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  X9充装泵：D12-50x9卧式多级离心泵

  发布时间：2020-08-18

  X9充装泵：D12-50x9卧式多级离心泵概述：

  D12-50x9卧式多级离心泵供输送清水及物理化学性质类似于水的 液体之用。该泵扬程为H：450米，流量Q：12.5m3/h。液体的最高温度不得超过80℃，广泛应用于矿山排水、工厂及城市给水之用。使用温度T：80℃+80℃。

  X9充装泵：D12-50x9卧式多级离心泵产品结构说明

  D12-50x9卧式多级离心泵为多级分段式，其吸入口位于进水段上，成水 平方向，吐出口在水段上垂直向上，其扬程可根据使用需要而增减水泵级数。多级离心泵装配良好与否，对性能影响关系很大，尤其是各个叶轮的口出与导翼的进出中心，其中稍有偏差即将使水泵的流量减少，扬程降低效率差，故在检修装配时务必注意。

  D12-50x9卧式多级离心泵主要零件有:进水段、中段、出水段、叶轮、导翼挡板、出水段导翼、轴、密封环、平衡环、轴套、尾盖及轴承体。进水段、中段、导叶挡板、出水段导翼、出水段及尾盖均为铸铁制成，共同形成泵的工作室。

  叶轮为优质铸铁制成，内有叶片，液体沿轴向单侧进入，由于叶轮前后受压不等，必然存在轴向力，此轴向力由平衡盘来承担，叶轮制造时经静平衡试验。

  轴为优质炭素钢制成，中间装有叶轮，用键、轴套及轴套螺母固定在轴上。轴的一端装联轴器部件，与电机直接连接。

  密封环为铸铁制成，防止水泵高压水漏回进水部分，分别固定在进水段与中段之上，为易损件，磨损后可用备件更换。

  平衡环为铸铁制成，固定在出水段上，它与平衡共同组成平衡装置。

  平衡盘为耐磨铸铁制成，装在轴上，位于出水段与尾盖之间，平衡轴向力。

  轴套为铸铁制成，位于填料室处，作固定叶轮和保护泵轴入用，为易损件，磨损后可用备件更换。

  轴承是单列向心球轴承，采用钙基润滑脂润滑。

  填料起密封作用，防止空气进入和大量液体漏出，填料密封由进水段和尾盖上的填料室，填料压盖，填料环及填料等组成，少量高压水流入填料室中起水封作用。填料的松紧程度必须适当，不可太紧亦不可太松，以液体能一滴一滴的渗出为准。如果填料太紧，轴套容易发热，同时耗费功率。填料太松，由于液体流失要降低水泵的效率。

  X9充装泵

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  一说潜液泵无密封型泵

  发布时间：2020-08-17

  LNG潜液泵无密封型泵是一种浸没式两级离心泵，整体浸入泵池中，无密封件，所有运动部件由低温液体冷却和润滑。由于与传统泵有不同的结构特点，LNG潜液泵无密封型泵在LNG行业中具有非常大地优点：

  ①泵体完全浸没在液体中，工作噪声非常小；

  ②不含转动轴封，泵内有封闭系统使电机和导线与液体隔绝；

  ③电动机不受潮湿、腐蚀的影响，其绝缘不会因为温度变化而恶化；

  ④消除了可燃气体与空气接触的可能，保证了安全性；

  ⑤将电机与叶轮设计在同一个轴上，省去了联轴器和对中的需要；

  ⑥平衡机构的设计使轴承的使用寿命和泵的大修周期延长；

  ⑦叶轮和轴承通过液体自身润滑，不需要附加的润滑系统；

  ⑧无需使用防爆电动机。

  如果低温潜液泵无密封型泵在操作时没有完全预冷就开车，泵虽然能够起压，但密封接触面没有形成润滑液膜，机械密封在短时间内可能磨坏而影响泵的可靠运行，因此用户在使用潜液泵无密封型泵进行卸车或为LNG车辆加液时必须使泵预冷充分；介质为LNG时，潜液泵无密封型泵的允许最小净压头为0.8m，潜液泵无密封型泵工作时必须保证其进口压力不得小于最低净压头的要求。进口净压头是指液体实际压力与液体的饱和蒸汽压力的差值。因此储罐内必须保留有足够量的LNG液体，即最低液位不得低于相应的设定值。为达到满意的运行效果和较长的使用寿命，在运行时应随时对泵进行检查，倾听有无异常噪音或振动，如有则及时停机并通知相关人员进行维护。 LNG低温泵由一台变频器控制，由变频调速电机驱动，其额定功率为11~15KW。潜液泵无密封型泵即可以作为LNG加液泵为LNG加气机提供LNG液体，也可以作为卸车泵为LNG槽车卸车。潜液泵无密封型泵安装在泵池中，泵池的设计压力为1.6MPa，整个结构无密封组件，结构紧凑，便于安装和维护，预冷时间短，可在短时间内启动。低温泵池具有以下特点：

  ①设计了泵池盖隔冷结构，泵池绝热性能显著提高；

  ②进出液管一体化真空管路设计，既提高了绝热性能又优化了管路布置，整体效果十分美观；

  ③在泵池盖上加装了压力、温度传感器和泵池气相管的实用装置；

  ④泵池有足够的保冷性能，泵体的真空外壳和上盖在运行过程中没有结霜现象，24小时内低温液体蒸发≤30％.

