Belangrijke technische punten voor het ontwerp, het gebruik en het onderhoud van meer-traps centrifugaalpompen

De pompas van een meertrapscentrifugaalpomp is uitgerust met twee of meer cascadewaaiers. Vergeleken met een enkel-trapscentrifugaalpomp kan deze een hogere opvoerhoogte bereiken; vergeleken met zuigerpompen, membraanpompen en andere zuigerpompen kan het een groter debiet pompen. Meertrapscentrifugaalpompen hebben een hoger rendement en kunnen voldoen aan de behoeften van omstandigheden met een hoge opvoerhoogte en een hoog debiet. In de petrochemische, chemische, energie-, bouw- en brandbeveiligingsindustrieën worden ze op grote schaal toegepast. Vanwege hun eigen bijzonderheid, vergeleken met een-traps centrifugaalpompen, stellen meertraps centrifugaalpompen andere en hogere technische eisen op het gebied van ontwerp, gebruik en onderhoud. Vaak ervaren meertraps centrifugaalpompen, als gevolg van nalatigheid op bepaalde details of door onvoldoende aandacht, vaak abnormale slijtage, trillingen en vastlopen van de as nadat ze in gebruik zijn genomen, wat resulteert in uitschakeling.. 1. Ontwerpaspecten 1.1 Basisstructuur De gebruikelijke basisstructuren van meertraps centrifugaalpompen omvatten het horizontale gespleten type en het gesegmenteerde type of het zogenaamde meertraps serietype. De structuur van het horizontale gespleten type wordt gekenmerkt doordat de bovenste en onderste pomplichamen door het horizontale scheidingsoppervlak van het ascentrum worden geleid. De inlaat- en uitlaatpijpen, een deel van het slakkenhuis en de stroomdoorgang zijn op het onderste pomphuis gegoten. Onderhoud en reparatie zijn relatief gemakkelijk en tijdens onderhoud kan de bovenste schaal van de pomp direct worden verwijderd zonder de pijpleiding van de pomp te demonteren. De structuur van het gesegmenteerde type wordt gekenmerkt doordat elke trap bestaat uit een waaier die zich in de diffusorbehuizing bevindt, en de diffusor is verbonden door bouten en drijfstangen, en de trappen zijn in serie verbonden door vaste stangen. Het voordeel is een hoge drukweerstand en minder lekkage. Tijdens onderhoud moet de inlaatpijpleiding echter worden gedemonteerd, en de demontage- en montageproblemen zijn relatief groot. Over het algemeen wordt aangenomen dat de meertrapspomp van het horizontaal gespleten type een betere stijfheid en een lagere trillingswaarde van de pomp heeft dan de meertrapspomp van het gesegmenteerde type. De zuigkamerstructuur van de meertrapspomp van het horizontaal gespleten type heeft gewoonlijk een semi-spiraalvorm, terwijl de meertrapspomp van het gesegmenteerde type meestal een cirkelvormige ringvorm aanneemt. De drukuitlaatkamer van elke trap, vanwege de gemakkelijke vervaardiging van het slakkenhuis en de hoge efficiëntie van het omzetten van vloeibare kinetische energie in drukenergie, neemt de meertrapspomp van het horizontale split-type over het algemeen een slakkenhuisstructuur aan; Vanwege de asymmetrie van de slakkenhuisvorm is deze echter gevoelig voor asbuiging. Bij de meertrapspomp van het gesegmenteerde type kunnen alleen de eerste en de laatste trap het slakkenhuis gebruiken, terwijl de middelste trap een geleidewielapparaat gebruikt om de energie tussen de primaire en secundaire waaiers om te zetten. De eerste-trapswaaier van de meertrapspomp is doorgaans ontworpen als een dubbele-zuigwaaier, terwijl de waaiers van de andere trappen zijn ontworpen als enkele-zuigwaaiers. Dit geldt vooral voor media met een hoge temperatuur, een groot debiet en gevoelig voor cavitatie. Voor pompen met extreem hoge druk is het moeilijk om gedragen te worden door een pomphuis met enkele-gesegmenteerde pomp of dubbele-cilindrische structuur. Daarom wordt vaak een pomp met dubbele-cilindrische structuur gebruikt en is het pomplichaam cilindrisch gemaakt. Het cilindrische pomplichaam is bestand tegen hogere druk en de rotor van het gesegmenteerde type of het horizontale gespleten type is in de cilinder geïnstalleerd. Volgens relevante normen en regels in China gebruiken hogedrukketelvoedingspompen