液氧泵的结构原理.ppt

液氧泵的结构原理及其操作,,Company Logo,概述,,Company Logo,液氧泵的用途,1、液氧泵是一种低温液体泵，借以提高液氧的压力，达到输送液氧的目的，它可以分为离心式和柱塞式两大类。 柱塞泵一般用于压送小流量、高压力的液体，而离心式液氧泵在大中型低压空分中被广泛应用。,Company Logo,液氧泵的用途,2、主要用于：带液氧吸附器或上下塔分开流程中的循环液氧泵 （10000空分和14000空分中使用的液氧泵）；内压缩流程中的产品液氧泵（28000空分中使用） ；槽车冲装泵（500m3液氧储槽使用）等。,Company Logo,液氧泵（离心式）的结构,离心式液氧泵又分为单级泵和多级泵。泵壳内有一个叶轮的泵称单级泵（10000和14000空分使用的液氧泵）；泵壳内串联多个叶轮的称多级泵（28000空分液氧泵）。 液氧泵的基本结构有吸液室、叶轮和压液室，这三部分组和在一起形成泵的通流部分。如图所示：,Company Logo,液氧泵（离心式）的结构,老 空 分 使 用 的 单 级 液 氧 泵,Company Logo,液氧泵（离心式）的结构,28000 空 分 使 用 的 多 级 液 氧 泵,Company Logo,离心泵的结构,(1) 吸入室:它的作用是使液体均匀地流进叶轮。 (2) 压液室:它的作用是收集液体,并把它送入下级叶轮或导向排出管,与此同时降低液体的速度,使动能进一步变成压力能。压液室有蜗壳和导轮两种形式。蜗壳因流道做成螺旋形而得名 ,液体沿螺旋线流动,随着流道截面的增大而降低速度,使动能变成压力能;导轮常见于分段多级泵,为了使结构简单紧凑,在一级叶轮和次级叶轮之间的能量转换采用导轮,液体沿导轮规定的流道流至次级叶轮的入口。,Company Logo,（3）叶轮:它是离心泵内传递能量给液体的唯一元件,泵通过它使机械能变成了液体的压力能,使液体的压力提高。叶轮用键固定于轴上，随轴由原动机带动旋转,通过叶片把原动机的能量传给液体。 按照叶轮的结构形式分类，可分为闭式叶轮、开式叶轮和半开式叶轮。闭式叶轮由若干叶片和它们两侧的轮盖和轮盘组成，相邻的两个叶片和轮盖、轮盘所围成的空间即为液体的流道；开式叶轮，只有叶片，没有轮盖和轮盘；半开式叶轮，只在叶片的一侧有轮盘。,离心泵的结构,Company Logo,液氧泵的结构（泵的密封系统）,我厂的杭氧液氧泵与法国CRYOSTAR液体泵密封气结构不太相同，对于A#空分BP09—12.6/4.6-Ⅰ型液氧泵，动密封采用主、副两级充气迷宫密封，主密封气经一精密减压阀减为0.2~0.3MPa，进入迷宫达到密封效果，并用压头为0.01~1.0bar的副密封气冲淡漏出的低温气体及阻止轴承内的油气进入低温区。密封气压力供应正常很重要，一般设有主密封气压力低于迷宫上游压力0.05bar时报警，副密封气低流量于1.2Nm3/h时连锁停泵。如图所示：,Company Logo,液氧泵的结构（泵的密封系统）10000空分,,Company Logo,,液氧泵的结构（泵的密封系统）10000空分,主密封气压力调节,付密封气减压阀,,,,,,,,,叶轮背压,主密封气压力,付密封气压力,Company Logo,液氧泵的结构（泵的密封系统）10000空分,,,迷宫上游压力引压管,副密封气进气管线,,,混合气放空,副密封气放空,,,主密封气引压管,主密封气进气管线,Company Logo,液氧泵的结构（28000空分液体泵的密封原理）,密封气与参比气压差,参比气与放空气压差,液氧泵密封原理为：密封气经一精密减压阀减为Pin后，进入迷宫，与从叶轮轮背泄露(也经过一段密封器)的气体一起从混合气排放口以Pout排出，正常情况， Pin比Po（叶轮轮背压力）高 0.1～0.2bar， Po比Pout高 0.1～0.2bar。