  ⑤ 泵池设计易于维修，更换低温泵易损件时间不超过8小时。广泛使用的LNG潜液泵无密封型泵生产厂家有ACDCRYO公司、CRYOSTAR公司、RUHRPUMPEN、CRYOMEC公司、NIKKISO公司等。

  二、LNG潜液泵无密封型泵结构：大型LNG 储罐和LNG 船结构特殊，在罐体底部开孔接管将泵安装在外会对罐体造成较大影响，此外泵的密封和保冷难度较大，因此，大型LNG 储罐及LNG 船向外输送LNG 时必须采用潜液泵无密封型泵。潜液泵无密封型泵通常安装在储罐底部，每台泵设置一根竖向泵井，泵井与储罐底部之间设置底阀。当泵通过泵井上部吊装到泵井底部时，在重力作用下，泵的底座将底阀压开，储罐空间与泵井连通。需要维修时，泵在泵井内被提升的过程中将失去作用在底阀上的重力，底阀在弹簧和储罐内静压共同作用下将自动关闭，泵井被封住，LNG无法进入泵井内部。泵井在泵安装时可起到导向作用，在检修时可将泵从泵井中取出，同时泵井也是泵的排出管，与储罐顶部排液管连通。大型LNG 储罐和LNG 船用低温潜液泵无密封型泵的结构如图1所示，为多级离心泵，属于全浸润型，可进行变频调速。主要结构有: 导流器、扩散器、电机、主轴、轴承、叶轮、推力自平衡机构( Thrust EqualizingMechanism，简称TEM) 、振动监测器等。

  2． 1 导流器导流器设置在LNG 低温潜液泵无密封型泵的进液口处，由导流腔和安装在主轴上的诱导轮组成，早期的LNG 潜液泵无密封型泵采用叶轮状诱导轮用于改善净吸入压头( Net Positive Suction Head Requirements，简称NPSHR) ，到20 世纪70 年代，源于火箭燃料泵送技术的高强度螺旋状诱导轮被用于LNG 低温潜液泵无密封型泵。螺旋状诱导轮如图2 所示。如今，通过改变诱导轮的叶片数量、叶片安装角、导程及进出口轮毂比等参数可设计出能够满足特定要求的导流器。导流器的主要作用是减少进液口处流体阻力，降低NPSHR，并能有效防止进液口处产生气蚀，提高泵的运行平稳性。

  2． 2 扩散器和TEMLNG 低温潜液泵无密封型泵的叶轮轴和电机转子同轴，叶轮工作时由于流体运动和机械结构产生的不平衡造成的径向力和轴向力，直接影响电机和轴承的使用寿命及泵的维修周期，几乎所有的LNG 潜液泵无密封型泵都采用了某种形式的液压平衡系统来平衡径向力和轴向力，通常径向力是由扩散器来消除的，轴向力则是由TEM 来平衡。扩散器安装在叶轮的上部，用来平衡LNG 作用在叶轮上的径向力。LNG 被叶轮带动进入扩散器，沿螺旋状扩散器叶片向上流动，此过程具有良好的液压对称性，理论径向力为零。扩TEM 设置了一个固定的径向孔和可变的轴向孔，LNG 流经折流板与平衡块之间的可变轴向孔时，作用在平衡块上的压力会发生变化，当平衡块下方的反作用力与平衡块上端出口的的压力相等时，即可实现轴向力的平衡［2］。在整个流量范围内，通过平衡块的上下移动形成孔隙变化来调节轴向力的技术经过多年的实际应用被证明既灵活又可靠，近年来得到广泛采用。

  2． 3 监测与保护LNG 低温潜液泵无密封型泵中电机转子、叶轮、扩散器叶轮、诱导轮等部件被布置在一根主轴上，由于质量的不对称性在运转过程中会发生振动。为了解泵的振动情况，目前通常采用的方法是在泵的顶板上部安装一个压电式加速度传感器用来监测系统的振动。如果振动超过规定的标准，系统自动报警。监测LNG 低温潜液泵无密封型泵性能最有效的方法是采用分布式控制系统( Tributed Control System，简称DCS) 。对泵的电流、流量和压力进行监测可以了解泵的实际运行情况，如果上述参数出现明显异常，表明泵需要进行维修。为了保护泵的正常运行，电气系统中的继电器应具有低电流和过电流保护装置。通常电流强度减小表明泵的入口压力降低，电流增大说明存在机械故障或电缆异常，此时需要对泵进行检查维护。此外，DCS 系统还应具备低入口压力和低流量保护功能，当泵的入口压力低于设定值时或工作流量小于泵的最小流量时装置应能报警，目前的大多数DCS 系统都拥有良好性能，能够满足LNG 潜液泵无密封型泵的操作需求。