een gesegmenteerde of cilindrische structuur met dubbele schalen, en voor stroomopwekkingseenheden van 300 MW en meer moeten de pompen doorgaans een cilindrische structuur met dubbele schalen gebruiken. De binnenste schaal van de dubbele-schaal heeft een structuur van het gesegmenteerde of horizontaal gespleten type. 1.2 Axiale krachtbalans 1.2.1 Gemeenschappelijke maatregelen voor de axiale krachtbalans van meertraps centrifugaalpompen De maatregelen voor de axiale krachtbalans van meertraps centrifugaalpompen omvatten over het algemeen: symmetrische opstelling van de waaiers, met behulp van een balanstrommelapparaat, een balansschijfapparaat en een combinatieapparaat van een balanstrommel en balansschijf, enz. Er zijn ook balansmechanismen met dubbele balanstrommel, zoals sommige hogedrukketelvoedingspompen-. Symmetrische plaatsing van waaiers of het gebruik van een balanstrommelapparaat kan de axiale kracht niet volledig in evenwicht brengen, en de resterende axiale kracht moet nog steeds worden gedragen door het druklager. Meertrapscentrifugaalpompen gebruiken meestal een balansschijf met automatische aanpassing van de axiale kracht om de axiale kracht in evenwicht te brengen. Bij het ontwerpen van de balansschijf, balanstrommel en andere apparaten van meertrapspompen is het noodzakelijk om geschikte balanspijpleidingen te configureren om ervoor te zorgen dat het axiale krachtbalansapparaat aan de ontwerpvereisten voldoet. In de gevallen van overmatige temperatuurstijging van de lagers en verbranding van de lagers in meertrapspompen worden veel gevallen veroorzaakt door het kleine stroomoppervlak van de balanspijp, overmatig weerstandsverlies van de pijpleiding en onvoldoende balanscapaciteit. Literatuur [1] gebruikt ook het balanstrommelapparaat als voorbeeld en stelt een berekeningsmethode voor de buisdiameter voor. Om het probleem aan te pakken dat de balansschijf en de balansschijfzitting van meer-traps centrifugaalpompen met elkaar in contact kunnen komen, waardoor schade aan de balansschijf en de pomp kan ontstaan, is een meer-krachtwig centrifugaalpomp met anti-slijtage balansschijf ontworpen. Deze structuur is vergelijkbaar met het principe van de droge gasafdichting in centrifugaalcompressoren: wanneer de balansschijf de balansschijfzitting nadert, kan de power wedge een enorme openingskracht genereren, waardoor het contact tussen de balansschijf en de balansschijfzitting wordt voorkomen. Door middel van operationele tests werkt de balansschijf normaal en vertoont het werkoppervlak geen slijtage of krassen. Het is duidelijk dat deze nieuwe power wedge anti-slijtage balansschijf effectief het contact tussen de balansschijf en de balansschijfzitting kan voorkomen. Deze krachtwig-balansschijf verlengt niet alleen de levensduur van de balansschijf, maar vermindert ook de lekkage van de balansschijfspleet, waardoor energiebesparing en verbruiksvermindering worden bereikt. Sommige mensen hebben voorgesteld dat de axiale kracht die wordt gegenereerd door meertrapspompen te wijten is aan het feit dat elke trap van de waaier water van één kant absorbeert. Daarom stellen ze voor om de structuur van het pomplichaam, de waaier en het trapafstandsstuk te verbeteren, zodat de waaier water van beide kanten kan aanzuigen, waardoor een axiale krachtbalans wordt bereikt. Op deze manier hoeven er geen balansschijf- of balanstrommelconstructies te worden opgezet en hoeft er geen rekening te worden gehouden met de axiale verplaatsing.. 