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管線輸油用中開式多級泵的研制

文檔作者：宋懷德李永樂崔曉艷文檔來源： 1．西安航天泵業(yè)有限公司 2．山東黃河工程集團(tuán)有限公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年10月10日
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54 FLUID MACHINERY Vo1．43，No．9，2015
文章編號： 1005—0329(2015)09—0054—04
管線輸油用中開式多級泵的研制
宋懷德 ，李永樂’，崔曉艷
(1．西安航天泵業(yè)有限公司，陜西西安710100；2．山東黃河工程集團(tuán)有限公司，山東濟(jì)南250013)
摘要： 針對小流量高揚(yáng)程泵型采用一種新型結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法，利用流場及強(qiáng)度分析軟件、三維設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行優(yōu)化，不但
提高了設(shè)計(jì)效率，而且水力及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更合理，效果更直觀。通過試驗(yàn)分析驗(yàn)證，縮小實(shí)際運(yùn)行工況與設(shè)計(jì)工況的偏離，
從而掌握了該輸油泵設(shè)計(jì)、加工流程及關(guān)鍵技術(shù)。
關(guān)鍵詞： 高壓；新型結(jié)構(gòu)；輸油泵；中開式多級泵
中圖分類號： TH3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A doi：10．3969／j．issn．1005—0329．2015．09．O11
Development of the Horizontal M ulti-stage Pump for Pipeline Oil Impeller
SONG Huai．de ，LI Yong．1e ，Cui Xiao．yan
(1．Xi an Aerospace Pumps Co．Ltd．，Xi an 710100，China，2．Shan dong Yellow River
Engineering Group Corporotion Ltd．，Jinan 250013，China)
Abstract： In view of the type structure of the low flow and the hi gh head pump was designed by using a new method，using the
flow field and intensity analysis software，3d design software was optimized．Not only to improve the design eficiency，but also
make the more reasonable hydraulic and structure design，the more intuitive results．The related experiment shews that it is re—
duced the deviation of the running works and the design conditions，the model design ，the machining process and the key technologY
problems be analyzed mainly in the pump．
Key words： high—pressure；new structure；oil impeller pump；horizontal multi—stage pump
1 引言
成品油管線輸送是繼公路、鐵路、水運(yùn)、空運(yùn)四
大運(yùn)輸方式之后的“第五種運(yùn)輸方式”，具有投資少、
成本低、安全、環(huán)保、高度自動化等優(yōu)勢，管線輸油泵
是長輸管線的關(guān)鍵設(shè)備。目前，某公司已成功完成
多條成品油管線輸油泵的研制開發(fā)工作，經(jīng)過不斷
地優(yōu)化升級，輸油泵自運(yùn)行以來，整體可靠穩(wěn)定。
為適應(yīng)不同工況和環(huán)境下的使用要求，我公
司為中石化華南公司自主開發(fā)了新一代成品油輸
送泵新產(chǎn)品。它參照某公司已有產(chǎn)品的設(shè)計(jì)經(jīng)
驗(yàn)，結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際運(yùn)行情況，必須2臺及以上泵串
聯(lián)工作，并考慮到啟泵瞬間的工作壓力，末級單臺
泵承受10MPa的工作壓力。該產(chǎn)品按API 610標(biāo)
準(zhǔn)的水平中開式BB3多級離心泵進(jìn)行設(shè)計(jì)，保證
其技術(shù)性能滿足使用要求，本文對其結(jié)構(gòu)、材料及
收稿Et期： 2015—02—12 修稿日期： 2015—04—13
設(shè)計(jì)特點(diǎn)進(jìn)行論述。
2 泵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
2．1 泵及配套電機(jī)性能參數(shù)
根據(jù)輸送粘度參數(shù)，通過粘度換算，可得多級
泵輸水時(shí)的參數(shù)。額定流量為180 Ill ／h，額定揚(yáng)
程為310 m，轉(zhuǎn)速為2980 r／min，效率為78％ ，汽
蝕余量<15 m，配套電機(jī)功率250 kW。
2．2 泵整體結(jié)構(gòu)布局
根據(jù)工況要求，吸人口和排出口均位于下泵
體兩側(cè)，不需拆卸進(jìn)、出口管線及電動機(jī)便可開蓋
檢查泵內(nèi)零件，維護(hù)操作方便，轉(zhuǎn)子中的葉輪對稱
布置，可以平衡絕大部分軸向力，剩余軸向力通過
非驅(qū)動推力軸承平衡結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行強(qiáng)制潤滑。綜
合性能及生產(chǎn)加工工藝考慮，級問采用內(nèi)過渡流

2015年第43卷第9期 流體機(jī)械 57
進(jìn)行超聲波檢測，中開面內(nèi)部、進(jìn)出口法蘭背面和
頸部不得有裂紋、縮孔和夾渣等缺陷，以保證其較
好的精度和強(qiáng)度。
4 試驗(yàn)結(jié)果
根據(jù)以往設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，首次全性能試驗(yàn)時(shí)，單級
揚(yáng)程有一定偏差的，鑄造時(shí)將葉輪順延葉片
4mm，試驗(yàn)后揚(yáng)程比設(shè)計(jì)值高出15m，通過切割葉
輪外徑的措施，達(dá)到了產(chǎn)品性能要求如表1所示。
在機(jī)組進(jìn)行4h連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)中，從測得數(shù)據(jù)：軸
承最高溫度為53．5~C，軸承最大溫升為36．8℃ 。
潤滑油最大溫升為38．3℃ ；最大振動為2．5
mm／s。在試驗(yàn)臺管路系統(tǒng)及底座安裝固定遠(yuǎn)遠(yuǎn)
達(dá)不到實(shí)際使用要求的情況下，滿足泵最大振動
不超過2．8 mm／s，噪聲不超過85dB的性能要求。
表1 性能試驗(yàn)對比
試驗(yàn)驗(yàn)證 切割前 切割后
葉輪外徑D：(mm) 264 260
流量Q(m ／h) 179．06 180．79
揚(yáng)程H(m) 325．4 3l1．3
轉(zhuǎn)速n(r／min) 2980 2980
軸功率P(kW) 202．4 198．4
效率田(％) 81．52 79．64
汽蝕余量NPSH(m) 7．1 6．3
5 結(jié)語
通過設(shè)計(jì)計(jì)算及試驗(yàn)驗(yàn)證，表明新型輸油泵
的設(shè)計(jì)達(dá)到技術(shù)要求。設(shè)計(jì)計(jì)算階段利用FLU—
ENT、NUMACA流場分析軟件、三維設(shè)計(jì)軟件及
ANSYS強(qiáng)度分析軟件進(jìn)行理論驗(yàn)證校核，可以節(jié)
約研發(fā)周期確保產(chǎn)品研發(fā)順利使泵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更合
理。在產(chǎn)品的材料選擇、加工、熱處理、焊接及裝
配等工序的質(zhì)量控制上是成功可行的。
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作者簡介：宋懷德(1977一)，男，碩士工程師，主要從事泵閥
及系統(tǒng)設(shè)備裝置的研究開發(fā)工作，通迅地址：710100陜西西安市
航天泵業(yè)有限公司。
(上接第72頁)
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作者簡介：金磊(1987一)，男，在讀博士研究生，通訊地址：
710049陜西西安市咸寧路28號西安交通大學(xué)能源與動力工程
學(xué)院。

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