探析离心泵辅助吹扫流程

摘 要离心泵已经处在一个技术比较全面的阶段，在实际生产当中不可避免会遇到吹扫需要，由于人们一向认为吹扫介质不能通过离心泵，但是有些附属设备大可不必增设，笔者从离心泵结构出发，结合生产实践和力学知识得出一套离心泵辅助吹扫流程。流程从减少工人劳动强度和节约资金来看，具有一定实际应用价值。

关键词离心泵吹扫；辅助流程；过滤器

中图分类号TB文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)032-0200-01

化工装置经过检修之后，现场制造设备和管线内不可避免地会存在一些焊渣、铁钉等固体杂物，为了除去这些杂物，须对设备和管道进行清扫。清扫可分为吹扫、水洗及油洗等步骤，吹扫的目的是除去较大的固体杂物，水洗可除去小的固体颗粒和粘附在设备和管道内壁上的污物，油洗则主要是为了除去设备和管道的水分，以免影响产品质量。

吹扫是关键的一步。要进行吹扫必须设计一个合理的吹扫流程。通常，装置吹扫流程与正常生产流程有所不同，介质通过管路的流向也可能不同，因此需要额外增加一些正常生产时用不到的管线、管件和阀门。造成这一现象的原因主要是：人们一向认为吹扫不宜通过机泵造成的。

1理论分析

1）目前装置吹扫流程的缺点。化工装置吹扫流程设计的原则是将杂物吹到一处或几处集中处理。通常先将管道一根根吹扫干净，然后再吹扫设备，这样可保证设备内的杂物尽可能少。对于机泵类通用设备，有专门的制造厂家，出厂前已通过严格的水压试验和清洗，设备内部是绝对清洁的。如果吹扫介质通过机泵，无疑会将一些杂质残留在这些设备内。因此，有人提出吹扫介质不可通过机泵，甚至不能通过离心泵，对于小间隙的机泵类设备（如齿轮泵、螺杆泵、比例泵、往复泵等），这个规定是正确的，对于离心泵则有些不妥。

第一，这样必须将离心泵与连接管线彻底隔断。如果不采取一些特殊措施，在拆卸、安装离心泵管嘴与管路连接法兰的过程中会对泵体施加一定的荷载，荷载过大时会破坏泵的安装平衡，必须重新找正，否则运转起来会发生严重的振动。严重时会使回转轴定位偏移，轴承烧毁。第二，增加了吹扫介质的送入和排放点，而且位置不好确定，从而增加了操作工人的工作量。

2）温度不高的吹扫介质可以通过离心泵。吹扫介质有氮气、工业风、主蒸汽等，氮气和工业风温度较低，通常为常温，是可以通过离心泵的。离心泵是靠叶轮在固定的泵壳中高速旋转而工作的，大颗粒杂物进入其中，有可能卡在叶轮与泵壳的狭窄处，造成叶轮与泵壳磨损，同时，由于颗粒大，对旋转的叶轮造成的冲击力也较大，这样会损坏叶轮或者壳泵。如果固体颗粒卡在叶轮入口外圈与密封环之间，会造成密封环磨损，导致严重漏液，使得离心泵效率急剧下降（密封环和叶轮吸入口外圆间隙一般为0.1～0.5 mm）。所以必须将大颗粒固体杂物除去，通常做法是在装置检修完毕，开工之前，在离心泵入口装一个临时过滤器根据叶轮与泵壳最小间隙定出过滤网孔径大小，吹扫及水洗完毕，可将临时过滤器拆掉，以免影响离心泵的抽吸性能。为了拆卸方便，临时过滤器前后要有一段可拆卸的短管如图1。

增设了临时过滤器，大颗粒固体可被完全除去，小直径固体杂物（＜0.1mm），即使经过水洗仍有可能存留在泵体内，由于它們小于叶轮与泵壳间隙，因此不会对叶轮造成危害。离心泵的轴封装置（不论是填料密封还是机械密封）通常都设有比被输送介质操作压力高0.05～0.15MPa的冲洗水或冲洗油，这样，既可以防止被输送介质泄漏，又能防止小颗粒进入轴封，从而延长轴封寿命。

增设冲洗液、临时过滤器及可拆卸短节，能够保证氮气和工业风等通过离心泵而不影响其正常工作。离心泵适宜于输送悬浮液也说明了固体小颗粒不会影响离心泵的正常工作，因此化工装置进行吹扫时，温度不高的介质通过离心泵是完全可行的。

3）温度较高的吹扫介质可以通过耐高温离心泵。离心泵制造厂家考虑到经济效益，针对泵体不同部位会采用不同的材质，过流部件是关键部位，所用材质较好，底座、托架等部位材质相对较劣。对于过流部件，叶轮、泵轴、泵壳等零部件所使用的材质也往往不同，因而它们的热膨胀系数也不同。当过流部件所处温度较高时，便会发生变形不匀，产生偏心、歪斜和卡死等现象。甚至，由于变形不匀，产生热应力过大，如果超过某个零件的屈服极限，便会发生塑性变形，即使冷却到室温，也会遗留一部分不能消失的变形，从而造成零部件相互卡住，使离心泵不能正常工作。化工厂所用吹扫蒸汽温度较高，一般在 180 ℃左右，对于这种情况，我们认为，蒸汽是不宜通过普通泵体的。

图1离心泵的一般安装

但是对于一些耐高温的离心泵，如热油泵，适宜操作温度高于200℃，泵的过流部件均采用耐高温材料，转子和泵壳采用热膨胀系数相近的材料，以上问题便不会发生。对于这类泵，吹扫蒸汽可以通过泵体。不过为了延长泵的使用寿命，我们认为，应参照热油泵的操作要求，所用流程可参考图2，并且需注意缓慢通入蒸汽，根据泵的形式和材质的不同，应采用不同的升温速度，一般控制在 2～5 ℃/min。

图2热油泵的吹扫流程

2总结

吹扫介质温度较低时，只要离心泵入口有孔径合适的临时过滤器及可拆卸的短节，吹扫介质是可以通过泵体的。当吹扫介质温度较高（高于 180 ℃）时，对于耐高温离心泵，吹扫介质可以通过泵体；对于普通类型的离心泵，则不能通过泵体，此时可在泵出入口切断后增设跨线和阀门，吹扫时可使蒸汽通过跨线而贯通流程（如图 2），正常生产时则需要关闭旁路阀，让工艺物料通过离心泵体。

参考文献

[1]田静.油雾润滑技术在国内化工离心泵上的应用[D].2009.

[2]黄列群,武鹏,薛存球等.离心式化工流程泵设计技术进展综述[J].机电工程,2009,26:6.

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