新与旧的案例设计
考虑轴承外壳以外的其他选项,以提高可靠性并降低运营成本。
通过亚伦伯顿
苏尔寿公司

单级悬挑泵是将流体从一个位置转移到另一个位置BETVICTOR体育官网的重要全球资源。这种特殊类型的泵是所有泵类型中使用最多的,因为它们提供了相对较大的流量和压力范围选择,并且通常易于维护(图1)。

当前设计的悬挑式泵图1:悬垂式泵的当前设计(图片由Sulzer提供)

在某些情况下,所服务的过程可以从重到轻比重液体和低温到超过800华氏度(427摄氏度)。这种多功能性可以使这些泵成为维护的焦点,以提高可靠性和运行时间BETVICTOR体育官网,以保持生产装置的正常运行。

技术和经验带来了制造、材料和设计方面的进步,提高了单级悬架(OH)泵的整体可靠性。BETVICTOR体育官网卧式oh型泵的基本设计标准保持相对稳定,包括带有径向和推力轴承的轴承座,叶轮悬在轴承座外的轴上。BETVICTOR体育官网行业标准,如美国石油学会(API) 610,采购建议和设计考虑因素一直在稳步修订,以帮助提高这些泵的整体可靠性。BETVICTOR体育官网

API 610目前的轴承座改造为传统泵提供了几项升级,这些泵可能会受到短时间维修间隔(MTBR)计划或无组织减排要求的影响。BETVICTOR体育官网在大多数情况下,这些改进将提供单排深槽径向轴承和成对背对背角接触推力轴承。润滑改善油投环和润滑通道。

增加了更大的油底壳、风扇和铸翅片,以减少或消除对外部冷却水的需求。最后,密封腔和轴的设计满足当前API 610的挠度限制和表7的尺寸要求。这允许使用API 682密封来升级密封技术,提高寿命和密封性能。

通常不考虑对泵现有液体端部件进行升级。一些传统泵的设计早于许多BETVICTOR体育官网行业标准,不包含一些易于维护和压力边界可靠性的功能。为最终用户建议以下升级机会。

新与旧的案例设计图2:新旧外壳设计

喷嘴加载的改进

在实施现代工业规范之前购买和安装的设备可能缺乏处理连接管道施加的外部喷嘴力和力矩的能力。当施加的这些力过大时,会导致泵壳和/或底座变形,导致不对中、过度振动和潜在的部件接触磨损。

通常情况下,这些泵的安装脚BETVICTOR体育官网都设计得很薄,带带支撑最小,法兰是平面的,额定压力为150或300磅/平方英寸(psi)(10或20 bar)。这些配置可以通过对现有模式的适当修改进行升级,同时保持适应现有管道和底板安装的能力。

遗留的安装脚和织带可能是1英寸厚,甚至更少,这取决于最初的设计。新的符合API 610标准的泵配有更厚的支脚和织BETVICTOR体育官网带,以支持API 610喷嘴加载要求。图2显示了为提高泵的整体刚度而对旧设计进行的模式改变。安装脚的厚度增加了一倍以上,为铸件提供了额外的强度。

从底部到蜗壳外壁的腹板支撑也增加了厚度。除了这些变化之外,这种情况下的法兰从原始的美国国家标准协会(ANSI) 300凸起面设计改为ANSI 600厚度,与原始300法兰的钻孔和加工尺寸相同。

所有这些改进都有助于提高套管在出现管道应变时的整体抗偏转能力,或增加与泵对中相关的管道应变的总体余量。

为了提高泵和壳体连接的整体刚度,对壳体进行了最后的升级,在排气和排水法兰上安装了扣板。增加扣板减少了小口径管道焊接因振动疲劳而失效的可能性。

箱体密封布置

ANSI/美国机械工程师协会(ASME) B73.1泵,以及之前API风格的泵,直到API 610第4版,都不要求在壳BETVICTOR体育官网体和壳体盖之间使用密闭的、可控压缩的螺旋缠绕垫圈。在许多情况下,所使用的垫圈是夹在盖法兰和外壳之间的非金属薄板。

这些垫圈可能有些不可靠,因为密封面上的压缩会随着套管螺栓连接扭矩的变化而变化。此外,该材料可能对泵送流体的温度和化学成分有限制。

API 610第5版引入了对密闭、可控压缩、螺旋缠绕垫圈的要求,以提高泵的密封能力,并扩大对温度和产品的操作限制。

许多轴承壳改造的制造商在设计新的壳体盖时采用了螺旋缠绕垫圈。但是,通常必须为这种转换做好准备。

许多传统的泵可能有一个非BETVICTOR体育官网金属风格的垫圈凹槽,但机器尺寸很少是精确控制的深度。其他样式可能没有垫圈凹槽。

如前一节所述,在对现有壳体模式进行修改时,可以考虑改进整体密封设计。如果套管盖界面处的现有套管尺寸不允许加入螺旋缠绕垫圈槽,则可以对外径施加额外的滞后。

然后增大套管闭合螺栓圈,为现代API 610表7密封腔创造必要的空间。

不受控制的垫圈阀座表面图3:不受控制的垫圈阀座表面

液压改道和冶金升级

在现代炼油应用中,由于替代生产需求,原来的泵设计工作点很可能会在预期泵寿命的过程中发生变化。

在新供应的泵壳的重新设计阶段,可以采用液压排量来优化泵的性能,以满足当前的运行需求。蜗壳唇延伸或削减从原来的设计可能就足够了。

如果需要,可以创建一个备用蜗壳芯盒,以提供更紧密匹配的液压轮廓。可以安装经过改进的高容量或低容量叶轮,以进一步优化最佳效率点(BEP),使其达到所需的工作流量和压差。

考虑一个在悬臂泵上执行的速率实例。该泵要求的原始工作点已被降低,新的批量工艺要求进一步降低
流量。

通过对蜗壳进行改造和更换叶轮,得到了满足客户要求的运行曲线。

腐蚀/侵蚀升级

为了帮助对抗泵壳的腐蚀或侵蚀,可能需要谨慎地升级泵壳冶金,以更好地适应工艺流体。这些变化可能包括从碳钢升级到马氏体、奥氏体或双相不锈钢。或者,这些传统的泵可能是铸铁的。BETVICTOR体育官网

用碳钢或其他可焊合金取代铸铁,可能会使设备寿命延长几十年。对于高侵蚀条件,还可以考虑在流动通道中应用涂层的附加步骤。这些技术可能包括高速氧燃料(HVOF)喷涂、焊接覆盖和扩散涂层等技术。

悬挂式轴承座改造长期以来一直是一种经过验证的升级,可以帮助延长API风格和pre-API风格泵的MTBR。BETVICTOR体育官网然而,重要的是要认识到,在不需要对现有设备进行额外的现场改造的情况下,将新泵技术适当应用于旧设备可以获得进一步的收益。这些修改,虽然似乎需要很长的准备时间,而且前期可能很昂贵,但与现场改装底板和管道安装的费用相比,可能就相形见绌了。

除了这些支出之外,效率的提高通常还可以进一步延长装置的寿命,降低运营成本,同时满足设备修改后的生产要求。

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