低溫泵的知識!!!
作者: 來源: 發布時間:2016-08-04
低溫泵是用來抽送低溫液體(即液化氣)的一種特殊泵。
由于低溫技術的迅速發展,冷凍機、冷藏設備、冷凍車、空氣或氣體的液化分離裝置的應用范圍日益擴大,以及以液化石油氣體為燃料的各種石油化學工業的發展,都要使用很多的低溫泵。特別是液化天然氣的出現,為低溫泵的發展和應用開辟了新的領域。目前低溫泵主要用于以下幾個方面:
石油化工部門中輸送各種液態烴(最低溫度達-104℃);在空氣或氣體的深冷分離裝置中,拙送液態氧(-183℃)、液態氮(-196℃)和液態氬等;鋼鐵、原子能和宇航工業中,用于抽送液態氧、液態氫(-253℃)等。因為低溫泵抽送的是液化氣,各種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為飽和液體,所以當低溫泵抽送低溫液體時若從周圍吸收熱量后很容易使液化氣汽化、產生氣體,同時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。大部分液化氣的粘度比水低、潤滑性差。所以泵的結構、材料、安裝和運轉等方面部有它的特殊之處:下面分別加以介紹。
由于液化氣的種類和使用場合的不同,低溫泵的結構型式很多。但-般以低溫離心泵最為常見。其結構主要有以下特點: (1)泵的總體結構盡量對稱布置,以便在冷態下變形均勻。為了防止泵軸在冷溫下的變形,有的軸就是-根整體的光軸,沒有螺紋和階梯。葉輪-般不用軸套緊固軸上,而是在每個葉輪頭部裝鉤頭鍵單獨固定。
(2)為了保冷方便和輸送危險介質;多采用雙層殼體結構,如圖所示。 (3)泵的軸向力平衡多采用平衡孔、對稱布置和推力軸承等方法。考慮到局部摩擦發熱會使液化氣蒸發燒損摩擦而,很少用平衡盤來平衡軸向力。 (4)低溫泵多采用立式結構。由于立式結構,利于排氣,改善泵的汽蝕性能,又便于提供足夠長度布置軸封裝置、隔冷等部件,同時還有利保冷,占地而積也小。 軸封裝置是決定低溫泵是否能長期運轉的一個關鍵部件,低溫泵的結構型式往往取決于軸封型式。因溫度和液化氣性質不同,軸封裝置也各不相同,-般有以下幾種:(1)雙填料密封。
用普通填料密封結構泄漏較多,而泄出的液化氣吸收熱量汽化會造成缺料部位凍結。采用雙填料密封,在上下填料之間設置一密封室,從外輸入一種氣體(如氮氣),壓力比泵內稍高-些,以密封液化氣。下部填料用外部手輪壓緊。(2)機械式密封。
普通單端面機械密封,在低溫下使用,軸和動環間的密封圈會失去彈性,妨礙動環軸向自由移動造成泄漏。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。 干式機械密封的軸封裝置設在泵體上方、下方設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氧的密封上。 復式機械密封和干式密封一樣,利用導入熱量使波面下降,在上邊接近常溫的地方設一密封室,把密封液體(低疑點的油)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,并且不致溫度過低,設有加壓、保溫裝置。 它是用石墨制成的許多個矩形齒狀填料與泵軸間構成所謂迷宮。在這迷宮中間設一氣體入口,在此處通入與填料內壓力相平衡的密封氣體(氧、氮氣等),把液面壓下到一定位置達到密封。 去掉軸封裝置,把泵的整個回轉部分封閉起來,電動機轉子和外界大氣隔絕。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中,若局部磨損,會因摩擦發熱而使液化氣汽化出現粘合現象,所以-般采用滑動性好的材料,如聚四氟乙烯和石墨等。如果采用金屬材料,需要提高硬度和強化表面,對旋轉表面要進行氮化處理或堆焊司太特硬質合金。 低溫泵的材料主要考慮低溫脆性、低溫下的材料變形,材料的相對線性收縮等。 (1)低溫泵在裝配上不同于一般泵,對裝配零件必須嚴禁沾上水分和油脂,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,使泵內液體吸熱汽化產生大量氣體,引起泵性能降低,因此泵和吸入管線必須有保冷裝置。低溫泵的保冷比高溫泵的保溫更為重要。 (3)泵及共管路內若有油、水分和空氣等,當通入低溫液體則會凍結而影響泵的平穩運轉或引起事故,因此運轉前需清洗干凈并用干燥的氣體(如氮氣)進行置換泵內的空氣o (4)為使泵完全在液體中運輸在運轉前應對泵和管線通入液體進行預冷。 (5)泵的吸入口和吸入管線設有排氣裝置,以便使泵在運行前或運行中排除內部產生的氣體。 隨著低溫技術的迅速發展,對低溫泵的需要量越來越大。近年來,低溫泵的發展很快。目前,低溫泵是向大容量、多級、高揚程和高轉數的方向發展。