低温立式筒袋泵设备安装探讨

陈晓东 王尚林 李珏

摘要：低温立式筒袋泵的安装现状泄露冷量较多，泵本体冰冻现象严重，保冷层和结构基础损伤严重，通过对低温立式筒袋泵的结构安装和布局的升级改造彻底解决问题。

关键词：低温；立式筒袋泵；安装

1 前言

低温立式筒袋泵在通行的ASME（美国工程师学会）标准API 610（第八版）离心油泵标准中泵型号规定为VS 6型，结构为立式双层壳体泵，简称立式筒袋泵。由于该泵结构中泵过流部分安装在地面以下，不受空气和日照的影响，易于保冷，而且可以采用增加埋入深度的办法提高泵的必须汽蚀余量，以满足装置汽蚀余量的要求。同时，外壳只承受吸入压力，强度要求较低；内壳体浸没在介质中，输送介质的温度变化小，因而泵所遭温差应力较小，内壳体只承受泵内压和外压，降低了内壳体承受的压力，提高了泵的承压环境。基于上述原因，VS 6型立式筒袋泵多用于输送低温、易汽化、易燃、易爆介质，尤其在低温液化烃、LNG装置中得到广泛应用。

2 立式筒袋泵的特殊结构

立式筒袋泵为多级、径向剖分式。叶轮的形式为单吸径向式，并配有单级壳体，首级叶轮一般是吸入式叶轮。

轴向力由向心推力球轴承承受。压差较大的情况下，由平衡鼓装置平衡轴向力外壳仅承受入口压力，外壳的长度以及泵的安装深度取决于对NPSH汽蚀性能的要求。

泵若安装在容器上或者与管道法兰连接，可不装外壳（TMC 形式）。

轴承箱体中的向心推力球轴承依靠润滑油进行润滑，并有独立的内循环自动润滑系统。流体动力径向滑动轴承位于泵的入口端。

泵在一定安装深度的情况下，泵轴带有中间支承，其支承用液体润滑。

軸封采用的形式有：单端面机械密封，双端面机械密封，串联式机械密封，并配有冷却、冲洗或密封液系统。

吸入管和排出管的位置在安装法兰的上部，互成180？角，但其它的布局方式也是可以的。法兰标准按照DIN或GB执行。辅助管路的连接螺纹用G或Rc/R.电动机通过挠性联轴器（加长或不加长联轴器）驱动泵运转.电动机的安装形式为V1。从驱动端方向看，泵逆时针旋转。

3 低温立式筒袋泵的介绍

输送低温液体的关键要保持液体温度的稳定，避免由于温度变化而引起液体汽化，进而影响泵的稳定运行。立式筒袋泵的大部分结构埋在地下，受环境温度的影响小，且筒袋外部设有保温材料，保温效果好。

立式筒袋泵采用双层壳体结构，外壳体承受入口压力，内壳体承受出口压力，降低了中段承受压壳体的压力。同时，泵的内芯部件浸泡在低温介质中，泵结构对称，温差应力小，泵变形小。

由于立式筒袋泵的上述结构特点，非常适合输送低温、汽蚀余量低，易汽化、易燃易爆的液体。

目前，我国立式筒袋泵大多数采用FLOWSERVE、SULZER、EBARA、HERMETIC、GOULDS、INGERSOLL-DRESS等国外知名品牌的进口产品。

低温立式筒袋泵按照工作原理为叶轮式离心泵，其中也有部分屏蔽泵（海密梯克HERMETIC）（本文以屏蔽泵为模板，结构形式见附图1）。

4 低温立式筒袋泵目前的结构安装形式和现状

目前低温立式筒袋泵的安装基础主要结构如附图2。

①低温立式筒袋泵的结构安装形式如下：

⑴设置大于泵桶的混凝土基础；⑵混凝土基础内壁衬密闭钢板；⑶泵本体支撑法兰处下方设置保冷木块；⑷泵体支撑法兰以上设置保冷层；⑸依托支撑法兰作为隔水层。

②现状及存在问题，见附图3

⑴混凝土基础内侧与低温筒袋泵的泵筒间无保冷材料，无法做到泵筒内低温液体的隔冷措施；⑵混凝土基础外侧有冷量外漏，造成混凝土外侧有冰冻现象；⑶混凝土基础有些许变形，裂缝；⑷支撑法兰上部保冷层，由于结构形式有缺陷，冷量泄漏，造成保冷层易变形，且对低温泵的日常巡检工作易对保冷层造成人为损伤，加剧了保冷结构变形，直至泵的结构基础变形。⑸保冷层与结构基础夹缝处密封效果不好，由于低温泵顶无泵棚，湿气易进入，形成冰冻，膨胀，造成保冷层的进一步损伤，导致恶性循环，最终导致泵基础彻底变形。

综上所述，目前的结构安装形式，由于冷量泄露严重，造成筒袋泵泵筒内的低温液体极易汽化，造成汽蚀余量不能满足输送要求；混凝土、保冷结构的冰冻，变形，极易造成立式泵的倾斜，进一步造成泵轴的损坏，非正常停车，影响装置的连续生产。

5 低温立式筒袋泵安装形式的探讨

低温立式筒袋泵的安装基础推荐形式如附图4。

①结构安装形式如下：

⑴设置大于泵桶的混凝土基础；⑵混凝土基础内壁衬密闭不锈钢钢板；⑶立式筒袋泵本体设置泡沫玻璃保冷层；⑷泵体与混凝土基础之间充填发泡聚氨酯；⑸泵本体支撑法兰处下方设置保冷木块；⑹泵体支撑法兰上部与防水钢板下方充填泡沫玻璃； ⑺防水钢板以上设置保冷层，与工艺管口形成一体，并外包玛蹄脂，增加防潮效果。

②设置泵棚，谨防雨水进入保冷层夹缝，造成保冷层损坏，从低温泵的外部进一步加强防水防潮。

6 结论

综上所述，以上低温立式筒袋泵安装形式，泵体本身防水设置了两层保冷层且两层防水层，并在泵体操作区域设置泵棚，这样可最终消除低温立式筒袋泵的结构安装后造成的结冰对设备操作的影响。

参考文献：

[1]沈阳水泵研究所、全国泵标准化技术委员会 .《石油、重化学和天然气工业用离心泵》 ANSI/API 610-2004第十版.

（作者单位：南京扬子石油化工设计工程有限责任公司1

泰兴金燕化学科技有限公司2

南京扬子石油化工设计工程有限责任公司3）