【化工装备大国重器】065-高压立式湿绕组型强制循环热水泵国产化

最近十年，是中国化工大发展的一个时代，很多新工艺，新产品，新设备的出现
我国的化工装备也是一个大的发展，也促进了石油化工行业的突飞猛进
这里收集整理了一些我国装备企业在装备大型化，国产化取得的一些成就和突破
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2019年8月，由中石化组织召开的“重大装备国产化攻关项目“高压立式湿绕组型强制循环热水泵国产化研发”设备出厂验收会”在沈鼓集团举行。会上，由沈鼓集团石化泵公司自主研制的高压立式湿绕组型强制循环热水泵顺利通过验收。实现了高温高入口压屏蔽式热水循环泵在石油化工装置中的首台（套）国产化应用。
高压立式湿绕组型强制循环热水泵是中石化“十条龙”攻关课题高掺渣低排放重油催化裂化技术集成与开发的核心设备。主要应用于大型石油化工的炼油厂催化裂化装置中。是余热锅炉汽包水循环的关键动力设备。该项目依托中国石油化工股份有限公司荆门分公司新建280万吨/年重油催化裂化装置循环热水泵的项目，由沈鼓集团石化泵公司携手中国石化工程建设公司（SEI）联合完成。是高温高入口压屏蔽式热水循环泵在石油化工装置首台首套的国产化研制项目。

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在常规外取热器基础上，利用Aspen Dynamics，ANSYS，CFX等软件模拟和优化外取热器流体力场、管束强度应力、爆管等对再生和能量回收系统的影响，并参考SEI丰富的外取热器工程应用经验，进一步开发和完善了10 MPa等级蒸汽发生密相床下行式外取热器，最大程度上保证了装置的安全平稳运行。下行式外取热器具有多项优点：床层线速度小，管束冲刷磨损小；取热负荷灵活可控，可0～100%调节；传热效率好，传热系数为350～600 W/(m2·K)；每组管束能单组去除；采用光管碳钢材质，高机械可靠性设计，无管板、制造难度低；水循环系统采用强制循环，每组管束进水设有孔板，水流分布均匀。
10 MPa等级蒸汽外取热器的配套循环热水泵入口压力为11.8 MPa，扬程为80 m，国内外的泵生产厂家均无满足此参数要求的离心泵，因此SEI与沈阳鼓风机集团石化泵有限公司联合开发了高压立式湿绕组型强制循环热水泵，该型泵的结构示意见图。

017年6月，荆门石化联合中国石化工程建设有限公司、沈阳鼓风机集团石化泵有限公司，共同进行高温高压强制循环热水离心泵的开发研制工作，并成立项目研发团队。



研发团队首先解决的是泵型的选择问题。普通的屏蔽式热水循环泵采用的是屏蔽套结构形式，其耐压强度和效率无法满足高温高压工况。他们通过查阅技术资料，多次核算、研讨，结合泵的密封方案，决定采用电机绕组与介质接触的结构形式，避免了使用机械密封，可以提高循环热水泵的耐压强度和效率，解决了普通屏蔽泵无法满足这种高温高压工况的瓶颈。



泵的轴向力平衡问题是研发团队需要考虑的另一个关键点。设计扬程越高对泵的轴向力平衡要求也就越高。研发团队在调研中发现国内其他应用领域的循环热水泵扬程在30~50米，而280万吨/年重油催化裂化项目中的强制循环热水泵需要80米的扬程。如果将扬程提高到80米，就要解决好泵在零负荷到满负荷区间轴向力的平衡问题。



为攻克这一难题，研发团队利用水力模型和设计软件进行水力分析和设计，根据轴承力实测与理论计算的偏差，优化叶轮形状，最大限度地优化轴承的受力条件，从而提高机泵推力轴承和滑动轴承的寿命，提升机泵运行的可靠性。

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2020年3月，荆门石化首次安装循环热水泵，这是该设备在国内首次进行国产化安装;5月11日，该设备获得了国家实用新型专利授权;6月，循环热水泵在荆门石化成功运行，各项技术指标均达到国际同类产品先进水平。据测算，强制循环热水泵机组研制成功后，每台套机组价格约310万元，较进口机组价格低290万元。整机交货期相对于进口机组可缩短4~6个月，避免了进口零部件采购供货周期长、价格昂贵等不利因素。