  2． 4 电机与低温电缆LNG 低温潜液泵无密封型泵的电机浸没在LNG 中，处于无氧环境，消除了机械密封和其潜在的泄露危险，主要优点是安全。电机能够被LNG 直接冷却，无需其他冷却方式，尺寸仅为风冷电机的一半，电机效率较高，结构紧凑。由于LNG 低温潜液泵无密封型泵功率较大，从电压为380 伏的5 千瓦到电压高达6600伏的近3 兆瓦，电机要求有较大的启动系统，启动电流约为泵满载工作电流的6． 5 倍。为了降低启动电流，软启动技术、自耦变压技术和变频驱动技术已被广泛应用于LNG 潜液泵无密封型泵中。电机如图4 所示，采用3 相鼠笼式设计，为确保定子转子不受影响，铜绕组线圈采用环氧树脂绝缘漆进行保护，并进行低温处理，确保电机的绝缘性能。通过真空浸渍处理，消除了定子硅钢叠片固化过程中产生的空气间隙，防止发生局部放电和电晕对绕组造成破坏。

  LNG 低温潜液泵无密封型泵电缆处于低温的LNG 中，需要特殊设计并采用耐低温材料，在－ 200℃低温下能保持足够的弹性和韧性，且具有良好的绝缘性。低温电缆一般在导体表面依次涂覆半导体材料、绝缘体材料及聚四氟乙烯保护层，最外面为特氟龙与不锈钢网壳保护套，电缆在出厂前还应做－200℃的低温试验，确保其各项指标符合要求。

  2． 5 轴承轴承是任何旋转机械整体设计的重要组成部分，LNG 低温潜液泵无密封型泵轴承的操作条件非常苛刻，要承受－ 162℃的低温，且无法进行外部润滑，同时由于工作环境和检修条件限制，其应具备高转速和长寿命的特点，因而制造和组装的工艺技术要求较高。

  轴承一般内外圈和滚珠采用低合金钢或高碳不锈钢材料，保持架为有机氟树脂材料，两片锚固成型，整体防锈，采用LNG 自润滑。近年来，氮化硅陶瓷球轴承被广泛用于LNG 低温潜液泵无密封型泵，该类轴承的滚珠采用硬质陶瓷球，在运行过程中不断打磨钢质滚道，形成了' 自我修复' 的效果，从而保持较高水平的表面光洁度和限制表面损伤，大大提高了耐磨性和疲劳寿命。

  三、可靠性及设计要点

  3． 1 可靠性分析大型LNG 储罐和LNG 船输送系统的可靠性非常重要，一般需要安装2 台以上的LNG 潜液泵无密封型泵，每台泵应能实现24 小时不间断持续工作若干天，要求泵具备良好的工作稳定性。LNG 的转移通常接近其沸点，对于输送系统来讲，包括系统设计在内的诸多因素均需考虑，确保系统安全可靠。总结多年来LNG 泵发生的故障，其根本原因有:( 1) 系统设计缺陷或操作不当产生的空穴现象;( 2) 泵长时间远离额定流量或处在最佳效率点之外运行;( 3) 液体中含有碎片或污染物。由于LNG 装置系统在运行前必须进行吹扫置换，且工作中天然气都进行过净化处理，系统通常是洁净的，故( 1) 、( 2) 是产生故障的主要原因。在实际运行过程中，为了确保输送系统的可靠性，设计人员和运营商必须对系统的工作环境进行了解，并需要对操作人员进行技术培训。

  4． 2 设计要点在LNG 低温潜液泵无密封型泵的设计中，首先要确定电机转子和主轴的最佳结构，以实现良好的电气性能和轴体刚度，通过计算来确定轴承的尺寸、跨距和轴径。此后可进行叶轮设计，LNG 低温潜液泵无密封型泵通常采用分段轮毂将各级叶轮精确地固定在整体锻造的一根主轴上。叶轮和扩散器在特定速度、最佳轮毂直径和高度下应能够相互匹配。近年来多采用CFD 方法来反复计算得出满足水力特性要求的各个设计参数，并采用快速成型法制作几何模型用于水力测试，如果测试结果符合CFD 计算预期，表明LNG 潜液泵无密封型泵的设计目标基本实现。叶轮和扩散器被做成一个转动组件实体模型，其有限单元法分析应能保证在极限转速下具有良好的操作性能，转动组件和一侧的电机转子同时被上部轴承和位于一级叶轮下的推力轴承支撑，另外采用了直径较大、刚度和稳定性较好的整体锻造主轴，这些都有助于避免泵长时间处于最佳操作状态之外时垂直载荷导致的严重磨损，在设计时需要重点考虑。

  四、结语

  LNG 低温潜液泵无密封型泵是LNG 产业链中的重要设备，应用非常广泛。目前国外LNG 潜液泵无密封型泵的发展已经朝着大型、高效、高压的方向发展，我国尚未掌握关键核心技术，自主研发意义重大。国家对LNG 产业的发展规划指出，今后几十年是我国天然气工业的高速发展期，大量LNG 接收站和LNG工厂的规划建设，将迎来LNG 低温潜液泵无密封型泵的需求高峰，了解和掌握LNG 低温潜液泵无密封型泵的相关技术，有助于LNG 低温潜液泵无密封型泵的正确使用和维护，同时也为国内的自主研发提供了技术参考，具有十分重要的意义。

  
  

