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浅析节段式自平衡多级泵在盐矿山的应用

时间:2021-05-11 15:08:53 来源:三昌泵业 点击:0

     一、盐矿采卤泵、建槽泵的介质特点

       盐矿采卤泵输送的流体介质为制盐废水,含有一定量的盐分(NaCl、Na2SO4、CaSO4),所以盐矿采卤泵使用环境中一般都有盐雾或者盐尘,输送介质温度为常温50度以下。卤井特殊环境要求介质输送必须具备连续运行条件,以满足安全可靠性和社会经济性。
       在盐矿水溶开采的过程中,采卤泵是盐矿水输送的重要设备,该设备选型是否正确,关系到盐矿后续生产的可靠性、稳定性、生产成本,也影响到建设投资效益、土建和变配电的合理投入。
       盐矿采卤系统存在一定得复杂性:首先,井下溶腔的压力是经常波动的;其次,输送的介质为废盐水,在特定情况下伴有固体颗粒物;此外,具有一定得易结晶、结构的特性。
盐矿采卤泵

     二、普通结构多级泵应用在采卤系统中存在的问题

       1、普通多级泵不适用于压力不稳定、易结垢的工况下运行

       普通多级泵在稳定运行工况条件下,多级叶轮产生的巨大轴向力由平衡盘机构平衡。在工况陡变时,由于叶轮产生的轴向力发生瞬间变化,转子部件突然窜动,改变了平衡环与平衡盘之间的间隙以平衡轴向力,直到新的平衡建立后转子部件才停止窜动,平衡环与旋转的平衡盘摩擦容易发生干烧现象和咬死现象,严重影响平衡盘、平衡环的使用寿命。
       普通多级泵体内部结垢后,加剧了流道的复杂特性及轴向窜动的波动量,影响平衡盘、平衡环的使用寿命。

       2、普通多级泵不适用于含有固体杂质、易结晶、易结垢的条件下运行

       高压介质进入普通多级泵的平衡机构节流面后,高速流动,形成冲刷,固体颗粒必然加快磨蚀平衡盘和平衡环;在平衡盘和平衡环直接接触的情况下,固体颗粒对平衡机构造成最大破坏,影响使用寿命。
       普通普通多级泵由于必须有轴向窜动的存在,轴向窜动容易导致结晶物进入机封密封面,造成的破坏性往往是致命的。

     三、三昌泵业自平衡阶段式多级泵的产品结构特点

       长沙三昌泵业有限公司专业研发设计人员结合10余年离心泵规划研发经验以及实际产品在客户现场成功运行的实践经验,独具匠心的对传统多级离心泵进行合理改进,研发出国内先进、拥有自主知识产权的自平衡多级阶段式离心泵。该产品创造性的改进了老式多级离心泵轴向力平衡系统问题频发、密封能力不足、效率低等关键问题,具备更加高效、更加稳定可靠、结构尺寸更紧凑、使用寿命更长的特点,创造出更高的经济效益。
自平衡阶段式多级泵结构图
自平衡阶段式多级泵结构图

       1、产品结构特点

       1.1、转子叶轮对称布置,轴向力自动平衡,无专门的平衡机构,运行可靠性极高。轴向力自平衡构造放弃了平衡盘等易损件和其他平衡设备,整泵构造紧凑,防止因平衡盘磨损导致的运转故障,以及屡次拆装替换平衡盘导致的泵性能降低,泵仅需定时维护保养,维护成本极低。
       1.2、高压腔和低压腔之间的中间衬套结构采用多头螺旋密封并设有排渣孔,在大大减小泄漏量,提高效率同时,在输送卤水等含有颗粒的介质时对设备有极好的保护作用。
       1.3、密封腔体设有冷却腔,当输送介质较高时,通过冷却腔降低温度,保证机械密封运行安全可靠,提高密封的使用寿命。
       1.4、叶轮采用逐级定位方式,从而保证每个叶轮产生的轴向力均匀分布在轴上,极限应力不会出现在轴截面上,确保轴系安全稳定。
       1.5、导叶与叶轮均配置有密封环,其间隙与硬度差均按国际标准设计,使用寿命更长,备件更换方便。
       1.6、腔体尺寸按国际标准设计,可按不同颗粒杂质的介质特性,选配填料密封、单端面机械密封或者集装式机械密封,从而大大降低了输送介质的泄露。
       1.7、为增强泵耐腐蚀性,提高运行可靠性,过流部件采用抗腐蚀性能优异的316L不锈钢,导叶中段采用304不锈钢,更好的输送介质,极大了提高了实用性。
       三昌泵业可承诺:在正常运行情况下,该泵应可达到连续运行16000小时以上,其中,机械密封等易损件可连续运行8000小时以上。

       2、三昌泵业节段式自平衡多级泵的性能优势

       采用先进的三元设计理论,结合前沿专业的CFD分析计算软件,在水力模型开发过程中进行精确仿真评价,确保泵在任何介质下性能优异领先。
叶轮水力模型的开发流程
叶轮水力模型的开发流程
导叶水力模型的开发流程
水泵叶轮设计
水泵叶轮设计
水泵结构设计
       采用先进的CAE有限元仿真理论,结合五性设计;对转子部件进行横向分析,计算临界转速,避免转子一阶、二阶临界转速与工作转速重合。在转子刚性、临界转速、整体结构强度方面进行精确设计与仿真,确保整泵在实际运转过程中的可靠性。
转子模态分析
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