LNG泵的設(shè)計
通過分析LNG介質(zhì)的易燃易爆、低溫、低黏度、易氣化、非導電性、低密度等特性,設(shè)計時分別采取了適當?shù)膽?yīng)對措施。而為了提高LNG泵的運行性能,延長其使用壽命,設(shè)計時還重點提高效率、避免駝峰性能曲線、減小壓力脈動并采取了適當措施。
針對易燃易爆,潛液泵與電機采用同軸無軸封、潛液式設(shè)計,置于密閉泵池內(nèi)使用,既可以確保無泄漏運行,易于維護、安全性好;也避免了介質(zhì)損失;同時便于泵快速啟動。配套采用雙隔爆接線盒串聯(lián)的接線結(jié)構(gòu),第一級接線盒加裝呼吸器,更加安全可靠。裝車泵與電機也采用同軸無軸封設(shè)計,泵體、端蓋、電機殼通過靜密封形成密閉的整體,確保無泄漏運行,易于維護。同樣配套采用雙隔爆接線盒串聯(lián)的接線結(jié)構(gòu)。
針對低溫,潛液泵和裝車泵的設(shè)計溫度均為-196℃,零部件均選用具有良好低溫性能的材料(奧氏體不銹鋼、銅合金等);采用適當工藝,避免零件在設(shè)計溫度下發(fā)生影響裝配精度和運行要求的變形;過流部件材料與國外先進產(chǎn)品一致,鑄件采用精密鑄造,表面質(zhì)量與國外先進產(chǎn)品相當;泵的旋轉(zhuǎn)零件和靜止零件之間,根據(jù)工作條件和材料的性質(zhì)保留了足夠的運轉(zhuǎn)間隙;選擇的材料組合能使磨損和卡住的危險減至最小。
針對低黏度,潛液泵和裝車泵的球軸承選用進口優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品(其中潛液泵軸承與國外先進產(chǎn)品所用軸承為同一廠家、同一規(guī)格),采用陶瓷球、干膜潤滑保持架,具有良好的自潤滑性、強度和耐磨性。為使球軸承上作用的載荷降至最小,潛液泵采用組合式軸向力自平衡結(jié)構(gòu)、裝車泵采用自平衡葉輪,以完全平衡泵的軸向力。
針對易氣化,在葉輪水力模型設(shè)計時,兼顧效率和汽蝕性能;在首級葉輪前設(shè)置誘導輪,由于誘導輪汽蝕性能好,又能產(chǎn)生揚程增加葉輪進口壓力,因此泵具有良好的汽蝕性能。
針對非導電性,通過合理選擇以線間絕緣為主要目的的絕緣材料,使其能夠耐受低溫與常溫間的溫度循環(huán);采用“真空—壓力”浸漆工藝,提高了電機的可靠性。
針對低密度,為滿足不同的使用壓力要求,潛液泵采用系列化研制,分別設(shè)計了葉輪級數(shù)為2級和4級的泵,最高揚程約500m,輸送LNG時的最大壓差約為2.0MPa。潛液泵和裝車泵均采用變頻調(diào)速的高速電機,最高轉(zhuǎn)速為6000r/min;適于多工況使用,在泵工作范圍內(nèi)可精確滿足任何使用要求。
LNG裝置中的應(yīng)用
直接替代進口泵,助用戶減少采購成本,目前已有40多臺LYQD型潛液泵在國內(nèi)LNG加氣站實際應(yīng)用。通過實際運行比較,LYQD型泵操作簡單、運行平穩(wěn),可完全達到國外先進產(chǎn)品的使用效果。
以山東日照聯(lián)誼氣體LNG汽車加氣站為例,該加氣站為四機雙泵撬,分別配一臺LYQD型泵和一臺國外進口TC-34型泵。從一年多的連續(xù)使用情況來看,LYQD型泵完全滿足使用要求;在同樣運行轉(zhuǎn)速和加氣壓下,LYQD型泵各項運行指標與進口泵相當,運行噪聲僅為68~70dB(A),運行流量平均比進口泵大5%左右。