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  往复式低温液体泵 安装使用手册

  发布时间：2020-08-14

  忠告

  电气接线工程应按电气设备技术标准或规程正确进行，错误的接线和非专业人员操作工程会有触电和引起火灾的可能。

  在没有安全措施的情况下，将其它类型的液体用于本系统，有造成火灾、爆炸、致命伤害或窒息的可能。

  高压下的低温液体或气体，如不遵守安全规则，将有可能引起严重伤害或致命。

  一、说明

  1、 在您购置本低温液体泵之际，致以诚挚的谢意，为了使您能放心地使用本低温液体泵，我们进行了精心的设计和制造，但如果由于安装和使用不当，仍会引起意外的事故，所以为了安全有效地使用，在安装和使用前，应注意本手册中的指导。此外，请慎重保管本手册。

  2、 本手册所示安全事项是为了您能安全正确地使用本低温液体泵，防止对您或他人的危害或损害于未然，一旦实施错误的操作法，其产生的后果可分为“警告”和“注意”二部分，其中任何一项均与安全有关，请务必遵守。

  3、 由于本低温液体泵冷端所用的全部材料均适用于氧介质和深冷介质的工作条件，因此在维护和维修时，必须对泵头冷端的所有零件进行严格的去油脱脂干燥处理。

  4、 如果泵并不马上安装使用，那么必须存放在干燥的地方并防止油污、水份和灰尘的侵蚀。

  5、 本低温液体泵在出厂时，泵头冷端已进行严格的去油脱脂干燥处理，用户不必再进行安装前的清洗。但如果泵的冷端进、回气及排液口的胶带封口已损坏，则应重新去油脱脂和干燥。

  注 意：泵头冷端进液口和回气口的粘胶带只能在安装系统时去除，以防止油污或灰尘水份对泵腔内的零件的侵蚀。

  二、概述

  本型往复式低温液体泵适用于增压充瓶和管道供气系统中，其工作目的是将贮槽中的低温液体增压汽化后充瓶。它的性能稳定，容易操作，维护方便，在良好的安装条件下，泵的启动时间约5～10分钟，泵头可独立卸下，检修后再装上，此过程可在2～4小时内完成。

  三、技术参数

  输送介质：液氧、液氮、液氩

  型    式：卧式 、单缸、活塞泵

  流    量：15-75L/h，30-80L/h，50-300L/h，100-450L/h，200-600L/h，400-800L/h、1000-2000L/h

  最大出口压力：20 Mpa、16.5 Mpa、5 Mpa、3 Mpa

  最小进口压力：0.02Mpa

  最大进口压力：0.8Mpa

  输入电源：318V、3相、50HZ

  电机工作转速：600-1250R.P.M

  电机功率：5.5KW，7.5 KW

  （可根据用户需要定做特殊流量、特殊压力的泵）

  四、构造组成

  本低温液体泵主要由电机、皮带轮、传动箱和泵头组成，组装在公共底座上。

  泵驱动端的作用是将电机的旋转运动变为往复运动且降速，并将电机的输出功率传递给泵头压缩端，电机通过皮带轮、传动轴、偏心轮、连杆和十字头等部件来完成功转换和降速。传动系统的轴、偏心轮及轴承结构为飞溅浸油型式，这使得动力系统的寿命大大延长。传动箱内的润滑油采用N46号机械油，出厂时已调整好，当环境温度低于－10℃时，由用户自行调换低凝固点油，一般情况下只需每年更换一次润滑油即可。油面加到油面镜三分之二高度为宜。 构造组成见图3。无级调速由电磁调速电机完成。

  泵头压缩端由缸套、泵体、活塞组件、密封器、进液阀、排液阀组成。本低温液体泵采用了具有良好耐磨性的材料做活塞环和导向环，因而其工作寿命长。密封器由密封性能优良的密封件构成，确保了泵在正常工作压力下，能够可靠无故障的运作。本低温液体泵头采用真空夹套保温。活塞与泵端盖之间的间隙为1.5mm。详情请见图4。

  五、安装  

  这里介绍的安装规则只适宜于常规的操作规范，所以它们只是各种不同使用条下的一些要点简介，这种安装规范只涉及了泵的安装系统中部分设备、管路及阀门，而安装规则将因不同用户的需要而不相同。见安装图示。安装工程应由安装部门针对系统的具体情况和用户的使用条件进行正确的设计，以保证整个系统能够安全可靠的工作。本公司推荐图1所示的流程系统。

  1、泵的安装条件

   泵的安装基础应高于地面50mm，并应建造雨棚。安装尺寸见图2，泵周围应留有人操作的空间。

  2、贮槽

  贮槽向泵排液的接口必须在贮槽的底部，并且贮槽与泵之间距离应尽可能短，不能使用虹吸管，因为这样管路中有气体可能形成气阻，而使泵不能正常工作。贮槽排液接口的直径应满足于流量的要求，但不能小于泵的吸入接口的直径。