1.2.2 Beperkingen van het balansschijf- en balanstrommelmechanisme a) Variabele omstandigheden: tijdens het starten en stoppen van de pomp wordt de axiale kracht gedragen door het directe contact tussen de balansschijf en de balansschijfzitting. Door wrijving kunnen de balansschijf en de zitting vastlopen, uitdrogen of zelfs de pompas breken; wanneer de belasting plotseling verandert, verandert de axiale kracht dienovereenkomstig en verplaatst de rotor zich ook axiaal, wat resulteert in een plotselinge verandering in de opening tussen de balansschijf en de balansschijfzitting, wat cavitatie- en trillingsverschijnselen kan veroorzaken. b) Vloeibaar-vast twee--stroommedium: de druk van het medium dat de balansschijf, balanstrommel, enz. binnengaat, is de uitgangsdruk van de pomp, en de druk na smoren is de inlaatdruk van de pomp. Wanneer het medium van het hoge-drukgebied naar het lage-drukgebied stroomt, vormt het een straalspoeling, en de vaste deeltjes in het vloeibare-vaste twee-stroommedium zullen de balansschijf en zitting van het balansmechanisme snel verslijten, waardoor de pomp uiteindelijk niet meer normaal kan werken.. 1.3 Axiale doorbuiging De overmatige doorbuiging van de pompas van meer-traps centrifugaalpompen is Dit kan waarschijnlijk abnormale trillingen, vastlopen van de as, falen van de mechanische afdichting als gevolg van ongelijkmatige kracht op het afdichtingsoppervlak en andere fouten veroorzaken. Het is noodzakelijk om de generatie van radiale kracht in het ontwerp te regelen en de doorbuigingswaarde van de pompas tijdens bedrijf te minimaliseren. De maatregelen waarmee bij het ontwerp rekening wordt gehouden, omvatten over het algemeen: a) Bij meertrapspompen met een slakkenhuisstructuur voor geleiding en energieomzetting zal de asymmetrie van de slakkenhuisvorm er waarschijnlijk voor zorgen dat de as tijdens bedrijf buigt. De aangrenzende twee fasen van het slakkenhuis moeten 180 graden uit elkaar worden geplaatst om de radiale kracht te verminderen. b) Het aantal trappen van de pompwaaier mag niet te groot zijn. Verhoog indien nodig de opvoerhoogte van elke trap om de totale opvoerhoogte te garanderen, en verklein de lengte van de pompas door het aantal pomptrappen te verminderen. c) Houd bij het selecteren van het materiaal van de pompas van meertrapscentrifugaalpompen rekening met de geschiktheid voor het mediumtype, de temperatuur, enz., en geef prioriteit aan de selectie van materialen met goede uitgebreide mechanische eigenschappen op het gebied van sterkte en stijfheid. d) Houd bij het berekenen van de diameter van de pompas rekening met het transmissievermogen, de startmethode, de radiale kracht, de asdoorbuiging en de daarmee samenhangende traagheidsbelastingen. Houd ook rekening met de noodzaak om weerstand te bieden aan buigvervorming van de pompas onder niet-ontwerpstromingsomstandigheden. e) Selecteer op redelijke wijze de steunpunten van de pompas. 1.4 Anti-trillings- en trillingsreductiemaatregelen waarmee bij het ontwerp rekening kan worden gehouden, zijn onder meer: ​​a) Beheers de doorbuiging van de pompas binnen een regelmatig bereik. b) Het is duidelijk dat de waaier, de pompas, enz. dynamische en statische balanstests moeten ondergaan. c) Ontwerp de pompas van meer{92}}trapspompen als een starre as, en de bedrijfssnelheid moet kleiner zijn dan of gelijk zijn aan 0,75 maal de eerste kritische snelheid. d) De waaier en de pompas moeten onafhankelijk op één trap worden geplaatst, en de waaier en de pompas moeten worden gemonteerd met een perspassing en een verwarmde constructie om de stijfheid en de kritische snelheid van de rotorconstructie te verbeteren. e) Wanneer u de materialen van de pompas, waaier, enz. selecteert, kies dan materialen met een goede uniformiteit in kwaliteit, en selecteer de leveringsstatus en verwerkingsmethode die de uniformiteit van de dwarsdoorsnedekwaliteit van het materiaal kan garanderen. f) Ontwerp de juiste as- en radiale spelingen om trillingen veroorzaakt door abnormale wrijving, axiale verplaatsing van de rotor en stator en andere factoren te voorkomen. g) Voor meertrapspompen die balansschijven gebruiken om axiale krachten te balanceren, moet u het balansschijfmechanisme redelijk en correct ontwerpen. Verticale meertrapspompen Voor verticale meertrapscentrifugaalpompen wordt er bij het ontwerpen algemeen van uitgegaan dat de totale axiale kracht tijdens normaal bedrijf neerwaarts is. Aan het begin van het opstarten is er echter een opwaartse axiale kracht, omdat de uitlaatdruk nog niet is gestegen en het drukverschil tussen de voor- en achterkant van de waaier nog niet