低溫立式筒袋泵設備安裝探討

陳曉東 王尚林 李玨

摘要：低溫立式筒袋泵的安裝現狀泄露冷量較多，泵本體冰凍現象嚴重，保冷層和結構基礎損傷嚴重，通過對低溫立式筒袋泵的結構安裝和布局的升級改造徹底解決問題。

關鍵詞：低溫；立式筒袋泵；安裝

1 前言

低溫立式筒袋泵在通行的ASME（美國工程師學會）標準API 610（第八版）離心油泵標準中泵型號規定為VS 6型，結構為立式雙層殼體泵，簡稱立式筒袋泵。由于該泵結構中泵過流部分安裝在地面以下，不受空氣和日照的影響，易于保冷，而且可以采用增加埋入深度的辦法提高泵的必須汽蝕余量，以滿足裝置汽蝕余量的要求。同時，外殼只承受吸入壓力，強度要求較低；內殼體浸沒在介質中，輸送介質的溫度變化小，因而泵所遭溫差應力較小，內殼體只承受泵內壓和外壓，降低了內殼體承受的壓力，提高了泵的承壓環境。基于上述原因，VS 6型立式筒袋泵多用于輸送低溫、易汽化、易燃、易爆介質，尤其在低溫液化烴、LNG裝置中得到廣泛應用。

2 立式筒袋泵的特殊結構

立式筒袋泵為多級、徑向剖分式。葉輪的形式為單吸徑向式，并配有單級殼體，首級葉輪一般是吸入式葉輪。

軸向力由向心推力球軸承承受。壓差較大的情況下，由平衡鼓裝置平衡軸向力外殼僅承受入口壓力，外殼的長度以及泵的安裝深度取決于對NPSH汽蝕性能的要求。

泵若安裝在容器上或者與管道法蘭連接，可不裝外殼（TMC 形式）。

軸承箱體中的向心推力球軸承依靠潤滑油進行潤滑，并有獨立的內循環自動潤滑系統。流體動力徑向滑動軸承位于泵的入口端。

泵在一定安裝深度的情況下，泵軸帶有中間支承，其支承用液體潤滑。

軸封采用的形式有：單端面機械密封，雙端面機械密封，串聯式機械密封，并配有冷卻、沖洗或密封液系統。

吸入管和排出管的位置在安裝法蘭的上部，互成180？角，但其它的布局方式也是可以的。法蘭標準按照DIN或GB執行。輔助管路的連接螺紋用G或Rc/R.電動機通過撓性聯軸器（加長或不加長聯軸器）驅動泵運轉.電動機的安裝形式為V1。從驅動端方向看，泵逆時針旋轉。

3 低溫立式筒袋泵的介紹

輸送低溫液體的關鍵要保持液體溫度的穩定，避免由于溫度變化而引起液體汽化，進而影響泵的穩定運行。立式筒袋泵的大部分結構埋在地下，受環境溫度的影響小，且筒袋外部設有保溫材料，保溫效果好。

立式筒袋泵采用雙層殼體結構，外殼體承受入口壓力，內殼體承受出口壓力，降低了中段承受壓殼體的壓力。同時，泵的內芯部件浸泡在低溫介質中，泵結構對稱，溫差應力小，泵變形小。

由于立式筒袋泵的上述結構特點，非常適合輸送低溫、汽蝕余量低，易汽化、易燃易爆的液體。

目前，我國立式筒袋泵大多數采用FLOWSERVE、SULZER、EBARA、HERMETIC、GOULDS、INGERSOLL-DRESS等國外知名品牌的進口產品。

低溫立式筒袋泵按照工作原理為葉輪式離心泵，其中也有部分屏蔽泵（海密梯克HERMETIC）（本文以屏蔽泵為模板，結構形式見附圖1）。

4 低溫立式筒袋泵目前的結構安裝形式和現狀

目前低溫立式筒袋泵的安裝基礎主要結構如附圖2。

①低溫立式筒袋泵的結構安裝形式如下：

⑴設置大于泵桶的混凝土基礎；⑵混凝土基礎內壁襯密閉鋼板；⑶泵本體支撐法蘭處下方設置保冷木塊；⑷泵體支撐法蘭以上設置保冷層；⑸依托支撐法蘭作為隔水層。

②現狀及存在問題，見附圖3

⑴混凝土基礎內側與低溫筒袋泵的泵筒間無保冷材料，無法做到泵筒內低溫液體的隔冷措施；⑵混凝土基礎外側有冷量外漏，造成混凝土外側有冰凍現象；⑶混凝土基礎有些許變形，裂縫；⑷支撐法蘭上部保冷層，由于結構形式有缺陷，冷量泄漏，造成保冷層易變形，且對低溫泵的日常巡檢工作易對保冷層造成人為損傷，加劇了保冷結構變形，直至泵的結構基礎變形。⑸保冷層與結構基礎夾縫處密封效果不好，由于低溫泵頂無泵棚，濕氣易進入，形成冰凍，膨脹，造成保冷層的進一步損傷，導致惡性循環，最終導致泵基礎徹底變形。

綜上所述，目前的結構安裝形式，由于冷量泄露嚴重，造成筒袋泵泵筒內的低溫液體極易汽化，造成汽蝕余量不能滿足輸送要求；混凝土、保冷結構的冰凍，變形，極易造成立式泵的傾斜，進一步造成泵軸的損壞，非正常停車，影響裝置的連續生產。

5 低溫立式筒袋泵安裝形式的探討

低溫立式筒袋泵的安裝基礎推薦形式如附圖4。

①結構安裝形式如下：

⑴設置大于泵桶的混凝土基礎；⑵混凝土基礎內壁襯密閉不銹鋼鋼板；⑶立式筒袋泵本體設置泡沫玻璃保冷層；⑷泵體與混凝土基礎之間充填發泡聚氨酯；⑸泵本體支撐法蘭處下方設置保冷木塊；⑹泵體支撐法蘭上部與防水鋼板下方充填泡沫玻璃； ⑺防水鋼板以上設置保冷層，與工藝管口形成一體，并外包瑪蹄脂，增加防潮效果。

②設置泵棚，謹防雨水進入保冷層夾縫，造成保冷層損壞，從低溫泵的外部進一步加強防水防潮。

6 結論

綜上所述，以上低溫立式筒袋泵安裝形式，泵體本身防水設置了兩層保冷層且兩層防水層，并在泵體操作區域設置泵棚，這樣可最終消除低溫立式筒袋泵的結構安裝后造成的結冰對設備操作的影響。

參考文獻：

[1]沈陽水泵研究所、全國泵標準化技術委員會 .《石油、重化學和天然氣工業用離心泵》 ANSI/API 610-2004第十版.

（作者單位：南京揚子石油化工設計工程有限責任公司1

泰興金燕化學科技有限公司2

南京揚子石油化工設計工程有限責任公司3）