,Company Logo,28000空分液氧泵密封系统结构,温度探头,,,,,,油脂隔离室,,,密封进气,参比气引出,,,迷宫,液氧泵液氧进口,,,泵气回流管道,,一级叶轮,罩壳,Company Logo,28000空分液氧泵密封系统结构,,,,充N2油脂隔离箱,,,N2进迷宫管线,,,混合气出迷宫放空管线,,,参比气压力引压管线,Company Logo,28000空分液氧泵密封系统结构,,放空气引压管,,Pin引压管,,迷宫密封气入口管线,,,,罩壳排气管,油脂隔离箱排气管,参比气压力引压管,罩壳密封气进气管线,,,油脂隔箱密封气进气管线,Company Logo,液氧泵密封系统流程图(28000空分),密 封 气,油脂隔离箱,去罩壳密封2,迷宫进气,密封气与参比气压差调节及变送器,混合气放空,参比气与放空气压差显示,迷宫温度控制在0~-50℃，低于-75℃报警，低于-120℃联锁,,Company Logo,28000空分液氧泵密封系统结构,膜片,弹簧,调节旋钮,参比气,密封气通道,,,,,,,,2,,,3,,罩壳压力,,放空与参 比气压差,通过压力调节阀1调节罩壳及充氮气油脂隔离箱压力为0.1～0.2bar，调节阀2对参比气与放空气压差为0.1~0.2bar，压力调节器3调节密封气与参比气压差为0.1~0.2bar，如压差低于0.04bar报警，低于0bar联锁停泵。,提升阀,Company Logo,液氧泵的工作原理,液氧随叶轮旋转，在惯性离心力的作用下自叶轮中心被甩向外周并获得了能量，使流向叶轮外周的液体的静压强提高，流速增大。液体离开叶轮进入蜗壳或扩压器，因蜗壳内流道逐渐扩大而使流体速度减慢，液体的部分动能转换成静压能。于是，具有较高压强的液体从泵的排出口进入排出管路，被输送到所需的管路系统。对于低温液氧泵，其工作介质虽然是一种沸点很低，极易挥发的液体，但在良好的保冷条件下，液氧是一种流动性好，十分清洁的流动介质，它的流动规律和一般流体基本相符。液氧经过离心式液氧泵后所获得的能量叫泵的扬程，通常用液柱为单位（m）。28000空分液氧泵的扬程为：3760m.,Company Logo,液氧泵是根据分馏塔装置进行配置的。当分馏塔的上、下塔分开装置时，如图所示,这种配置的液氧泵是上、下塔联系的纽带，液氧泵必须连续运转。,液氧泵的操作及维护,Company Logo,当分馏塔是上、下塔叠装时，如图所示，这种配置的液氧泵主要是控制主冷凝蒸发器中液氧所含的乙炔量在允许范围之内。,液氧泵的操作及维护,Company Logo,内压缩流程中，液体泵的作用是向后系统输送产品液氧、液氮。如图所示：,液氧泵的操作及维护,Company Logo,液氧泵启动前的准备,液氧泵启动前的准备： （1）彻底预冷液氧泵，输送轴封干燥氮气。 （2）关闭出口阀，打开进口阀和放空阀（吹除阀）。 （3）见液氧流出后关闭放空阀。 （4）不断盘车，以防泵在降温过程中冻结，检查密封。 （5）待进口压力指示值稳定后，启动电动机，缓慢打开出口阀。 （6）用手盘车不灵活时，应继续加热吹除。 对于28000空分液氧泵，启动前的准备包括以下两点: 1、测量迷宫放空气及泵体加温气的露点，低于-60℃允许预冷，防止因露点过高，有水份存在，损坏迷宫及泵体。 2、预冷泵时，需打开泵气回流阀，并调整密封气的压差。 3、点动电机测试液氧泵的转向，并确认转动正确无误（顺时针转动）。,Company Logo,液氧泵的启动操作,1、启动时，将出口阀打开1.5~2 圈，全开旁通阀（回流阀），关小前密封 气，待出口压力上升后，迅速开大前密封气，提高密封气压力，关闭氧气放出阀。（对于28000空分应根据主冷液位的高度情况确认是否启动，主冷液位应不低于3200mm） 2、当液氧泵出口压力不能上升时，应停泵继续预冷，泵运转稳定后，逐渐开大出口阀，关闭回流阀。（对于28000空分液氧泵的出口压力调节，转速的调节也是提高压力的一个手段） 3、当液氧泵端盖结霜时，应提高密封气压力，至结霜消失为止。 4、正常运转时，适当关小后密封气，防止气体过多，将前轴承内的润滑脂吹掉，并根据运行情况，适当增加润滑脂。 