卻水公用工程條件如下(供參考):


圖片

三、冷卻水管路系統(tǒng)布置


除另有規(guī)定外,冷卻水管路系統(tǒng)的總管和每一支管均應(yīng)設(shè)置必要的進(jìn)口閥和出口閥,且每一冷卻水出口管道上應(yīng)設(shè)流量視鏡。冷卻水管路布置應(yīng)符合表的規(guī)定,賣方在技術(shù)報價時應(yīng)明確冷卻水管路系統(tǒng)的方案。


四、泵冷卻水管路方案的選擇

泵組冷卻位置通常為軸承箱、密封冷卻器(和/或密封夾套)、油系統(tǒng)冷卻器及電動機(jī)冷卻器。API 610第11版標(biāo)準(zhǔn)給出了幾種常用的冷卻方式。

1.輸送介質(zhì)溫度低于120℃的,通常不設(shè)置專門的冷卻系統(tǒng),多采用本身介質(zhì)來潤滑和冷卻,對于易結(jié)晶或含有顆粒的介質(zhì)應(yīng)配有密封面沖洗管路(設(shè)計時均留有接口)。


2.輸送介質(zhì)溫度高于120℃時,應(yīng)考慮是否需要對軸承箱進(jìn)行冷卻,冷卻水管路系統(tǒng)采用表中的方案A和方案K。


3.輸送介質(zhì)溫度高于120℃時,宜對密封液(或緩沖液)進(jìn)行冷卻(金屬波紋管密封除外),以降低密封腔的溫度,改善密封的工作條件,延長其使用壽命。冷卻水管路系統(tǒng)采用表中的方案K和方案M。


4.輸送介質(zhì)溫度高于300℃時,不僅泵頭部分需要冷卻,懸架軸承室也應(yīng)設(shè)有冷卻系統(tǒng),泵結(jié)構(gòu)一般為中心支承形式,機(jī)械密封最好采用金屬波紋管型,但價格高(價格是普通機(jī)封的10多倍)。


5.輸送易結(jié)晶液體時,應(yīng)考慮對機(jī)械密封設(shè)置外供液體(如水、蒸汽等)進(jìn)行冷卻(Quench)密封腔,并防固體在大氣側(cè)積聚;輸送飽和蒸汽較高的液體(如液化氣、液氨等)時,應(yīng)考慮對機(jī)械密封設(shè)置一外供液體(如40℃熱水、蒸汽等)進(jìn)行加熱(Quench),以防止液化氣或液氨等因壓降汽化而結(jié)冰,并防止輔助密封圈變硬發(fā)脆,失去密封作用。冷卻水管路系統(tǒng)采用表中的方案D。


磁力驅(qū)動泵一般不需要冷卻水。

五、冷卻水用量

冷卻水耗量應(yīng)以泵廠給出的數(shù)值為準(zhǔn),估算時可參考如下經(jīng)驗值:

1.冷卻水耗量小泵0~1.5 m3/h,大泵0~3 m3/h。

2.對于采用壓力潤滑系統(tǒng)的泵取大值。

3.對于空水冷的電機(jī),冷卻水耗量較大,需10~50 m3/h。

4.電機(jī)通常采用空冷,只有當(dāng)功率較大(如大于2000KW)時,且現(xiàn)場有合適水源時才考慮采用空水冷電機(jī)。

5.對于泵用汽輪機(jī),其冷卻水主要用于油冷卻器等。凝汽式汽輪機(jī)還需要增加表面冷凝器用的冷卻水,以便將汽輪機(jī)排出的氣體冷卻成水。汽輪機(jī)的冷卻水耗量和汽輪機(jī)的型式、大小、結(jié)構(gòu)等有關(guān)。其冷卻水耗量范圍很大(一般為蒸汽量的40~80倍),需仔細(xì)咨詢汽輪機(jī)廠。


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