  3、布管

  管路布置必须经过精心设计，以避免应力或外力传递至工作中的泵上，温差引起的收缩和膨胀也应在考虑之中，因此，安装中应考虑管路的补偿。见图1。

  警 告：所有可用阀门切断的管路部位应配有安全阀，以防止积存的低温液体汽化所引起额外过高压力和误操作引起的过高压力。

  4、吸入管路

  连接贮槽排液口和泵进液口的吸入管路应尽可能短(一般在0.5米内)，口径应尽可能大以减少汽化损失和管路压力损失或冷损失。管路必须保持（由贮槽向泵方向）连续向下倾斜，以使管路中形成的气体可以返回到贮槽中，考虑到汽化损失，阀门及接口的体积不应太大，过大的体积将增加热量的传入。

  由于泵输送的液体在多数情况下是处于饱和状态的，因此在由贮槽向泵输送液体过程中，由于压力损失而使液体出现部分汽化形成气腔，这将会引起汽蚀，而使泵受到严重的损害，因此泵的吸入管路的正确安装就显得十分重要了。根据我们的调查结果显示，大多数低温泵不能正常工作的原因是吸入管路没有正确安装，即不能维持一个足够的净正压头（NPSP）或对贮槽状况缺乏了解所造成的。

  净正吸入压头（NPSP）为能量头，只有当该值高于流动介质蒸汽压力，才能避免泵产生汽蚀。而提高NPSP有效值的几种可能的办法为：A、提高贮槽与泵吸入口的液位差； B、降低液体温度（将贮槽气相放空以减少热蒸汽）；C、提高贮槽的初压（这种情况只适于液相平衡条件下的升压）；D、泵的进液管路与回气管路进行良好的绝热包扎；E、同样的外部条件下，良好的泵结构所产生的压力损失较少；F、管路应尽量减少弯头的数量且采用较大的转角半径。

  5、回气管路

  连接贮槽回气口和泵回气口的管路应尽可能短且贮槽回气接口的管口直径应大于泵回气接口的管口直径，连接时应采用锥形缩节过渡连接，泵与贮槽回气管路间应没有虹吸现象，管路必须保持（由泵向贮槽方向）连续向上倾斜，以避免产生气阻现象。考虑到管路汽化引起的冷损，贮槽与泵之间的吸入管路和回气管路应进行良好的绝热包扎。回气管路上设放空阀可检查泵冷却状态，放空阀尽可能安装在回气管路的较高点。回气管路应尽量减少弯头的数量且采用较大的转角半径，此外必需是绝热的。

  6、排出管路

  去汇流排的排出管路的直径至少要有泵的排液接口那么大，一般要大一些而且至少要3米长，在排液管路中应装有一个放空阀，以根据泵的预冷情况适当排放一些气体加速泵的启动。为确保系统的安全性，在排出管路中最好设置一个压力开关，当工作压力超过设定压力时，压力开关可自动切断电源，联锁电机停泵，这将使您的系统更安全。

  7、控制与安全

  本手册建议对系统的安全采用多道保护装置。

  A、泵的出口设置高压止回阀和压力表，可最早发现压力异常、并立即发现止回阀有否装错方向（止回阀上均有流向箭头）。止回阀可有效防止水份和空气进入充瓶系统，确保气体纯度。

  B、除安全阀防止过高压力外，本系统还设置压力传感器与压力开关，当发生过高压力时，压力开关自动切断电机电源停泵。

  C、在汽化器后设置温度指示联锁控制电机装置，防止过低温度的气体进入气瓶，以确保气瓶安全。特别对于北方和气温较低的地区能确保安全。

  D、采用转速控制器可实现遥控泵的产量，便于管理。

  E、在充瓶设置紧急手动切断开关，以便切断泵的电源，或压力联锁开关可自动切断电源，联锁停泵，这将使您的系统更安全。

  警 告：由于本低温液体泵是正变量泵，如果压力管路关闭，则将建立20Mpa以上的压力，极有可能对系统产生严重的破坏，所以在压力管路上必须设置安全阀。

  8、基础

  地脚螺丝安装尺寸如图2所示。

  9、开机前的检查

  检查所有的管路、配件、螺栓和电接点是否准备就绪，检查所有管路接头部件的密封情况是否达到要求。

  旋转方向：本低温液体泵可以双向运转，为了确保十字头、滑套和连杆有更长的使用寿命，可定期更换电机的旋转方向（约运转2000小时）。

  六、启动

  为冷却泵，首先全开贮槽上气体回流阀车间或泵后端的放空阀3分钟左右（吹除管路中的杂质），然后全开液体排出阀，泵的吸入压头必须大于0.02Mpa，否则不可能建立起有效的净正吸入压头（NPSP），从而导致无法启动；接着打开放空阀，当放空阀连续出现液体时则表示泵冷却完毕。

  低温液体必须处于一个饱和状态或一定的过冷状态，如果液体过于接近气相点，则在泵的吸入阀工作中产生的压力损失，使泵抽空，这种情况称为气蚀，它可能引起泵的损坏，当泵冷却完毕（冷却时间约5~10分钟），泵即可开机，这时气体回流阀、液体吸入阀仍处于全开状态。