is vastgesteld. Sommige van deze gevallen resulteren in axiale beweging van de as en oververhitting van de mechanische afdichting, lageronderdelen en overstroom van de motor, en in ernstige gevallen zal de pomp uitschakelen. Bij het ontwerp moet rekening worden gehouden met het relatief bevestigen van de lagerbus en de as, zodat de opwaartse axiale kracht wordt gecompenseerd door het druklager. Het balanceerschijfapparaat met automatische aanpassing van de axiale kracht heeft een grote structurele afmeting en vereist een waterleiding voor drukontlasting, die niet kan worden geïnstalleerd in dompelpompen met diepe putten die beperkt zijn door de putdiameter. Daarom is het probleem van de balans van de axiale krachten altijd een lastige kwestie geweest bij het ontwerp van dompelpompen met hoge opvoerhoogte en diepe putten. Er is een methode voor axiale krachtbalans geïntroduceerd, die de diameter van de voorste afdekplaat van de waaier van de dompelpomp met diepe put vergroot naar de binnenwandrand van het pomplichaam, zodat de axiale kracht op de waaier zijn maximum bereikt onder dezelfde putdiameteromstandigheid. Tegelijkertijd wordt de diameter van de achterste afdekplaat van de waaier op passende wijze verkleind, zodat de axiale kracht op de waaier volledig in evenwicht is. Er wordt een ander nieuw type apparaat voor het balanceren van axiale krachten geïntroduceerd, dat een paar dynamische en statische wrijvingsparen installeert na de waaier van de laatste trap. De bewegende ring draait met de waaier mee, terwijl de statische ring niet roteert. Het afdichtingspaar aan de voorkant is gevuld met de vloeistof onder hoge druk uit de uitlaat van de waaier van de laatste trap, en het afdichtingspaar aan de achterkant is verbonden met de atmosferische druk of het lagedrukgebied van de pompinlaat. De afdichting vormt een hoog en laag drukverschil om de axiale kracht in evenwicht te brengen. Dit nieuwe type balanceringsafdichtingsapparaat kan niet alleen de axiale kracht balanceren, maar heeft ook geen lekkage. Het is vooral geschikt voor dompelpompen met diepe putten en gesegmenteerde meertrapspompen. Na de invoering van dit apparaat kan de totale efficiëntie van de pomp met 3% worden verhoogd. - 6%. 1.6 Meer-traps centrifugaalpompen voor het transporteren van vloeistof-vaste twee-stroom. 1.6.1 Axiale krachtbalans Voor gesegmenteerde meer-traps slurrycentrifugaalpompen die slurry transporteren, zoals cementslurrie en erts slurry, de erosie en slijtage van de slurry zorgen ervoor dat alle ringvormige afdichtingsspleten tussen de rotor en de stator van de pomp groter worden. De balanceerschijf en de balanceerschijfzitting worden onder invloed van axiale kracht samengedrukt, wat een snelle slijtage tot gevolg heeft. Het gehele rotoronderdeel beweegt axiaal, en de waaier botst en schuurt met hoge snelheid tegen het schot en de afdichtingsring in het middengedeelte, waardoor fragmentatie ontstaat. Dit heeft tot meerdere ernstige ongelukken geleid. Om de levensduur van dit type pomp te verlengen en de slijtagesnelheid van de afdichtingsspleet te vertragen, zijn bij het ontwerp de volgende maatregelen genomen: ① Verbeter het balansmechanisme van de pomp en vervaardig een balansschijfzitting (balansplaat), twee balansschijven, zoals weergegeven in Figuur 1. Dit kan het lekverlies van het balansmechanisme in de vroege bedrijfsfase van de pomp verminderen en de veiligheid en betrouwbaarheid van de pomp in de latere bedrijfsfase garanderen. Ook wordt de levensduur van de pomp bij grote revisies verlengd. ② De waaier, afdichtring, asbus, geleidewielhuls, balansschijf en balansschijfzitting worden behandeld door middel van spuitlassen. In de eerste fase van het gedomesticeerde grote stikstofkunstmestproject van Huilu Hengsheng gebruikte de hogedruk-slurrypomp gesegmenteerde meertraps-centrifugaalpompen, en het axiale krachtbalanceringsapparaat maakte gebruik van de 'balanstrommel + druklager'-methode. Als gevolg van een slechte axiale krachtbalans en een onvoldoende sterk ontwerp van de pompas, hebben zich