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，由于苛刻的應用環(huán)境，汽蝕性能要求很高，采用都是進口。因此為逐步實現(xiàn)大型煉油裝置石化泵的國產(chǎn)化，進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，按照國家標準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行了分析

3、，提出了合理設(shè)計葉輪進口幾何尺寸與形狀，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，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、應用CFD軟件CFX對兩組水力模型在兩種相位下的三種工況進行了內(nèi)部汽蝕流場的數(shù)值模擬，并進行了汽蝕性能的預測。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，葉片進口邊適當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，并對整機進行試驗研究，CFD預測值與試驗值對比表明：Q=406m3/h時，預測的臨界汽蝕余量為3.74m，試驗的臨界汽蝕余量為4.02m，到達了設(shè)計要求，且預測值要比試驗值好，但誤差相