  正常的启动工作，在启动后将有以下现象：

  泵的排出管路开始结霜。

  可听到轻微的震动声，证明泵的进、排出阀正在工作。

  排出管路上的压力表将显示逐渐增加的压力。

  警告：严禁泵无液开机。

  注意：泵预冷完毕启动时，如果发现密封器略有泄漏，则用专用工具略微旋紧密封器的开槽螺母（不漏即可）。螺母千万不要拧的太紧，以防止活塞杆温度太高而造成密封器使用寿命下降。

  由于本低温液体泵采用先进的冷端结构设计，具有较高的抗气蚀性能，因此，在一般情况下，进行了初步预冷后，启动电机，即能投入正常的工作，操作十分方便。如果发现泵运转时电控箱震动较大，建议用户将电控箱与泵的底座分离并安装到地面或其它部位。

  如果泵发出异常的声音，显示在压力管路中形成了过高的压力，那么应立即停泵，查找原因。如果泵压力上不去，应先找原因再停泵。

  七、停泵

  正常充瓶工作完成后，应首先关闭泵的进液阀和回气阀，然后再切断泵的电机电源，打开系统放空阀，放掉残液。残液放完后应及时关闭，以防泵头进水、结冰。

  如果系统出现故障，则应首先切断泵的电机电源，停止泵的工作，待故障排除后，再重新启动。

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  透平膨胀机的组成、结构与常见故障分析

  发布时间：2020-08-14

  概述

  两个概念

  （1）焓：

  ：内能是动能和位能之和，动能：分子运动位能：工质分子间的相互作用力

  P：工质压力

  V：质量体积

  PV：表示工质做功的能力

  工质从一种状态到另一种状态：。

  （2）熵：衡量两种状态可逆程度（理解性）

  熵不变化：可逆程度100%

  熵增加：越大，可逆程度越低

  对膨胀机来说熵增小，则说明膨胀机的膨胀效率高

  熵只有不变或增加，不会变小，即熵增原理

  透平：靠旋转作功的一类机械

  工作原理

  绝热等熵过程

  工质从

  ①低温工质温度下降50~70℃，焓降：

  ②对外作功：转化为动能，增压机或风机的动能

  膨胀过程与压缩过程

  两个过程是互逆过程

  膨胀过程：

  工质：压力降低，焓值降低，温度降低，对外输出功

  压缩过程：

  工质：压力增加，焓值增加，温度升高，需要外功

  4、应用领域

  两种作用的利用：①低温工质：空气分离，液化装置，航空领域

  ②回收功：（增压轮，电机发电）高炉气（煤气透平发电），石化

  制冷循环：两个等压换热过程，一个等温压缩过程，一个等熵膨胀过程如下图：

  1~2：等温压缩

  2~3：等压换热

  3~4：等温膨胀

  4~1：等压换热

  如右图：

  2~6，3~5是等焓线

  透平膨胀机在空分中的应用：

  空分中冷量主要来自膨胀机，其他冷量来自节流

  低压流程：90%以上的冷量来自膨胀机

  中压流程：80%以上的冷量来自膨胀机

  高压流程：84%以上的冷量来自膨胀机

  透平膨胀机的特点：

  ①转速高：3~4万转/分，有的气体轴承膨胀机可达70万转/分

  ②体积小：表面积小

  ③效率高：国产：85%~87%，国外：90%以上

  ④无机械接触：一般轴外径小于轴承内径10~15微米。

  油轴承：油站：提供油润滑油强制循环带走摩擦热及细小金属屑

  气体轴承：在轴承上打一些孔，通上氮气或空气

  摩擦力小，但气膜承载能力小，稳定性差，加工要求特别高

  磁悬浮轴承：

  5、活塞式膨胀机

  流程：高压气体——汽缸——膨胀作功——活塞——输出功

  适合特点：①高压小流量

  ②作功不连续

  ③阻力损失大

  ④机械摩擦效率低

  ⑤活塞环更换频繁

  6、透平膨胀机分类

  ①按工作原理分：

  ②按制动方式分：

  风机制动：气量不大的场合使用

  油制动器制动：通过改变油压、油量

  增压机制动：

  电机制动：

  7、透平膨胀机组

  （1）透平膨胀机体（一台）

  （2）冷箱：膨胀机本体自带的小冷箱

  （3）油站：

  （4）膨胀机前的过滤器：

  （5）增压机前的过滤器：（若制动风机制动，风机有消音器）

  8、透平膨胀机流程

  （1）工质气体气路：膨胀端：进口管细，出口管粗

  增压端：进口管粗，出口管细

  （2）油管路：油分离器：

  蓄能器：内部有一气束

  （3）密封管路：密封加密封气

  密封气沿轴表面可形成气封

  密封气压力高于油压和高于膨胀端进气压力

  中高压膨胀机中：密封气直接排入大气

  低压膨胀机中：密封气进入回流系统，通过油烟机外排

  9、透平膨胀机的结构

  （1）流通部分：冷端蜗壳，导流器（喷嘴），膨胀叶轮，扩压器

  （2）机体部分：机身，轴承，密封

  （3）制动器：蜗壳，叶轮，扩压器

  转子：

  10、透平膨胀机的基本理论

  理想气体状态方程：

  实际气体状态方程：

  ①过程方程：

  理想气体的绝热等熵过程：

  即

  K是气体常数，

  气体定压比热容气体定容比热容

  实际气体的绝热等熵过程：

  实际气体的绝热非等熵过程：

  ：速度系数

  ②流量的连续性方程：

  ：质量流量

  ：气体密度

  C：气体速度

  A：截面面积，与C相垂直的截面面积

  11、膨胀机本体的结构

  （1）流通部分：蜗棵壳（冷端）、导流器、叶轮、扩压器

  A．冷端蜗壳：均匀布气，是使气体均匀分布到导流器周围。

  按作用分类：①导向蜗壳：无能量转换（常用）

  ②无叶喷嘴：有能量转换，即有焓降

  按截面性质分类：圆形、矩形、梯形

  蜗壳材料：铸铜、铸铝、铸钢

  一般在1.5倍工作压力下做强度实验（用水等液体）在1.1倍的工作压力下做气密性实验（用气体）

  B．导流器：气体膨胀，压力能转换为速度能，产生焓降要使气体以一定角度进入工作轮

  形式可分位a.固定式：导流器叶轮是固定的

  b.可调式：固定盘、叶片、滑动盘。

  可调式导流器的组成：

  a。导流叶片：一般8片：叶片安装在固定盘与滑动盘之间

  b．固定盘：

  c．滑动盘：

  滑动盘另一面有销柱，销柱与一拉杆连接，拉杆与一气动薄膜调节阀连接每两个叶片形成的通道成为喷嘴

  喷嘴分为：①进口段：加工制作要圆滑

  ②气体段：主要制冷膨胀段，有收缩型、收扩型

  ③倾斜段：

  C．扩压器：出膨胀叶轮的速度高（50m/s），速度能空分上无法利用，且摩擦损失大，以热能传给低温气体，使低温气体发生温升，还是对空分不利的。采用扩压器就是将军、的气体速度到5~10m/s，经扩压器后的气体温度略有升高，压力也略有升高，焓值略有升高。

