大型单级双支撑离心泵转子稳定性计算与分析.pdf
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1、大型单级双支撑离心泵转子稳定性计算与分析林疆哈,陈永良,杨春野(嘉利特茬原泵业有限公司,浙江温州32 52 0 4)摘要:以大型单级双支撑离心泵为研究对象,通过对比计算得到的临界转速理论值与利用DyRoBes转子动力学分析软件得到的临界转速模拟值,验证模拟计算方法的可行性。同时具体介绍了泵转子在湿态时的受力情况及其计算,以提高湿态临界转速结果的精确性。关键词:离心泵;DyRoBes;转子动力学;临界转速中图分类号:TH3110引言近年来,随着国内石油化工行业的不断发展壮大,装置一体化、大型化的趋势日渐明显。这使得相关装置中的单级双支撑离心泵(APIType:BB2,以下简称 BB2型泵)需满足
2、无先例的大流量、高扬程技术要求。为此,可以通过不同的设计方法来改善泵的水力性能,但由于离心泵的结构特点随着流量扬程的增加,离心泵的整体结构及转子部件在体积上会趋于大型化,因此在装置运行过程中,对转子稳定性方面有更高的要求。在此类大型BB2型泵设计过程中,相对水力性能参数,保证转子的运转稳定是更为关键的技术难点。对比大型BB2型泵开发时的临界转速计算方法及利用DyRoBes 的模拟分析方法,为后续类似泵的设计开发提供参考依据,泵的设计参数为:流量19 0 0 m/h;扬程30 0 m;转速148 0 r/min。1.3.4过程调整优化,分析处理过程技术问题(1)根据项目实际进度,优化调整大检修网
3、络进度。(2)专业技术组对检修过程遇到的问题及时跟进分析处理。1.4总结闭合阶段1.4.1总结经验教训(1)分装置、专业和关键项目总结,汇总分析遗留问题,制定运行中处理对策。(2)对大修后装置设备运行情况进行分析,总结评估大修质量状况。(3)质量、安全、工期、费用分析评审。1.4.2文件资料归档设备拆开图片、影像资料、技术数据、检修前后工艺参数、设备参数对比等评估文件资料,应整理归集(图5)。2结束语化工装置大检修全过程管控策略既体现了管理者对化工装置的整体认知,也是检验管理者对化工装置运行状态细节的把控程序。随着化工装置五年两修、三年一修制度的实现与推行,装置大检修的重要性逐渐凸显,研究进一
4、步规范装置大检修全过程管控策略就显得尤为重要。文献标识码:BDOl:10.16621/ki.issn1001-0599.2023.10.061转子干态临界转速按照API61012th,Paragraph6.9.1.3的要求,BB2型泵的转子干态临界转速至少是泵最大连续运行转速的2 0%以上,即转子应为刚性转子。1.1计算步骤此次计算的泵转子形状及尺寸如图1所示,转子尺寸见表1,其中D段外径和C段相同,E段为锥度轴。ANSI/HI 1.32013,Paragraph 1.3.5.4.6 Note1中说明,由于轴套类的小件对转子的挠度(即临界转速)影响很小,转子部件可简化为叶轮与轴的组合。可以在分
5、别求出叶轮自重引起的轴挠度与轴自重引起的挠度后对结果求和计算。叶轮自重引起的轴挠度可以按照图2 所示的带圆盘但不计轴自重的模型进行计算。a)止推瓦主瓦瓦块表面有轻微划痕c)高压缸体导淋加双阀1李葆文.与工厂经理谈谈设备管理创新认知(第2 版)M.北京:机械工业出版社,2 0 2 0.2蔡隆展.基于设备完整性的检修全过程管理 Z.b)低压侧缸体导淋限流孔板表面有杂物d)控制油管线波纹管着色检查图5资料整理示例参考文献【编辑吴建卿】设计研究设备管理与维修2 0 2 3No10(上)13泵驱动端EED轴承支撑其计算公式为:ncI-9461u2(1-u2)LW,(1)式中nc一叶轮自重引起的轴挠度E一
6、一轴材料的弹性模量,取200 x103MPa-轴截面的惯性矩,mm4叶轮自重,取2 40.8 kgW其中:Zdl64L代人数据,计算可得:I=23647139.5mm,ncl=3822.8 r/min。同样的,轴自重引起的度可以按照图3所示的均匀质量轴的模型进行计算。其计算公式为:EInc.S=946入i1WoL3式中ncS-E轴材料的弹性模量,取2 0 0 x103MPa-轴截面的惯性矩,mm4W1uLL图2叶轮临界转速计算模型泵非驱动端CB图1转子结构表1转子尺寸mm3EI尺寸数值尺寸数值A134QA160B584QB150C185D207D,960E193QE132.8F36QF100L
7、1806L2242(2)(3)轴自重引起的挠度W。轴自重,取30 8.54kgA1/2LL145Critical Speed Mode Shape,Mode No.=1Spin/Whirl Ratio=1,Stiffness:KxxCritical Speed=3157 r/minD=52.62 Hz342GH轴承支撑最后依据邓柯莱(Dunkerley)公式计算得出转子临界转速nc的理论值。1=11ncnclncs代人数据计算可得:nC理论=30 6 7.6 r/min。1.2DyRoBes分析验算通过DyRoBes软件对转子临界转速进行模拟分析,并与理论值进行对比,分析模型如图4所示。将分析
8、模型导人DyRobes中模拟分析后得到结果,干态临界转速分析结果如图5所示,其临界转速模拟值为:nc模拟=3157 r/min。通过对比,可以得出通过理论计算方法得到的临界转速理论值与DyRoBes分析得到的模拟结果相差2.8%,且均超过运转转速23图4转子临界转速分析模型入一系数,其值与u有关通过表2 可查得,此次=1806=0.805,故入;=224214.44。表2系数入,入0.58.7160.559.9830.611.50.6513.130.714.570.7515.06代人数据,计算可得:ncS=5140.7r/min。(4)5T66入0.814.440.8513.340.912.1
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