VS6型泵在输送低温液化气工况下的应用

张鹏超

摘 要：VS6型泵是立式双壳（内壳为导流壳）悬吊式离心泵，该泵的适宜应用于低汽蚀、冷或热中性或腐蚀性的清洁介质的工况。

关键词：VS6型泵；低温液化气；设计及制造

1 VS6型泵在设计及制造过程中的一般要求

使用寿命为20年，连续运行寿命至少为3年，所用材料必须满足全部工况下的使用要求，具有一个优先选用的工作区，该工作区位于所提供叶轮最佳效率点流量70～120%区间内。额定流量点位于所提供叶轮最佳效率点流量的80～110区间内。压力泵壳的连接紧固件直径不低于12mm。内壳可以承受最大压差或350kPa表压的压力，二者中取大者。轴与密封套的配合为h6/G7。应沿轴的全长进行机械加工并抛光，轴的径向总跳动小于25um。

为了得到良好的密封效果，在最严重的动态条件下，在泵的允许工作范围内，在主要的密封面处，轴的刚度应当限定轴的总挠度小于50um。

耐磨环应该可更换，且摩擦副耐磨表面应当具有50个布氏硬度差，应使用运转间隙来限制内部泄漏，必要时可平衡轴向力，同时，要注意选取耐磨环的最小运转间隙，避免咬合。

2 VS6型泵在输送低温液化气工况下的安装注意事项

2.1 现场保护

设备到达现场后应该尽快清除里面的脏物、冰、盐和其他杂质。保存和保留包装的完整性，所有碳钢和低合金钢不能接触腐蚀性环境或潮湿气候，以防生锈。

现场贮存设备的场地应远离积水区，设备下方铺有平齐的枕木，以确保设备被可靠支撑。设有临时性保护遮盖物，并允许空气自由流通，以防止潮湿产生水蒸汽和积水。定期检查涂漆表面生锈的迹象，依照制造厂商建议的方法和材料按需修补涂漆。设备加工表面应涂保护层，每月检查一次设备加工表面有无生锈痕迹。

润滑设备，拆掉设备转子上的定位块，定期进行盘车，以免发生轴变形的情况。

2.2 现场安装

基础必须有内部防水衬里，不允许设排水孔或开口，防止水接触泵的筒袋。泵的筒袋与基础的径向、轴向净空应该满足泵制造商及技术资料要求，以满足现场绝热施工、运行操作及热胀冷缩而需要的空间要求，一般径向最小净空为50mm，轴向最小净空为300mm。

使用经检定合格的计量器具，测量并调整泵的水平度，在泵的横、纵方向水平度均达到为200微米每米后，使用指定的灌浆料进行灌浆。在按照规定的时间、方法对灌浆层进行养护后，使用千分表检查灌浆层硬度，将一个磁性千分表放置在地脚板上，检查地脚螺栓拧松和上紧时有任何移动。地脚板的移动不应超过20微米（0.001）英寸。润滑所有地脚螺栓螺纹，按照技術资料要求的力矩紧固地脚螺栓，21/2螺纹伸出地脚螺栓螺母。

2.3 管道

管道的设置在符合相关施工规范、技术资料的基础上，应该以有利于泵的现场操作、维护、检修为准。

出口止回阀周围提供一个尺寸为NPS1或更大尺寸的旁路，以满足大功率泵启动泵时的最小流量要求，同时，当泵的管路系统处于备用（静止）状态时，可以通过此旁路来连接止回阀前后的管路，避免因环境温度影响而发生管路系统憋压现象，产生安全隐患。当然，在此旁路安装一个截止阀或球阀，操作时也可以考虑通过此旁路进行低温泵的液相预冷，从而保证泵的液相预冷速度符合技术要求。

吸入管道朝泵的方向倾斜最小10毫米/米（1/8英寸/英尺）来防止气体积聚。

用于泵出、入口管路上与的偏心异径管，应该采取顶平（即偏心异径管的直边应朝上）安装方式，来防止发生气体积聚现象。在安装与泵相连的管路時，应该按照泵的要求进行安装，同时，管路系统的最后焊接的焊缝宜选在离泵最近的焊缝，以确保管路施加在泵上的应力最小。

在泵的灌浆工作、管路连接工作结束后，应对泵进行轴校准工作，一般采用千分表对轴进行校准。

2.4 管道应力检查

为了降低管道对泵的影响，减小管道应力对泵运行的影响，应当按照规范要求，检查管道应力。检查管道应力一般与泵的轴校准同步进行，松开泵的进、出口法兰，调整泵的进、出口法兰与其连接的管道法兰平行，轴向间距至垫片厚度，径向间距满足螺栓自由进出要求。对泵进行轴校准，轴校准合格后，恢复泵的进、出口法兰连接，以连接前后，泵可以自由盘车，轴向偏移为0.02mm、径向偏移为0.05mm为合格标准。

