贫胺液泵节能改造与评价.doc

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1、贫胺液泵节能改造与评价 摘要：对加氢裂化装置反应贫胺液料泵节能改造可行性进行分析，经水力、结构、强度等设计核算，在充分利用原基础设计的情况下，制定了切实可行的改造方案，对泵实施了改造。改造后的贫胺液泵实际运行效果良好，不仅完全了满足工艺要求，而且节约了资金。关键词：贫胺液泵 改造 节能 1、前言 2009年为解决200万吨/年加氢裂化装置节能改造的问题，中国石化股份有限公司北京燕山分公司与沈阳水泵石化泵有限公司合作，依据改造后装置工艺参数的要求，通过水力计算、结构计算、强度计算等，在充分利用原贫胺液泵配带电动机和底座部件等基础件的基础上，制定了切实可行的改造方案，并实施了改造工作。改造后贫胺液

2、泵实际运行情况良好，不仅能够满足工艺要求，而且节约了装置的能源消耗。2、原压缩机情况简介 2.1、原贫胺液泵为沈阳水泵石化泵有限公司于2005年8月生产, 型号为TD160-12011G，结构型式为卧式双壳体径向剖分多级离心式。电机是由江苏锡安达防爆股份有限公司生产的YAKK500-2W型电机，额定功率1000。 2.2、原贫胺液泵主要设计参数及实际操作情况见如表。表.原贫胺液泵设计及操作参数项目原始设计参数操作参数流量（）13760泵送介质MDEA（含H2S1000wtppm）MDEA（含H2S1000wtppm）泵送温度5555泵送温度下的密度(kg/)10301030泵送温度下的粘度（m

3、Pas）1.361.36入口压力（MPa）0.40.4所需扬程（m）13701370转数（rmin）29802980NPSHA（m）1010 3、改造可行性分析3.1、改造后贫胺液泵的技术参数如表2所示表、贫胺液泵改造设计条件及操作条件项目原始设计参数操作参数流量（）6060泵送介质MDEA（含H2S1000wtppm）MDEA（含H2S1000wtppm）泵送温度5555泵送温度下的密度(kg/)10301030泵送温度下的粘度（mPas）1.361.36入口压力（MPa）0.40.4所需扬程（m）13701370转数（rmin）29802980NPSHA（m）1010 3.2、改造可行性3

4、.2.1 200万吨/年加氢裂化装置目的是节能，为节约投资,燕化公司及炼厂决定装置建设以改造、利旧为主，在条件允许的情况下，尽可能不添加新设备，这其中贫胺液泵作为装置建设投资的重要项目，改造利旧是节约投资的主要途径之一。3.2.2、原贫胺液泵投用至今连续运行时间为30000小时，新度系数为15%，未到报废年限,尚有可利用价值。 3.2.3、在200万吨/年加氢裂化装置工艺条件的整体设计中,已充分考虑了贫胺液泵利旧改造的问题,在泵的安装尺寸不变的前提下，以泵本体改造为主线，以原底座和管线为基础，按贫胺液泵的设计及现有工作状况为核算依据，对贫胺液泵能达到的流量扬程进行设计核算。4、改造方案及设计核

5、算改造的总体内容包括：利用原结构型式，同时在原底座和管线等基础件利旧的条件下，依据改造后贫胺液泵有关的技术参数要求，通过水力计算、结构计算、强度计算等设计计算，核算改造的可行性。4.1 结构形式:改造后的贫胺液泵仍采用泵的结构形式，即卧式双壳体径向剖分多级离心式。 4.2 有关改造设计计算4.2.1 水力设计4.2.1.1计算比转数:式中 n泵转速2980r/min Hi单级扬程，Hi=H/i=1370/11=124.54.2.1.2 叶轮的设计 （1）叶轮进口直径Dj 对于首级叶轮，主要考虑其汽蚀性能，取k0=5.5此时 ，实取Dj=139（mm）对于次级叶轮，主要考虑其效率，取k0=5.0

