李嘉（宁夏英力特化工股份有限公司，宁夏 惠农 753202）

固片碱装置熔盐泵出口管路设计探讨

李嘉
（宁夏英力特化工股份有限公司，宁夏 惠农 753202）

介绍了熔盐泵的结构及性能。 结合工程案例给出了泵的出口管道改造方案，探讨了管路设计对泵使用的影响及注意事项，对今后类似高温熔盐泵和出口管路设计思路提供了参考。

熔盐泵；管路；设计

宁夏英力特化工股份有限公 司 9 万t/a 固片碱装置熔盐泵采用桂林市广汇泵业有限责任公司 （原桂林水泵厂）200FYGD-40×2A 高温熔盐泵（熔盐循环泵），属立式液下泵，主要用于片碱中的高温导热介质（硝酸盐）的输送，泵材质采用耐高温合金钢，并经特殊耐热处理，保证材质在高温下工作的稳定性。由于传动设备的运行特性，离心力使输送液体的压力升高，从而在管道系统中形成一种平稳而无脉动的流动。泵的进、出口管路要精心设计，便于操作、检修的同时，也要保证泵的进、出口管库处于无应力或低应力状态，以保证泵的平稳运行。泵的出口管道虽然不像入口管那样影响泵的性能，但是管系的压降和热应力仍须认真考虑，泵性能参数见表 1。

表1 泵性能参数表

1 生产使用过程中存在问题及原因分析

1.1 生产使用过程中存在问题

功率为 160 kW 的熔盐泵油位正常、 冷却水畅通、被输送的熔盐液位正常，但是运行电流在 255~ 294 A 之间波动，传动轴承部位发热，运行过程中频繁跳停。检查发现更换下的熔盐泵上部导轴承磨损，泵轴变形且失去同心度，呈现出偏磨损状态。

主要原因是在正常运行过程中流体给工艺管线施加了压力同时也产生了反作用力，泵机出口管线在高温、高压的状态下没有膨胀量。当管道内充满高温熔盐介质后，管道应力不能得到良好的释放，最终应力聚集到熔盐泵蜗壳最薄弱处，使熔盐泵底部出现轻度位移，熔盐泵轴不能处于垂直状态，在高速运转状态下，上部导轴承处出现偏心运转，随着时间的延长，磨损间距增加，泵轴摆动幅度加大，熔盐泵电流波动频繁。

1.2 设计思路

1.2.1 泵管道设计的一般要求

（1）充分理解 PID 所示泵的管道流程，在满足工艺要求的前提下，尚需考虑泵正常运行及检维修的要求。

（2）泵是回转机械，属精密机械，一旦受到外力作用会发生变形、振动和噪声，是轴承烧毁和损坏的主要原因。应充分考虑热膨胀对泵出入管道的要求，以减少管道作用在泵管嘴处的应力和力矩。

泵制造厂规定了泵管嘴允许受力的数值，这是设计泵管道时的依据。 当缺少制造厂的数据时，泵进出口管道对泵管嘴允许受力值应符合 API610 的要求。

（3）在充分满足管道柔性的前提下，设计时应使出入管道最短。

了解麻醉和手术方式、术中情况、切口情况,持续低流量吸氧,心电监护,观察生命体征,保持呼吸道通畅[3]。

（4）要考虑泵检修所需空间，使泵的管道、阀门手轮不影响其维修和检查。

（5）吸入和排除管路的直径不应小于泵的入口和出口直径。

（6）当管道从下向上进泵时，应采用顶平安装；但输送含有固体介质或浆液时，水平管段上偏心异径管应底平安装。

（7）泵出口管道上的异径管应靠近泵的出口。

1.2.2 熔盐泵安装、操作和维护注意事项

（1）为方便大修时向上吊起泵组，泵组上方应留有足够的空间。

（2）应装电流表以检测泵运转情况。

（3）泵使用过程中如电流过大，造成电机超负载，可以采取更换大一档电机，或关小闸阀减少流量来降低功率，或通过车小叶轮直径来处理。

（4）泵运转过程中如果电流突然增大，则可能泵有卡擦现象，要停机检查；如果电流突然变小，则可能泵抽空，要立即停机。

1.2.3 确定流体的流动状态

（1）流动状态可用流体的雷诺数 Re 表示，雷诺数可用下式计算。

式中：Re—雷诺数；u—流速，m/s；μa—流体动力粘度，mPa·s[与 厘 泊 （CP 同 值 ）]；d′i— 管 内 径 ，mm；ρ—流体密度，kg/m3。

1.2.4 管道压力降

流体在管道中流动时的压力降可分为直管压力降和局部障碍所产生的压力降。局部障碍系指管道中的关键阀门、流量计等。

式 中 ：ΔPp—管 道 压 力 降 ，kPa；ΔPf—直 管 压 力 降 ，kPa；ΔPt—局部压力降，kPa。

（1）直管压力降可按下式计算。

式 中：L—直 管 长度 ，m；d′i—直 管 内径 ，mm；λ—摩 擦系数。

（2）局部阻力可按局部阻力系数法（按下式）计算。

式中：k—每个管件、 阀门等的阻力系数。 标准弯头90°，k=0.75。

2 处理方法（见图 1）

图1 出口管道改造对比图

3 效果评价

通过对出口管道的改造，充分考虑了热膨胀对泵出入管道的要求，理论上明显降低了管道直管长度和管道压力降，减少了管道作用在泵管嘴出的应力和力矩。每年大修期间车间将熔盐泵吊出后进行整体检查和维护，泵轴上没有出现任何擦痕，彻底消除了熔盐泵因电流不稳定频繁跳停的缺陷，实现了熔盐泵长周期稳定运行。

4 结语

高温熔盐泵输送介质为高温熔盐，这种状态的介质对泵、管道的影响较为复杂，在对高温熔盐泵及出口管道的设计时要充分管系的压降和热应力的影响，运行工况下熔盐对管道的影响和管道热应力对泵的影响还需进一步的理论研究。

Solid design of pump outlet pipe device of molten salt of caustic soda

LI Jia
（Ningxia Younglight Chemical Co.,Ltd.,Huinong 753202，China）

The structure and properties of the molten salt pump are introduced.In combination with the engineering case，the transformation scheme of 1 types of pump is presented，and the influence of pump outlet pipeline design on the use of pump and the matters needing attention are discussed.To provide reference for the design of similar high temperature molten salt pump and outlet pipeline in the future.

molten salt pump； pipeline； design

TQ055.8+1

：B

：1009－1785(2017)02-0011-02

2016-11-15