石化行業(yè)常用的泵有離心泵、往復泵、螺桿泵、齒輪泵、屏蔽泵、真空泵等。一個大型煉油廠需各種石化泵1000多臺,其中離心泵占83%,往復泵占6%。一個大型乙烯廠需各種石化泵2000多臺,其中離心泵占45%,齒輪泵占23%。這些泵是石化企業(yè)耗能最多的設備,用電約占全廠用電總量的50%。
國際上石化泵生產技術比較成熟,規(guī)格品種多,標準化程度高。近年來石化泵技術研究發(fā)展日新月異,如研究介質在泵內部的流動理論,利用計算流體力學,對離心泵葉輪內部流場進行數(shù)值模擬,設計出合理的葉輪流道,提高葉輪的水力效率;采用三元理論設計泵,計算葉輪尺寸和葉輪內流速分布情況,并考慮粘性流體對邊界層的影響,提高泵效率;泵產品機電儀一體化技術、可靠性技術和節(jié)能技術研究等都有新進展。今后石化泵發(fā)展方向主要是大型化、高速化、機電一體化及泵產品成套化、標準化、系列化和通用化;多品種、性能廣、壽命長及高可靠性、高效率、小型化、密封及軸承生產大型化和專業(yè)化。在耐腐蝕材料研究和開發(fā)方面,今后將不再局限于不銹鋼、高鎳合金材料,還要更多采用鈦、鋯等優(yōu)質耐腐蝕材料。
與國外先進水平比較,國內石化用泵在設計理論、設計方法上還有差距,產、學、研嚴重脫鉤,不少產品多采用仿制和類比的方法生產,缺乏理論根據和實驗研究數(shù)據;加工裝備和工藝水平還比較落后,不少泵廠在泵體鑄造中,還使用傳統(tǒng)的木制模型和黏土砂造型工藝;泵零部件加工很少使用專用工裝夾具,專用機床就更少;泵業(yè)缺乏對石化工業(yè)需求的調查研究,產品系列化和通用化程度不高,規(guī)格品種少;泵效率、質量和可靠性、密封性能、耐腐蝕性能等方面同國外相比還有較大差距。
但近年來國內石化泵的自主創(chuàng)新還是取得了顯著成果。如沈陽水泵廠研制的煉油用加氫進料泵,流量達到460m3/h,揚程達到2260m,出口壓力達到19.4MPa,操作溫度達到170℃,功率達到1700kW,已經應用在100萬噸/年加氫裂化、200萬噸/年加氫脫硫和300萬噸/年加氫精制裝置中;煉油廠輻射爐進料泵,流量達到320m3/h,出口壓力達到4.2MPa,溫度達到380℃,揚程達到500m,功率達到560kW,已經應用在100萬~150萬噸/年延遲焦化裝置中。航天科技集團公司第十一研究所研制的立式和臥式高速泵,最大流量達到90m3/h,最高場程達到1600m,轉速在4500~23000r/min之間,使用溫度達到-130℃~+340℃,最大使用壓力達到15MPa,最大電機功率達到355kW,已應用在煉油和乙烯生產裝置中。上海誼德實業(yè)發(fā)展有限公司研制的熔體輸送齒輪泵,流量達到2.5m3/h,出口壓力達到25MPa,介質溫度220℃,可以輸送熔融的高粘度合成樹脂。大連蘇爾壽泵及壓縮機有限公司研制的低溫泵,流量達到800m3/h,揚程達到800m,溫度達到-110℃~-40℃,壓力達到10MPa,已經應用在燕山、上海等乙烯改造工程中。江蘇海獅泵業(yè)開發(fā)的旋殼泵,屬于特低比轉速、小流量、高揚程離心泵,流量3.7m3/h,揚程180m,轉速3050r/min,進口壓力120Pa,出口壓力≥1.8MPa,效率35%,電機功率11kW,已在部分石化企業(yè)應用。
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