延长兰州石化延迟焦化装置深井泵运行周期

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120万 t/a延迟焦化装置泵 P-152/2为装置深井泵，输送介质为切焦水，是装置水力除焦系统的关键设备，长期浸没在介质中。切焦水经高压泵加压进入切焦塔中，通过钻杆底部的水力切焦器喷嘴形成高压射流，不断升降和转动，将石油焦切割下来。

切割完成后的切焦水随着石油焦进入三级缓冲池，由泵 P-152/2输送至水罐中循环利用。如果该泵发生故障，缓冲池中的切焦水不能及时抽走，水罐中水量不够，将影响到下次切焦作业，装置平稳生产得不到保障。

1 泵的工作原理、泵体结构及主要技术参数1.1 工作原理深井泵的工作原理是由电机通过连轴器与泵轴连接，带动叶轮旋转。叶轮中的叶片迫使液体旋转，对液体做功，使其能量增加，液体在离心力的作用下，向叶轮四周甩出，通过泵体的涡形流道将速度能转换成压力能，当叶轮内的液体甩出后，叶轮内的压力低于进水管内压力，新的液体在压力差的作用下吸人叶轮，液体就连续不断的从泵内流出。

I.2 泵体结构该设备为立式液下泵，泵轴较长为2.45m，共有三处定位，如图 1所示。泵轴中间的部位设置中间支撑，该泵轴支撑仅用两套轴承和中间套进行支撑。

图 1为该泵泵体结构示意图。最上部为-对7312轴承，支承整个转子的重量，同时在泵运转时承载全部轴向力；中间支承套和底部支承套均为铸铁材质，在泵运转时起到定位作用。

7312由承填料密封底部支承套叶轮图 1 泵体结构表 1 主要技术参数型号介质温度流量扬程功率转速2 原因分析每次检修时，该泵底部支承套磨损最严重 ，每次检修都必须更换。图 2是其配合示意图，其中轴套是经调制处理的钢制材料，保护主轴；支承套是铸铁材料，镶嵌在泵壳上方的连接体中，当其与轴套发生碰磨时发生磨损保护主轴。

由于该泵长期浸没在含焦污水中，切焦水充满了主轴与泵壳连接体形成的空腔，包括轴套与支撑套之间的间隙。大量焦粉颗粒充当摩擦剂使铸铁支撑套磨损，再加上主轴缺乏有效定位形成-定的摆度的影响，使得磨损加剧，磨损严重时叶轮口环和壳～ -耄～- . 436 甘 肃 科 技 第 29卷图 2 支撑 套结构体口环互相卡住，导致键绞断、轴变形等较大设备事故，影响装置平稳生产。

此外，铸铁的支承套在切焦水环境中的腐蚀也必须考虑。弱酸陛的含硫污水在与铸铁发生化学反应的同时充当电解质溶液使得铸铁支承套发生电化学腐蚀。

负极(Fe)：Fe-2e-Fe正极 ：O22H2O4e-4OH-总反应：2FeO22H2O2Fe(oH)2Fe(OH)2-H20Fe2O3(铁锈)与此同时，浸泡在介质中的泵体、主轴、泵壳以及泵壳连接体都发生了不同程度的腐蚀。

3 POB填充 P1、FE材料简介POB，即聚苯酯，是聚对羟基苯甲酸苯酯的简称，是-种芳香族聚酯系耐热聚合物，它是以对羟基苯甲酸为基本原料而制得的具有高结晶性的不溶不熔聚合物，其基本结构如图3所示。

O ### 雄图3 POB(聚苯酯)的基本结构POB作为-种新型特种工程塑料，具有如下独特性能：分解温度高达530cC，可在300C长期使用，具有良好的自润滑性、耐磨性、电绝缘性；耐辐射，耐- 切有机溶剂等。

聚四氟乙烯是-种特殊的热塑性塑料，简称FE，使用氟石、三氯甲烷等为原料经加热裂解 、聚合而成，其分子结构如图4所示。

f. 、F厂c F 抖图4 PTFE聚四氟乙烯)的基本结构PTFE作为-种工程塑料具有如下性能：分解温度高达415C，可在250C以下长期使用，具有使用温度宽(250--150oC)，摩擦系数低、自润滑性能好、吸水率低、电性能优良、耐化学药品性能好等优点，对无机酸有很好的耐酸性 。

POB能和任何比例的 PTFE混合。任意填充PTFE有效地提高了材料的耐磨性，另-方面 POB起到了润滑剂的作用。此外，POB填充 PTFE降低了材料的摩擦系数，对材料不造成损伤 ]。基于上述特性，就此选取该材料作为支承套材料。

4 铸铁与POB填充P1FE材料比较由于泵 P-152/2是立式泵，转子自重全部由顶部角接触球轴承7312承载，且泵运转时对支承套径向力作用微弱，故只对两种材料做材料许用速度比较 。

从表 2的计算 可以看出，无油环境下具备 自润滑性的POB填充 PTFE材料比原设计铸铁材质支承套要耐磨的多，而且铸铁支承套不满足材料许用速度要求，故而经常发生磨损。

表 2 计算结果， 、 、 . - 。 小增加安装难度，同时也不易形成液体膜，增加支承J 吸 I八·IJ 套与轴套之间的摩擦；过大易引起泵体振动，加快支采用 POB填充 PTFE材质的支承套主要尺寸参 承套磨损。

照原铸铁支承套设计进行，这里仅对运转间隙进行 如图5所示，点划线为泵转子设计工作中心线，论述。 细实线为转子偏移最大位置。

支承套与轴套之间的运转间隙设计很重要。过第9期 俞金源等：延长兰州石化延迟焦化装置深井泵运行周期 37中间支撑套底部支撑套叶轮口环图 5 泵转子 -r作中心线按照相似三角形原理计算：叶轮口环间隙(半径)设计安装值为：60.35mm，要求底部支承套最大半径间隙为：×2050 ×20500.32ram要求中间支承套最大半径间隙为：×1520 ×15200.24ram考虑到工程塑料的线膨胀系数较大，而自循环热水温度基本在90C左右，因此，其实际取值 参照图6进行。

6 总结1 20万t/a延迟焦化装置深井泵P-152/2在改图6 支承套设计尺寸造完成后，检修周期由改造前的不足-月延长至-年，并且在运行期内，该泵始终未发现异常振动，改造效果明显。POB填充 PTFE材质的支承套的引进，不仅起到了良好的定位作用，而且其具有良好的自润滑性和耐磨性，在降低设备故障率的同时，也降低了检修人力物力耗费，保障了延迟焦化装置的无波动运行。