该催化裂化装置高温高压强制循环热水泵的研制在我国尚属首次，是荆门石化联合科研院所共同研发落地的。该设备的国产化对于国内外同类型装置动设备技术的发展具有积极的推动和示范作用，一方面填补了国内在此领域的技术及应用空白，打破了国外技术垄断;另一方面为国内外同类炼油装置及炼钢装置等余热锅炉汽包水循环提供了新的解决思路。

高温高压强制循环热水泵的研发工作要追溯到2016年10月。当时，荆门石化280万吨/年重油催化裂化项目可研获得批复，项目中外取热部分采用的是高温高压强制循环热水工艺。配套建设的核心设备之一——强制循环热水泵的机械密封、耐压程度等指标必须满足相应的高温高压工况，普通的离心泵无法满足相应设计要求。

2017年6月，荆门石化联合中国石化工程建设有限公司、沈阳鼓风机集团石化泵有限公司，共同进行高温高压强制循环热水离心泵的开发研制工作，并成立项目研发团队。

研发团队首先解决的是泵型的选择问题。普通的屏蔽式热水循环泵采用的是屏蔽套结构形式，其耐压强度和效率无法满足高温高压工况。他们通过查阅技术资料，多次核算、研讨，结合泵的密封方案，决定采用电机绕组与介质接触的结构形式，避免了使用机械密封，可以提高循环热水泵的耐压强度和效率，解决了普通屏蔽泵无法满足这种高温高压工况的瓶颈。

泵的轴向力平衡问题是研发团队需要考虑的另一个关键点。设计扬程越高对泵的轴向力平衡要求也就越高。研发团队在调研中发现国内其他应用领域的循环热水泵扬程在30~50米，而280万吨/年重油催化裂化项目中的强制循环热水泵需要80米的扬程。如果将扬程提高到80米，就要解决好泵在零负荷到满负荷区间轴向力的平衡问题。

为攻克这一难题，研发团队利用水力模型和设计软件进行水力分析和设计，根据轴承力实测与理论计算的偏差，优化叶轮形状，最大限度地优化轴承的受力条件，从而提高机泵推力轴承和滑动轴承的寿命，提升机泵运行的可靠性。

2020年3月，荆门石化首次安装循环热水泵，这是该设备在国内首次进行国产化安装;5月11日，该设备获得了国家实用新型专利授权;6月，循环热水泵在荆门石化成功运行，各项技术指标均达到国际同类产品先进水平。据测算，强制循环热水泵机组研制成功后，每台套机组价格约310万元，较进口机组价格低290万元。整机交货期相对于进口机组可缩短4~6个月，避免了进口零部件采购供货周期长、价格昂贵等不利因素。

该项目总投资11.77亿元，装置于2018年1月开工建设， 2020年6月6日提升管进料，6月7日产品合格，6月8日高压蒸汽并网发电，再生烟气各项目环保排放数据达到超洁净指标，装置一次开车成功。该装置的建成投产在满足公司国Ⅴ汽油和车用柴油质量标准下，成功解决了200万吨/年渣油加氢装置投产后全厂二次加工能力不足问题，提高了重油资源利用率，实现了调整产品结构、增产汽油及减少污染物排放，提升了企业效益和环保质量，使装置成为了荆门石化蜡重油加工中心、汽柴油生产中心、动力中心、安全和绿色生产中心、效益中心。280万吨/年重油催化裂化装置的成功开工，标志着荆门石化二次加工能力达到800万吨/年。

2020年11月27日，项目通过中石化科技部鉴定，鉴定结论项目达到国际领先水平，并成功入选中国石化18项2020年度优质工程。

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湿绕组型屏蔽泵，是没有屏蔽套，介质与电机转子直接接触吗？

囍仔 发表于 2022-5-10 13:23
湿绕组型屏蔽泵，是没有屏蔽套，介质与电机转子直接接触吗？

好专业的问题，这个不知道呀

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