5、当一台液氧泵故障时，启动另一台液氧泵，并将故障的液氧泵进行加热吹除，留以备用。 6、加热液氧泵时，先关闭进、出口阀和回流阀（28000液氧泵加温时应先关闭泵气回流阀），打开吹除及排液阀排放液氧，然后打开加热阀，用常温干燥氮气对液氧泵进行加温吹扫，吹扫至吹出气体的露点低于-60℃时为合格。 7、加热过程中，严禁盘车，以防损坏密封套。,Company Logo,低温离心泵的气蚀现象,由于沿叶轮进口流道的水力阻力和流速的增加， 在叶轮进口缘后不远处的压力p1比进口管道处的压力p2 有所降低。当 p1 降低到等于液体在该处温度下的饱和蒸汽压 p 时，液体开始沸腾、汽化，于是，在流体中形成气泡。夹带着气泡的液体沿叶轮离心力方向流动。当它到达叶轮内压力升高的区域时，蒸汽又重新冷凝， 使汽泡破裂。汽泡破裂的极为迅速，因此它周围的液体以极高的速度冲向汽泡所占有的空间，在该区域叶轮的表面上产生局部冲击作用。上述过程总称为液氧泵的汽蚀现象。,Company Logo,汽蚀的危害性,1、由于汽泡重新凝结而产生的局部冲击作用， 在叶轮内表面上产生极大的应力。大量小汽泡的形成和破裂过程极快，而且叶轮长期受到反复不断的冲击，会使叶轮材料受到超过其极限强度的冲击力，从而在材料表面上出现蜂窝状的蚀点，产生空洞。 2、汽蚀现象的产生，改变了叶轮内流通部分的有效面积和液流方向，破坏了叶轮内液体的稳定流动和正常的速度及压力的分布，致使其阻力增加。因此，泵的扬程骤然下降，功率增加，效率急剧下降，流量显著减少，甚至迫使泵中断工作。 3、产生汽蚀时， 泵发生强裂振动和异常噪音， 严重时使泵不能继续运转。,Company Logo,如何避免气蚀现象发生,1、在流程设计时， 应该使液氧进入液氧泵前有一定的过冷度（一般为6~12℃ ）。 2、泵体要安装在较低位置，使液氧进口处有一定的静压头。 3、作为低温泵，要注意绝热保冷，尽量减少冷损失。 4、液体泵启动前预冷要彻底，否则，液氧流入后会发生因温度升高而部分气化，导致气蚀发生。,Company Logo,14000空分液氧泵长期不打量的原因分析,1、液氧泵进口过滤网有异物堵塞： 07年7月冷箱检修时检查过滤网没有发现任何异物。 2、液氧泵进口管线设计不合理，有气蚀现象：冷箱内检查确认液氧泵进口管线现场实际安装流程与设计图纸不符，经与厂家人员协商进行了改造，改造内容如下：一是减少液氧泵进口管线的弯头数，缩短液氧泵进口管线长度；二是将液氧泵进口管线处的水平段改为有 15°倾角的管线，避免水平管线上部气体积聚引起液氧泵气蚀；三是将液氧泵进口管线材料由5 0 5 2改为5 0 8 3 ，提高管线的强度，防止管线变形。 3、液氧泵进口管线上有异物堵塞：在对进口管线改造时发现上塔底部进液氧泵前管线处有形如 “[ ”的脱落物，紧贴在上塔底部和液氧泵进口管线的连接处，堵住了泵的进口管路。经分析，该脱落物是塔内的防湍流板，此板在开车期间随着液体的不断流动在塔内旋转，当转移至液氧泵进口时，就会造成液氧泵不打量。采取瞬间停泵再开泵，脱落物有可能被冲离液氧泵进口处，此时液氧泵恢复正常打量。,Company Logo,14000液氧泵进口管线改造图,Company Logo,28000空分液氧泵不打量的原因,该液氧泵进口过滤器开车初期曾连续两次进行清理，未发现过多异物，主要是因该进口过滤器安装在倾斜向上45°的位置，停泵或反向加温时，积聚在过滤器的异物容易返回进口管道中，达不到完全过滤异物的目的，导致大量铝屑积聚在过滤器处，使液氧泵的进口阻力增大，吸入压力只有0.5bar，低于吸入压力1.5bar的指标，导致液氧泵发生气蚀。附液氧泵进口过滤器安装位置图如下：,Company Logo,28000空分与国泰液氧泵对比图,Company Logo,提高28000空分液氧泵输氧量的改造对策,1、对液氧泵进口管线下方安装Φ57×3喇叭口实施改造，用于收集和集聚杂物。 2、将液氧泵的加温流程由反向改为正向加温，使管道中留存的异物能够集聚在过滤器中。附图：,,Thank You !,