  D．膨胀叶轮：

  1、膨胀叶轮分类：

  a.开式：只有叶片，轮骨，无轮盘，适应恶劣环境，效率低

  b.半开式：有轮盘和叶片+轮骨：有利于提高轮子的临界转速

  c.闭式：有轮盘，叶片+轮+轮骨效率高

  临界转速提高的好处：给工作转速提供了更为宽的工作范围，工作转速与临界转速越接近，越易产生工震。

  2、作用：气动工作轮中，继续膨胀，同时把膨胀功传递给主轴，降低

  3、叶轮流道的组成

  a.主体段：气体膨胀的主要部分

  b.导流段

  两段构成了径-轴流式叶轮。

  4、叶轮进出口速度三角形

  5、轮周功：

  向心叶轮：

  离心叶轮：

  轴流式：

  因此，通常选用向心叶轮

  6、叶轮中的流动损失

  摩擦损失：与气体速度、叶轮流道表面加工粒度等有关

  分离损失：主要与流道的形状有关

  二次流损失：气体因速度的不均匀，会发生与主流式气体相垂直的由低压到高压想交流的气流

  尾迹损失：

  7、叶轮的加工

  a.铸造：粗糙，效率低

  b.铣制：用数控机床，主轴联动，光洁度好，效率高，轮盘与叶轮一起铣制成型，然后将轮盖与其它钎焊

  c.整体铣制：不仅效率高，而且强度高（国内没有）

  8、超速实验：检查焊缝的强度

  9、单体动平衡实验

  二、机身

  1、机身：铸件：主要起定位支撑的作用：

  ◇轴承进油孔：打通，与内部相通

  ◇轴承测温孔：

  一般成45°夹角，测温度靠轴承止推面，测温孔不打通

  测温元件用铂热电阻或预埋式：

  铂热电阻：允许温度70℃

  预埋式：精确，允许100℃注意：设备检修时要注意更换形式

  ◇密封气进口2个

  ◇密封气出口2个：

  A．低压可以不设密封气出口，使其进入油箱，通过油气分离器外排

  B．中压若不设置密封气出口，因其气量较大，在通过油气分离器因分离不完全会带走大量的油，使得油耗增加，因此要设出口

  ◇测速探头插孔：1个

  ◇间隙压力导出孔：1个与密封气压力稍稍大于间隙压力

  ◇测振孔：大型膨胀机上使用：2个膨胀机上孔很多，检修、安装时千万不要接错，要确定好

  2、轴承

  用滑动轴承较多，一般是线接触

  径向轴承

  止推轴承：承受转子轴向力

  一般将两者作成整体，为止推径向轴承

  分类：径向轴承：按内孔形式：

  a．圆柱轴承：径向面是圆柱的

  b．椭圆轴承径向是椭圆的，使油膜成契行

  c．错位轴承：由两个半圆组成，单独合成整圆，安装时是错位的

  d．可倾瓦轴承：

  e．多油叶轴承：三油叶轴承

  止推轴承的分类：

  a．斜平面轴承

  b．可倾瓦轴承：用的很少

  按轴承结构形式不同可分为：整体式：尽可能选用整体式的

  剖分式：

  3、密封

  （1）轴封：密封和主轴共同构成的轴封

  锯齿型铅基合金密封

  密封原理：轴旋转起来，锯齿嵌入铅基合金，铅基合金较软，会填入轴上的凹槽，起密封作用，当此密封效果减弱时，还通过密封气密封，是双保险

  安装时：锯齿型铅基合金间隙为5~8微米，技术水平高的可打3微米

  （2）轮盖密封：轮盖与密封共组成轮盖密封：

  密封原理：漏气进入蜜蜂，进行膨胀降压，逐级下降，最后接近为零

  （3）轮背密封：叶轮轮背和静密封共同构成

  静密封：有铜环+铅基合金组成

  密封机理：与轴封相似

  轮背密封可以减轻轴封的压力轮背、锯齿与静密封间隙为10~15微米

  作用：a.防止喷嘴后气体泄露，使气体不能沿轴向窜动，进入轴承，避免冻坏轴承

  b.对平衡轴向推力有一定影响

  c.可有效的降低密封气的压力

  运行过程中要尽可能的增加增压端的压力，在不发生喘震的情况下，有利于减少膨胀机的轴向推力，对膨胀机运行有利

  三、制动端