6、此时，实取Dj=133.5（mm）（2）叶轮出口直径D2由于ns1.2）因此可按承受内压的厚壁筒来进行外筒壁厚的计算。下图所示出双壳泵体的外筒及端盖的尺寸与受力情况=R1 (+P)/ (-P)1/2-1（m） =0.2275(94+16.06)/ (94-16.06) 1/2-1 =0.0428（m）=42.8（mm）式中 外筒材料的许用应力（MPa），筒体的材料为25，= s/22.5=235/22.5=94117.5（MPa）式中取=94 MPa，结果即为筒体的最大厚度。 P外筒所承受的压力（MPa），此泵关死点扬程为1550m， P=10309.8071550+0.4=16.06（MPa

7、）、R1意义如图所示，单位为m。根据结构实际取=112.5mm，下面校核其强度。2）外筒的强度计算内壁的应力 在压力的作用下，内壁产生的应力1p=p (R22+R12)/ (R22-R12) （MPa）2p=p (R12-r2)/ (R22-R12) （MPa）3p=-p（MPa）1p 圆周向方向的分应力2p 轴向方向的分应力3p 径向方向的分应力p的单位为（MPa），R2、R1 、r的单位m。把数代入可得1p=p (R22+R12)/ (R22-R12) = 16.06 (0.1165+0.0517)/ (0.1165-0.0517)=41.7（MPa）2p=p (R12-r2)/ (R22

8、-R12) =16.06(0.0517-0.00765)/ (0.1165-0.0517)=10.9（MPa）3p=-p =-16.06（MPa）按第四强度理论，折算应力为d= 1/2(1-2)2+(2-3)2+ (3-1)21/2=1/2(41.7-10.9)2+(10.9+16.06)2+(-16.06-41.7) 21/2=50.05（MPa）外壁的应力在内压力的作用下，外壁产生的应力分别用下列各式计算 1p=2p R12/ (R22-R12) =216.06 0.0517/ (0.1165-0.0517) =25.6（MPa）2p=p (R12-r2)/ (R22-R12) =16.0

9、6(0.0517-0.00765)/ (0.1165-0.0517) =10.9（MPa）3p=0折算应力为d= 1/2(1-2) 2+1 2+2 21/2=1/2(25.6-10.9)2+25.62+10.9 21/2=22.3（MPa）外筒的材料为25，查的2=235MPa，内壁折算的应力大，其安全系数为n=s /d =235/50.05=4.7（1.72.5）所以此筒体满足强度要求。5、改造实效5.1本次贫胺液泵改造从设计、制造、安装到试运，只用了90天的时间，为200万吨/年加氢裂化装置的按期开工创造了条件。5.2回收的能量及效益改造前的泵在60时的轴功率为Pa=gHQ/1000=10

10、309.807148560360010000.51=490.2 kW改造后的泵在60时的轴功率为Pa=gHQ/1000=10309.807137060360010000.58=397.6 kW按年运行8000小时计算年总节电数为 （490.2-397.6）8000=740800（kWh）按1.0元/ kWh计算年总效益折合人民币 7408001=74.08(万元) 总投资回收期为1213个月6.结论贫胺液泵的改造,充分利用原有基础,经过可行性分析计算,改造后运行良好。为贫胺液泵节能改造提供了依据，也为闲置设备的再利用开辟了一条途径，尤其是在市场经济条件下，为提高市场竞争能力，要适时对企业生产能力和产品结构进行调整，由此而带来的装置改造，设备购置投资很大，应充分考虑设备尤其是机组改造利旧的可行性，不仅可以解决大量设备的闲置问题，盘活现有资产，而且可以在很大程度上节约改造投资、降低成本，为企业赢得最大的经济效益。 参 考 文 献(1) 现代泵技术手册 宇航出版社 关醒凡 1995(2) 叶片泵设计手册 机械工业出版社 沈阳水泵研究所，中国农业机械化科学研究院 2000.12(3) 离心泵设计基础 离心泵设计基础编写组 机械工业出版社 1974