2.5 泵的单机试运行

在所有的安装工作均已结束，管道吹扫、气密合格后，进行泵的单机试运行工作。低温液化气用泵不宜使用水进行单机试运行，这样会给泵后续的干燥带来一定的困难，若现场不具备利用其他代替物料进行单机试运行条件的，可以待正式工艺物料进入系统后，在进行泵的试运行工作。

2.6 泵的运行操作

2.6.1 干燥

在低温工况下操作的泵在引入物料前需要先进行干燥，干燥一般采用干燥的氮气进行，通过向泵及其与之连接的设备、管路反复的冲入、排出氮气，最终通过分析化验，泵内排出的气体组分、露点满足工艺要求后方才完成干燥操作，泵系统完成干燥后，要保证系统内的压力满足工艺要求，且不会有外界气体漏入泵系统内。

2.6.2 气相预冷

在泵系统的干燥工作完成后，通过泵的管路向泵内引入低温液化气的气相，以此来置换泵系统内的氮气，同时系统开始缓慢的降温，注意控制引入气相的流量。在气相预冷的过程中，边预冷边盘车，以轻松顺畅为宜，若在盘车出现卡涩现象，则应退出系统内的气相物料，待泵升至常温后，对泵进行检查调整，确认无问题后重新进行干燥预冷操作，直至系统温度降至与气相温度相同或规定的工艺操作温度为止，方可完成气相预冷操作。

2.6.3 液相预冷与灌泵

在完成气相预冷操作后，向系统缓慢的引入液相物料，注意控制物料流量。边预冷边盘车，以轻松顺畅为宜，若在盘车出现卡涩现象，则应退出系统内的全部物料，待泵升至常温后，对泵进行检查调整，确认无问题后重新进行干燥预冷操作，直至系统温度降至泵的操作温度、泵内无气相存在为止，方可完成液相预冷与灌泵操作。

在所有的前期工作准备好后，方可启动泵。启动泵后，一是要核查泵的出力情况，确定泵是否可以达到设计工况，二是按照泵制造商提供的性能曲线图进行泵的工艺调整操作，以确保泵在优先工作区间工作。当运行参数严重偏离设计参数时，可能会导致泵的严重损坏，甚至发生安全事故。

2.7 密封操作

VS6型泵在应用于低温液化气工况时，一般配用集装式串联2CW-CW结构机械密封，采用API PALN 13+52+62（或14+52+62）冲洗方式，一般“方案52”用密封液罐配有高、低液位报警，压力报警，玻璃面板液位计等，其顶部与火炬系统相连。在气相系统冲入气体并保持正压后，应密切关注机械密封的工作状况。一要观察与机械密封相连接的所有管路是否存在泄露，如存在应及时处理。二要注意观察“方案52”用密封液罐视镜液位，如出现液位异常波动或出现气泡，则应停止相应的工艺操作，待对密封进行检查确认后方可继续进行工艺操作。三要注意观察“方案52”用密封油循环管路即与机械密封“LBI”、“LBO”相连的两条管路的温度变化，如出现温度下降或管路表面析出水分、霜露时，就可能出现机械密封损坏的情况，此种情况通常伴有密封液罐液位快速下降及视镜“沸腾”现象发生，此时应该停止工艺操作，待具备检修条件后，更换机械密封。四要观察密封的上部是否存在泄露，通常伴有结霜情况发生，若出现此情况，必须开大“方案62”接管的阀门，通入大量大气，降泄露出的物料浓度将至最低，同时迅速排出泵内的物料，待具备条件后，更换机械密封。机械密封泄露是极大的安全隐患，在发现后应及时处理。

3 结论

总之，不论是设计制造还是现场安装，只要每一各环节都严格执行规程规范要求，保证制造、安装质量，同时在现场操作过程中，多花心思、动脑筋捉摸泵的操作，及时发现现场的问题，灵活处理，VS6型泵就可以发挥应有的工艺作用，保证现场生产安全稳定进行。

参考文献：

[1]ANSI/API610-2004，石油、重化学和天然气工业用离心泵[S].北京：中国标准出版社，2008.

[2]API682-2014，离心泵和转子泵用轴封系统[S].北京：中国标准出版社，2009.