水平中开泵(BB3水平中开多级泵结构特点与设计要点)

Posted 2023-05-30

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水平中开泵(BB3水平中开多级泵结构特点与设计要点)

1. 结构特点

BB3型水平中开多级泵为单壳体、双蜗壳、轴向剖分、中心线支撑、叶轮背靠背对称布置的卧式多级离心泵，该型泵泵体、泵盖及部分静摩擦副采用轴向剖分结构，因此其安装、维护极其方便。同时此类型泵没有复杂的平衡机构，在输送含固体颗粒的介质时更加安全可靠。叶轮背靠背对称布置及双蜗壳结构设计使得其绝大部分轴向力和全部径向力自动平衡，因此其运行更加平稳，使用寿命长。出于对装置汽蚀（NPSH a）的考虑，洗涤塔给水泵首级叶轮一般采用双吸结构。该泵具体结构如图1所示。根据轴功率，可配置自润滑轴承及强

润轴承；采用P32 密封冲洗方案；首级叶轮双吸；叶轮背对背布置，轴向力自平衡；体/盖部件水平中开，方便拆卸，维修周期短；摩擦副不易咬合，表面硬化，可提高寿命。

图1 BB3型水平中开多级泵

1—轴承部件 2—密封部件 3—首级叶轮 4—转子部件 5—体/盖部件 6—摩擦副

2. 设计要点

（1）水力设计方面除了采用高效的水力模型外，洗涤塔给水泵对首级叶轮的汽蚀要求非常严格，一般首级叶轮采用双吸结构，有效提高抗汽蚀性能，如图2所示。

图2 首级叶轮双吸结构

（2）轴向力平衡方面正确的轴向力计算是保证一台泵正常运行的前提条件，BB3型水平中开多级泵的轴向力计算与一般多级离心泵有所不同，计算时将中间两级叶轮假设为一个整体，相互对称的叶轮轴向力互相平衡，如图3所示，叶轮背靠背布置，轴向力自动平衡。

图3 转子叶轮对称结构

（3）临界转速计算对于径长比（直径与转子支撑间距离之比）较小的泵来说，转子挠度较大，当摩擦副间隙一定时，挠度大的转子往往出现抱死现象，为保证泵的稳定运行，对转子部件进行横向分析，计算临界转速，对转子运行稳定性进行深入分析研究，避免转子一阶、二阶临界转速与工作转速重合，如图4所示。

a）转子1阶干态模态

b）1倍间隙转子湿态Campbell图

c）转子1阶干态模态云图

d）1倍间隙转子湿态Campbell云图

图4 转子临界转速分析

（4）摩擦副设计由于洗涤塔给水泵输送的介质中含有一定量的固体颗粒，在使用过程中，摩擦副的使用寿命直接影响装置运行周期，这就需要泵厂家提高摩擦副硬度（选材、堆焊、渗氮）。首先摩擦副的间隙需要满足API 610标准

要求，其次对于动静摩擦副采用高抗磨蚀的1Cr13MoS/30Cr13配套方案，对于泵过流部件材料等级较高的，也可采用堆焊司太立或渗氮的方式增加摩擦副的耐磨强度，从而提高摩擦副的使用寿命。

对于较长摩擦副（如中间衬套、节流衬套）一般采用无迷宫槽结构（见图5），大连深蓝泵业有限公司的无迷宫槽结构内部设有逆向螺旋槽（见图6），该结构更适合输送含固体颗粒的介质，同时能够有效的减少级间泄漏，提高泵效率。

图5 无迷宫槽结构

图6 逆向螺旋槽

（5）体口环分半设计泵体口环属薄壁件，其装夹及加工均有较大的风险使口环变形，尤其分半后，在加工过程中对零件的尺寸及形位公差控制极为困难。对于体口环一般采用整体结构（见图7），在进行转子动平衡时需采用特殊工

装固定体口环，从而避免转子在旋转时与体口环发生剐蹭。但是也有部分用户反馈整体结构更换备件繁琐，拆装不便，为此大连深蓝泵业有限公司组织各相关专业人员，通过材料选择、加工工艺的分析等手段，经过多次试验尝试及现场应用，最终具备体口环分半设计技术（见图8），可满足客户对体口环的多种需求。

图7 口环整体结构

图8 口环分半结构

以上节选自《通用机械》2020第5期

BB3型水平中开多级泵在煤气化装置中的应用

作者：大连深蓝泵业有限公司蒋立峰等