  任何状态下的该式均成立，但只有在设计参数下运行，该等式的效率最高

  增压透平膨胀机

  对增压透平膨胀机来说，发生喘振的条件：

  ①进入增压机的流量小

  ②高压比：特别大

  ③高转速

  膨胀机的喘震是指增压端，膨胀端不存在喘震条件，正常运行时，回流阀是全关的

  四、转子

  1、转子包括以下部件：

  主轴、膨胀轮、增压轮、

  2、主轴材料：

  3、临界转速：分几阶，对工作有用一般是一阶、二阶

  对一个转动的零件或组成件均具有其固有的临界转速，在临界转速上运行，振动大。

  一阶临界转速为

  4、工作转速<0.75或》1.25

  5、钢性轴：工作转速低于转子的一阶临界转速

  柔性轴：工作转速高于转子的一阶临界转速

  6、轴及轴上零件对转子临界转速的影响

  （1）轴的直径D：

  （2）悬臂端的长短：长，

  （3）轴上零件的重量：重量大，重量小，

  7、主轴的结构

  装叶轮、装轴承、轴上止推面，三个的加工粒度要求高，它关系到轴转动的平衡加工后要对轴进行探伤检查

  五、油站

  1、油箱：容积的大小一般是8~10倍的油泵的体积流量

  2、油泵：（电机驱动）

  3、蓄能器：事故停车时，短期内为机器供油

  4、油冷却器：一般管壳式的，水走管程，油走壳程

  5、油过滤器：过滤粒度10微米

  6、电加热器：一般油温低于15℃不允许运行

  7、油气分离器：

  六、安全装置

  紧急切断阀（所有保护信号全部用于控制紧急切断阀）

  开车前：油压过低，连锁紧急切断阀是不能打开的

  报警系统：轴承温度、供油压力、转速

  停车系统

  连锁停车的顺序：

  全开增压机回流阀

  3s内关进口紧急切断阀

  七、膨胀机的操作

  开车前的准备

  检查膨胀机组内部，并保证清洁，清洗邮路管线系统管道

  给油箱注入GB11120-89规定的L-TSA32号汽轮机油，并达到正常油面

  检查膨胀端，增压端各进口管过滤器正确安装，内部清洁

  检查油过滤器是否清洁

  检查各级仪、电线路装置连接是否正确

  检查各阀是否正确开关位置

  检查密封气管路安装正确，尤其是单向阀门方向及其形式

  检查紧急切断阀是否灵活

  检查喷嘴拉杆的行程

  对油路系统进行循环清晰（膨胀机处短接）

  1、开车前检查

  a．油箱油面指示量：80%以上

  b．加温气体阀关闭

  c．紧急切断阀关闭

  d．膨胀机进出口阀关闭

  e．油箱油温15℃，否则要接通电加热器

  f．轴承温度：15℃，否则要升温：采取油循环用加温吹除系统整机加温

  g．润滑油系统工作正确

  h．增压端回流阀全开

  2、开车

  a．接通密封气源

  b．接通仪、电、控电源

  c．启动油泵，调整油压：

  回流阀：主要通过量调节

  节流阀：主要通过油压调节

  d．给油冷却器通冷却水：（可根据实际情况顺序做调整）

  e．开膨胀即出口、进口阀（顺序反易冲坏波纹管：出口波纹管承压能力有限）

  f．开增压机出口阀、进口阀

  g．缓慢打开紧急切断阀

  h．缓慢打开可调喷嘴的调节阀，同时逐渐关小增压端的回流阀

  过程中密切注意轴承温度、转子振动、转速、各点温度、压力等

  3、停车

  a．全关增压机回流阀

  b．关闭喷嘴叶片

  c．关紧急切断阀

  d．关膨胀端、增压端的进口阀、出口阀

  4、停车后的处理

  a．保持密封气、润滑油供应，保持仪、电、控为工作状态

  b．关进出口阀，打开喷嘴调节阀，和紧急切断阀

  c．打开加温吹除阀

  d．进行加温反吹

  e．当露点低于负40度时可以关闭反吹

  f．停止润滑油供应

  g．15分钟后停密封气

  ......