炼油及乙烯装置主要用泵介绍

表3-2 乙烯装置部分关键泵一览表

名称 超高压锅炉给 水泵 高压锅炉给水泵 类型 台数 额定流量/m3h 315 额定扬程/m 1709 入口压力/Mpa（G） 0.17 介质温度/℃ 115 NPSHa/m 7.4 材料等级 S-6 轴封型式 单端面集装式平衡型 单端面集装式平衡型 单端面集装式平衡型 单端面集装式平衡型 单端面集装式平衡型 串联式机械密封 串联式机械密封 串联式机械密封 双端面机械密封 串联式机械密封 串联式机械密封 串联式机械密封 单端面集装式平衡型 双端面机械密封 API冲洗方案 23 BB5 3 BB4 2 205 513.9 0.17 115 7.8 S-6 23 急冷油循环泵 BB2 5 3645 100.6 0.1508 210 19.3 C-6 32+62 盘油循环泵 BB2 2 3045 97 0.3034 172 36.5 S-6 23+62 急冷水循环泵 低压脱甲烷塔回流泵 丙烯塔输送泵 BB2 4 3603 131 0.087 1.243 14.2 S-6 21 BB5 2 166 382.4 0.727 12 5.4 S-6 11+52 BB2 2 2872 113.4 2.1025 51.7 12.09 S-6 11+52 丙烯塔回流泵 BB2 VS6/ VS7 VS6/ VS7 VS6/ VS7 VS6/ VS7 OH6 4 2414 177 1.83 40.8 9.2 S-6 11+52 乙烯冷剂排放泵 2 18 147 0.023 -102 1.96 A-8 P53+62 乙烷循环泵 2 68 91 0.72 -39 3 A-7 13+52 丙烯冷剂回收泵 2 66 386 0.071 -38 2.7 A-7 13+52 乙烯产品泵 2 235 126 1.716 -33 8.1 A-7 13+52 碱进料泵 2 6.5 238 0.083 35 9.6 S-6 13+62 洗油注入泵 OH6 2 5.7 263 0.015 40 1.9 S-6 13+52 注：A.筒袋泵材质A-7不锈钢可以用S-6LCB代替。

3.关键泵 1)立式筒袋泵

乙烯装置中裂解气的分离绝大部分采用的是深冷分离法。通常，在一定压力下，碳三以上组分可在常温下分离，碳二组分需要在-30~40℃的温度条件下进行分离，甲烷及氢的组分则需要在-90℃以下的低温中才能分离出来。为此，需要低温泵进行循环或加压。此外乙烯作为中间产品，在储运时，通常是低温状态的，最低可达-140℃以下。该介质的装车、储运、卸车等往往也使用低温泵。低温泵在乙烯冷区中，属于关键设备，其工况条件也比较苛刻：介质温度低、扬程较高装置汽蚀余量很小、泵进出口压力高等。这类泵通常都需要选用立式筒袋泵。乙烯装置中该类型的泵有乙烯冷剂排放泵、丙烯冷剂回收泵、乙烷循环泵、乙烯产品泵等。 立式筒袋泵的结构详见图3-8。 （1）工况特点和选型要求

① 吸入压力高：无论乙烯、丙烯，在常温下均是气态，为保证其处于液态，泵的吸入压力较高。因此，泵应能承受高压力，而且泵的轴封结构也应适于密封高压介质。 ② 扬程较高 丙烯冷剂回收泵扬程高达400m。

③ 介质温度低：介质温度在-30℃以下。普通碳钢材料在低温下易发生冷脆，所以在石油化工工业，低温泵承受动载荷的零件多选用奥氏体不锈钢，仅承受静载荷的零件可根据材料的使用温度限制，选用低温碳钢或奥氏体不锈钢。另外由于介质温度与环境温度相差很大泵会承受较大的温度应力，应选择消除这种应力的结构。

④ 装置汽蚀余量低：这些泵的介质直接来自储罐或分馏塔底，而在储罐和分馏塔中，液面上的压力是饱和蒸汽压，装置汽蚀余量很低。

⑤ 介质易汽化、黏度小：在入口处，介质已接近饱和状态，极易汽化。如果泵外热量传入使部分介质汽化，将恶化泵的运行，所以泵应有适当的保冷措施。此外，机械密封面处介质的汽化会引起密封面干摩擦，汽化吸热还可能使密封面处冲洗水结冰，从而导致密封很快失效。而且乙烯、丙烯、甲烷塔釜液都属于烃类介质，动力黏度只有水的几分之一，自润滑性差，这对轴封也是很不利的。这些介质都是易燃易爆物质，泄露是很危险的，所以对泵的轴封要求很高。