tijdens het gebruik meerdere keren ongelukken voorgedaan, zoals schade aan de balanstrommel, verbranding van het lager, vastlopen van de as en asbreuk. Er werd gebruik gemaakt van een horizontale midden-open meer- centrifugaalpomp, en de waaier was symmetrisch opgesteld om het grootste deel van de axiale kracht automatisch te balanceren. De resterende axiale kracht werd gedragen door het druklager en er was geen balansschijf, balanstrommel of ander balansmechanisme. De bedrijfscondities ter plaatse waren goed en alle prestatie-indicatoren voldeden volledig aan de gebruiksvereisten. Afdichting van secties en aseinden. Om het schurende effect van harde deeltjes in vloeibare, vaste twee{150}} fasenstroommedia op de roterende en stationaire onderdelen te ondervangen en te vermijden, hebben alle afdichtingsringen en smoorhulzen van het pomphuis, de afdichtingshulzen van de meertrapspomp een afdichtingsstructuur met omgekeerde spiraalvormige groef gebruikt, waardoor de deeltjes slijtage. Aan het aseinde werd een combinatie van een afdichtingsstructuur van een contactloze labyrint-spiraalafdichting en mechanische afdichting toegepast, die bijzonder geschikt is voor vloeibare-vaste twee-stroommedia. 1.6.3 De stroomsnelheid moet worden verlaagd op basis van verschillende aspecten, zoals de rotatiesnelheid en structuur van de pomp, om de gemiddelde stroomsnelheid te verlagen en ook om het schuren en erosie van harde deeltjes in de vloeistof-vaste stof te verminderen twee{158}}stroommedium op de verschillende stroomcomponenten van de meer-trapspomp. Het toerental van de pomp moet zo laag mogelijk zijn en niet boven de 1450 tpm.. 2 Gebruik en onderhoud 2.1 Voordat u de pomp start Als de-vloeistof met hoge temperatuur die wordt getransporteerd plotseling het koude pomplichaam binnendringt, zal de temperatuur van het pomplichaam aanzienlijk veranderen. Als gevolg van ongelijkmatige verwarming en inconsistente thermische vervorming zullen het pomplichaam en de rotorcomponenten vervormen en is er slechts een zeer kleine opening tussen de slijtvaste componenten, wat resulteert in abnormaal contact. Als de apparatuur onder dergelijke omstandigheden wordt gestart, zal dit trillingen, vastlopen en vastlopen van de as veroorzaken. Daarom moet de pomp volledig worden opgewarmd voordat deze wordt gestart als deze wordt gebruikt voor het transporteren van vloeistoffen met een hoge temperatuur. Alleen als de lichaamstemperatuur van de pomp consistent is, kan de pomp worden gestart. Het is in geval van nood niet toegestaan ​​om de meertrapspomp in koude toestand te starten. De-hogedruk-meer-centrifugaalpomp die wordt gebruikt om slurry in de kolen-watervergassingsinstallatie te pompen, heeft na inbedrijfstelling meerdere schades aan de as en mechanische afdichtingen ondervonden. Dit wordt veroorzaakt door onvoldoende voorbereidend werk voordat de pomp wordt gestart en onjuiste methoden voor het draaien van de pomp en het afvoeren van lucht. [Later, na het verbeteren van de draaipomp en het afvoerluchtwerk, deden deze problemen zich niet meer voor.] 2.2 Tijdens bedrijf Meertraps centrifugaalpompen die de axiale krachten balanceren via interne balanceringsmechanismen zoals balansschijven en balanstrommels, laten balansvloeistof uit het balansapparaat stromen. De balansvloeistof wordt via de balansleiding op het inlaatuiteinde van de pomp aangesloten om de normale werking van de pomp te garanderen: a) De balansleiding mag niet geblokkeerd zijn. b) Als er kalkaanslag in de balansleiding optreedt, moet deze onmiddellijk worden opgeruimd. c) Er moet een manometer worden geïnstalleerd aan de hogedrukzijde van de balanspijp om de druk bij de uitlaat van de balanspijp te controleren. Voor meertraps centrifugaalpompen die slurry verpompen moet, als er een balansschijf wordt gebruikt, tijdens bedrijf hogedrukafdichtend schoon water worden geïnjecteerd om de balansschijf en de balansschijfzitting in schoon water te laten werken om slijtage van de balansschijfzitting en de balansschijf door de slurry en harde deeltjes te voorkomen.