大耐泵业有限公司严兴毅 116620
摘要：为了满足油煤新技术开发公司FCC油浆进料项目的需求，设计了FCC油浆泵。该泵设计符合API610标准，为标准的OH2泵型。本文主要介绍泵的结构设计、简单的水力计算以及轴承寿命的校核。从结构上分析，该泵采用径向剖分、中心支撑、双层壳体、单级单吸悬臂式。这样设计目的是结构相对简单，现场方便维修，同时也能满足现场苛刻的工况条件。从水力上分析，叶轮前后盖板均有背叶片结构，这样设计的目的是背叶片不仅对介质起搅拌作用，而且可以更好的平衡轴向力，延长轴承使用寿命。
关键词：油浆泵；FCC油浆；API610
一、概述
本文主要对榆林炼油厂“FCC油浆进料项目”进行油浆泵的设计。由于该泵专用于苛刻的工况条件，所以我公司针对该项目特殊设计一台OH2型离心泵，命名为PC-50FCCG油浆泵。该泵主要特点是针对FCC油浆自身的特性，设计了内外双壳体的结构，这样就避免了单壳体易泄露的问题，从而提高现场操作的安全系数，内层设计为可更换的衬里结构，这样既降低成本，又方便现场更换维修。由于FCC油浆含微量的固体颗粒，所以将其设计成前后耐磨板加闭式叶轮结构，这样设计既能提高效率，又能防止颗粒堵塞流道。
针对FCC油浆介质成分进行分析，具体成分见下表：
三、结构设计
1.泵体；2.口环；3.前耐磨板；4.叶轮；5.后耐磨板；6.泵盖；7.密封；8.轴承架；9.轴承体；10.轴承隔离器；11.轴；12后轴承；13恒位油杯；14.视油窗；15.前轴承；16.节流衬套；17.叶轮螺母；18.入口衬套
1.泵进出口方向为端进顶出，泵体为自排气，泵盖自带密封腔，体盖均带保温夹套，通过通蒸汽给介质保温，避免介质的冷凝。泵过流部件均为带衬里内外两层结构，并从工艺方面对入口衬套、前耐磨板、后耐磨板、泵体隔舌和叶轮进出口流道等零件做表面处理，增强其抗磨性。
2.叶轮前后盖板均设有背叶片结构。这样设计主要有三个目的：其一，平衡轴向力；其二，防止杂质进入轴封；其三，减小密封腔压力。
3.泵径向采用圆柱滚子轴承，推力采用角接触球轴承，抵消径向力及残余轴向力。轴承润滑方式采用稀油润滑，冷却方式采用水冷夹套形式，轴承密封采用轴承保护器结构，轴承架上设有油窗及恒位油杯接口，能够准确的观察油位和及时补油。轴承架采用可调的结构，方便调节叶轮前后背叶片与前后耐磨板的间隙，从而提高泵的效率。
4.泵和电机之间采用挠性金属膜片联轴器，配开启式无火花型联轴器罩，中间设有联轴器加长段，方便用户在不移动电机的情况下对泵头进行维修。底座采用API610重型灌浆底座，刚度强度较高，能够承载泵进出口和现场管路的所有载荷，保证泵的正常运转，降低泵的振动噪声。底座上还设有排残盒装置，方便泵和管路的排残，有效的保护现场的环境。
四、关键尺寸设计校核
该泵设计关键点是叶轮前后背叶片的尺寸，通过前后背叶片的设计有效的平衡泵的轴向力，残余的轴向力由泵的推力轴承抵消，并满足轴承使用寿命。
1.叶轮轴向力
通过上述计算可知，计算的轴承寿命理论值远远大于标准要求的25000h的要求，所以叶轮盖板上的前后背叶片取值是合理的。
五、密封方案
密封总体设计为单端面旋转式波纹管结构，动静环为硬质合金和柔性石墨，机封压盖、波纹管组件材质均为304不锈钢，波纹管组件为加厚抗磨结构，密封垫为氟橡胶O圈和四氟垫片。密封冲洗方案采用API682 PLAN32+62+A。
PLAN32为外部提供冲洗液，冲洗液位柴油，压力稍高于密封腔压力，持续对密封冲洗面冲洗，降低密封面温度，确保介质颗粒无法结焦在密封面上，这样就达到既不污染介质的浓度，又能改善密封运转条件，延长使用寿命的目的。
机封压盖带保温夹套结构，PLAN62通蒸汽对介质进行保温，防止油浆冷凝后凝聚在密封表面，导致密封在停机再次运转时发生干摩，使密封动静环功能失效。机封压盖通蒸汽不需要持续通，只需要再次开机前持续通一段时间，保证油浆不凝结即可。
轴承箱体采用水冷方式降低轴承的温度，确保轴承使用寿命。
六、组装及试验
泵的组装环节主要注意调节叶轮与前后耐磨板之间的间隙，保证前后均在1mm左右，使叶轮流道对中。组装完成后就进入了试验环节，试验参数主要有流量、扬程、轴功率、振动及噪声。
七、结论
经过试验数据分析可知，该泵达到了预想的设计要求，真实效率比曲线的理论效率还高，经分析，主要原因是泵内层衬里结构均做表面处理，使其过过流部分相对光滑，减少了入口和流道内的阻力损失。
目前，该泵已于榆林现场平稳运转两年多，除了易损件更换以外，没有出现任何运转问题。同时，PC-50FCCG油浆泵也陆续应用在其他催化裂化装置中，受到用户的一致好评。此次针对FCC油浆泵的特殊设计是一次创新，对以后FCC装置用泵的研发与改造有着深远的影响。接下来，我公司准备在此基础上继续整改，主要集中在为减少材料的使用，降低生产成本，还能确保使用效果。对我们而言，这又是一个新的挑战，我们有信心在油浆泵的领域有更大的成就。
参考文献
[1]关醒凡.现代泵理论与设计.北京：宇航出版社，2011.
[2]美国石油学会.API610第11版，2010.
[3]SKF集团.SKF轴承综合型录，2003.
论文作者:李茂旭
论文发表刊物:《电力技术》2017年第2期
论文发表时间:2017/6/28
标签：轴承论文; 叶轮论文; 结构论文; 叶片论文; 耐磨论文; 介质论文; 联轴器论文; 《电力技术》2017年第2期论文;