上海飞鲁泵业科技有限公司专业生产真空机组,罗茨水环真空机组,罗茨旋片真空机组
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干式减压蒸馏用罗茨真空机组

罗茨水环真空机组
一、概述

    干式减压蒸馏,是采用机械真空设备取代多级蒸汽喷射泵对原油进行减压蒸馏。此法可使原油拔出率提高约15%,并由于是干式蒸馏,消除了水污染源,减压塔塔底可直接出沥青,因而具备较高的经济效益与社会效益。

    从目前国产机械抽真空设备来看,由于存在一些结构上的问题,不能很好地满足干法减压蒸馏的工艺要求,急待进行性能的完善。所存在的主要问题如下;
(1) 被抽介质引起的腐蚀问题;
(2) 各种因素引起的振动、噪音问题;
(3) 压缩热的热平衡问题;
(4) 润滑及密封问题。

    一般而言,干法减压蒸馏多采用罗茨泵机组抽真空。为解决上述问题,设计了新型泵种——气冷式罗茨真空泵并组成真空机组。从而获得了良好的性能。

二、300万吨/年规模的减压蒸馏用机械抽真空流程图、各泵负载爱能耗分析

    300万吨/年规模的减压蒸馏用机械抽真空流程如图1所示。其气量及原始数据是按照南京某石化公司减压蒸馏装置情况计算的,如表1所示。

    为保证减压塔工作的连续性,我们选用三套由ZJ5000型普通罗茨泵,LQ14800及LQ400型气冷式罗茨泵各一台组成的机械抽真空机组,三套机组同时运行,即使因故停开其中的二套机组,机械抽真空仍将继续工作,只是减压塔真空度将降低,继续工作的该套机组各泵负载将有所增加。具体负载及能耗分析见表2。其中入口压力、压差、耗用功率均有三个数据,即按三套运行、两套运行及单套运行分别进行计算的。应注意,机组中LQ400泵可改用同抽速的双级液环真空泵代替。
减压塔机械抽真空工艺流程图
气体负载计算表

三、气冷式罗茨真空泵的结构设计—干式减压蒸馏机械抽真空问囊的解决

3.1,防腐蚀结构

    鉴于干式减压蒸馏中,机械抽真空机组长期使用在腐蚀性介质气氛中,因而泵采取了特殊结构以便满足其要求。如图2所示,泵在工作腔及齿轮轴承腔之间采用机械密封保证两腔的严格分离。由于采取了此结构,因而对泵工作腔零件即转子、泵体、侧盖进行防腐蚀处理或采用防腐蚀材料,即可满足减压蒸馏的要求。需要注意,机械密封也应采用防腐蚀材料。

    为保证长期可靠工作,取消軎金属伸缩节,对各管路均进行防腐蚀涂敷处理以提高耐腐蚀性。

    泵所携带的冷却器,设计成浮头可拆式,以便进行清洗及去垢。内部采用列管式,并选用台适管材,壳体则采用防腐蚀涂敷处理。
并联三套真空机组各泵负载及能量耗分析

3.2,振动及噪音的降低

    降低机组的振动首先必须降低泵本身的振动。为此必须提高罗茨泵制造加工精度以及安装精度,在设计中,考虐到上述问题,对泵采取了下列措施;

    转子一律进行动平衡试验,并按照国际标准采用G2.5级精度要求:采用滚子轴承代替滚珠轴承,并选用中载宽系列轴承以提高其寿命;采用6级精度的同步齿轮以保证传动的平稳性,消除由齿轮而产生的振动;

    另外,机组应直接安装于地面,以免由于机架构件原因引起振动。
真空机组机械密封结构图
    上述措施对于降低噪声同样是有效的。齿轮精度、轴承、转子的动平衡等因素,均对噪声有直接的影响,机组直接安装于地面有利于消除金属构件对噪声的传播及放大。由于采用机械密封使泵工作腔及齿轮轴承腔严格分离,因而齿轮及轴承的磨损引起的噪声均将大大降低。需要注意的是,采用气冷式罗茨泵作为排气侧最后一级泵时,气体动力噪声可采用消声箱来消音。

3.3,压缩热热平衡问题

    为改善热平衡问题,采用了新型气冷式罗茨泵,由于采用了特殊结构,压缩热得以顺利导出,从而保证了泵不会过热卡车。其工作原理见图3。
真空机组工作原理图
(1)当转子处于吸气位相时,转子头打开吸气口吸气。
(2)当转子处于返冷气位相时(此位相普通罗茨泵不具备),转子头打开返冷气口吸入冷气。
(3)当转子处于排气位相时,泵内已充满冷气,故此时排气产生的压缩热为冷气所吸收。冷气平衡效果十分显著,保证了泵温升不会太高(为有限值)。
上述各过程连续进行即形成了抽气作用。

3.4,润滑与密封问盟。

    如上文所述,由于采用机械密封对泵工作腔与齿轮轴承腔进行隔离,润滑油不再存在被稀释及污染的问盟,并且由于隔离后泵齿轮轴承腔一直处于大气状态,因而完全可以采用粘度较高的润滑油。油不再需要不断加注与更换,即使加洼也可在工作中进行。

    机械密封的采用消除了螺旋粘滞密封可能带来的螺旋套积垢与腐蚀后与外孔产生摩擦。且密封质量较易保证。在橡胶袖封处(外伸轴)附加一轴套,该轴套经淬火并磨光,可保证较长的使用寿命且易于更换。

四、典型泵及机组性能

图4所示为8种规格气冷式罗茨泵抽速曲线。均为单泵使用下的情况,泵出口直接通大气。
气冷式罗茨泵性能曲线

图5所示为几种型式的气冷式罗茨泵机组,可以看出在有效抽速范围内,气冷式罗茨泵机组具有十分平稳的工作性能。
典型气冷式罗茨泵机组性能

五、结束语

    采用气冷式罗茨真空泵及其机组同时采取上文所述各有效措施后,干法减压蒸馏技术中存在的真空设备问题已基本得到解决。从目前国际上技术发展来看,美国石油炼制行业也采用了气冷式罗茨真空机组,干法减压蒸馏设备作为一项新技术必将在我国得到发展。


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