500萬噸-年高溫減壓塔底泵提高汽蝕性能的研究.pdf

1、隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，石化裝置正朝著大型化方向發(fā)展。石化裝置的大型化必然要求石化泵的性能參數(shù)也要適應(yīng)大型化裝置的要求，一般石化用泵可以立足國內(nèi)，但大型煉油裝置需要的減壓塔底泵，由于苛刻的應(yīng)用環(huán)境，汽蝕性能要求很高，采用都是進(jìn)口。因此為逐步實現(xiàn)大型煉油裝置石化泵的國產(chǎn)化，進(jìn)行減壓塔底泵提高汽蝕性能的研究，將大大降低生產(chǎn)成本和維修費(fèi)用，同時也是提高質(zhì)量和可靠性的保障。
　　 本文以中石化武漢分公司500萬噸/年煉油裝置高溫減壓塔底

2、泵研制課題為依托，采用兩級雙吸兩端支承離心式流程泵泵型。雙吸葉輪是提高泵汽蝕性能的有效途徑之一，按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T13006，該性能泵(雙吸葉輪)的汽蝕余量為6.4m，裝置的汽蝕余量只有6.3m，技術(shù)指標(biāo)要求減壓塔底泵汽蝕余量為4.8m，所以提高減壓塔底泵的汽蝕性能是本文研究的主要目的。
　　 本文主要的內(nèi)容和成果有：
　　 1.簡要分析了泵汽蝕產(chǎn)生的原因、現(xiàn)象及對泵性能的影響，并對如何改善減壓塔底泵汽蝕性能進(jìn)行了分析

3、，提出了合理設(shè)計葉輪進(jìn)口幾何尺寸與形狀，采用雙吸葉輪和半螺旋形吸水室來提高減壓塔底泵的汽蝕性能，采用抗汽蝕材料等方法提高減壓塔底泵的使用壽命。
　　 2.依據(jù)減壓塔底泵的工藝參數(shù)，以汽蝕理論為指導(dǎo)，考慮汽蝕，采用速度系數(shù)法、加大流量設(shè)計法、水力設(shè)計軟件等對葉輪進(jìn)行抗汽蝕優(yōu)化設(shè)計，設(shè)計出兩種雙吸葉輪模型；采用傳統(tǒng)的設(shè)計方法和依靠經(jīng)驗系數(shù)等對吸水室進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，設(shè)計出一種吸水室模型，與兩種葉輪組合成兩組水力模型。
　　 3.

4、應(yīng)用CFD軟件CFX對兩組水力模型在兩種相位下的三種工況進(jìn)行了內(nèi)部汽蝕流場的數(shù)值模擬，并進(jìn)行了汽蝕性能的預(yù)測。模擬結(jié)果表明：(1)葉輪中六個葉片的壓力、速度、空泡分布規(guī)律大致相同，但并非完全相同，表現(xiàn)為明顯的軸不對稱性和較強(qiáng)的軸周期對稱性；(2)兩組水力模型的空泡最先在葉片背面進(jìn)口稍后處(靠近前蓋板)產(chǎn)生，汽蝕主要發(fā)生在葉片背面，隨著流量的增大和進(jìn)口壓力的降低，工作面也會發(fā)生汽蝕；(3)大流量Q=600m3/h工況下的汽蝕發(fā)生的區(qū)域和空

5、泡密度都要大于流量Q=406m3/h工況和流量Q=500m3/h工況，而流量Q=406m3/h工況下的汽蝕性能最好；(4)對低比轉(zhuǎn)速離心泵，葉片進(jìn)口邊適當(dāng)向吸入口方向延伸可以明顯的改善泵的水力性能和汽蝕性能。
　　 4.對優(yōu)選的水力模型制做實型泵，并對整機(jī)進(jìn)行試驗研究，CFD預(yù)測值與試驗值對比表明：Q=406m3/h時，預(yù)測的臨界汽蝕余量為3.74m，試驗的臨界汽蝕余量為4.02m，到達(dá)了設(shè)計要求，且預(yù)測值要比試驗值好，但誤差相