⑥介质易燃易爆，渗透性强：介质常压下为气态，容易汽化，易燃易爆性很高。通常情

况下，介质的相对密度都小于0.7，比普通气体如氧气、氮气的渗透性强得多。因此低温泵无论是静密封还是动密封绝不允许有任何渗漏。 （2）结构特点

① 采用立式结构：乙烯装置中的低温泵的基本结构型式为立式、双层壳体多级筒袋泵。首先，筒袋泵的立式结构使其适合于装置汽蚀余量低的场合。其第一级叶轮处在最低的位置，第一级叶轮基准面与泵吸入口中心线间的位能差成为首级叶轮的液体灌注头，这大大增加了泵在第一级叶轮吸入口处的有效汽蚀余量NPSHa，从而能满足抗汽蚀的要求。其次，改善了机械密封的使用情况。对卧式泵，输送低温介质时，处于冷态下的机械密封难以确保密封性能，并且介质中的不溶性气体（如氢气）或局部汽化的气态介质难以排除，而立式结构时，机械密封可以距离冷态介质远一些，排气也方便，提高了密封的性能。再次，卧式泵的保温较为困难，并且暴露在空气中，会有大量的结冰。而立式结构的低温部分埋入地下，使得泵体外部保冷措施简单易行，且不易受到环境温度、日照等的影响。

② 采用双层壳体：筒体和内壳组成双层壳体，比较适合介质温度与环境温度相差较大的场合。泵的内壳完全浸没在液体中，壁温均匀。外筒只承受泵的吸入压力，强度要求相对较低，筒壁较薄，内外有较大的温差时，温差应力较小。而且泵的内壳悬吊在筒体中，筒体又悬吊在较深的机井中，不仅能在介质温度变化时自由膨胀，而且能够很好地隔绝外部温度的变化，所以这种结构极适用于输送低温介质。 ③ 轴封：采用机械密封，要求如下：

a.端面形式：低温介质的轴封早期都是使用双端面机械密封。随着密封技术的发展，单端面和串联式机械密封有逐步替代之趋势。但是由于人们环保的意识越来越强，加之低温泵的介质均为易燃易爆的烃类介质，因此一般均使用双端面或串联式机械密封。 b.采用内装平衡型：由于密封压力高，介质黏度小，自润滑性差，所以不管采用何种端面形式，都必须使用内装平衡型机械密封，以便降低密封面比压，增加寿命。 c.冲洗：为了防止密封面上介质汽化，并带走摩擦热，串联式机械密封需要从泵排出段接入高压介质进行自冲洗。

d.安全措施：机械密封的大气侧均设有节流衬套。对于单端面密封，在衬套前通入氮气起安全保护和防泄漏作用。双端面机械密封和串联型机械密封则在两个机械密封之间通入密封液。这些密封液来自一密封的储罐，他对机械密封进行冷却并为大气侧密封提供润滑。在储罐上设有压力开关或压力变送器，一旦介质侧密封失效，将导致两密封面之间腔内压力升高，仪器测出后会发出报警。

e.材料：机械密封的摩擦副要选择较好材料，通常都使用碳石墨和整体成形硬质合金如碳化硅、碳化钨组队。静密封材料主要是丁腈橡胶和玻璃纤维填充聚四氟乙烯，丁腈橡胶只能用到-40℃，故一般只能用在不与介质接触的次要辅助密封面上。玻纤填充聚四氟乙烯，既耐低温又耐溶剂腐蚀，但有相当的刚性和冷流性，所以不制成O形圈，均制成V形环，用于与介质直接接触的主要密封面上。

④ 采用加长型可调联轴器：立式筒袋泵与电机的连接一般采用加长型可调联轴器，可以不拆电机就对机械密封进行维修。

⑤使用耐磨密封环：由于轻烃的密度、黏度均小，容易泄漏。为了减少级间泄漏，提高容积率，应使用耐磨密封环，材料为硬面处理的奥氏体不锈钢。

⑥叶轮形式：筒袋泵主要使用混流叶轮和径流叶轮。径流叶轮单级扬程高，流量小，耐汽蚀性好，泵外形粗短。混流叶轮则单级扬程低，流量大，效率高，泵外形细长。为提高泵的汽蚀性能，两者首级叶轮均为耐汽蚀型。如果使用该种首级叶轮后，NPSHr依然较大，泵轴太长，可考虑首级叶轮采用双吸式。

⑦轴向力平衡方式：轴向力平衡方法详见表3-4平衡鼓或平衡孔加泵、电机联合轴承虽然对效率有影响，但结构简单，对轴承要求也不高，是比较常用的做法。 （3）国内外部分立式筒袋泵产品情况

目前国内所用到的乙烯低温泵结构基本上可以划分为三类，第一类是以瑞士苏尔寿公司TTMC系列产品为代表的立式多级筒袋泵，该泵最主要的是采用了刚性轴并增加平衡鼓来平衡部分轴向力，运行较为平稳可靠。适用于-50℃以上的介质输送。第二类是以瑞士苏尔寿公司的VCR系列产品、Flow Serve公司的WUC、L系列产品、美国GOULDS（古尔兹）公司的VIC系列产品等为代表的立式多级筒袋泵，这些产品的主要特点是采用了挠性轴并且采用了逐级固定的空间导叶式壳体，机械密封部位也采取了特殊措施，能满足乙烯装置及其他石化装置低温介质的输送要求。第三类是国内部分厂家，以大连耐酸泵厂的DLA\\DLB系列产品最具有代表性。国内的DL系列性能范围比较窄，大连耐酸泵厂/大连苏尔寿（SULZER）引进的TTMC系列泵，性能范围较宽，基本能满足国内的使用要求。

名称 高压乙烯产品泵 中压乙烯产品泵 型号 VS6 VS6 介质 乙烯 C2's 流量 56.7 145.2 扬程 859.6 638 温度 -33 -33.6 用 户 镇海乙烯 镇海乙烯