改造脱碳泵使之长周期运行的实践

对脱碳泵叶轮产生的轴向力、平衡盘产生的轴向力及止推轴承所能承受的轴向力进行核算,找出了脱碳泵出现故障的原因。通过改造叶轮等措施解决了脱碳泵存在的问题。改造后的脱碳泵运行稳定,保证了生产系统的稳定运行。     

柴油加氢9#泵减少叶轮的节能改造

0前言荆门石化柴油加氢9#泵,介质为乙醇胺,其作用是将脱硫剂乙醇胺送进塔3对氢气脱硫。原泵设计叶轮数为9级,出口压力为12.5MPa,而目前工艺要求该泵在流量不变的情况下,出口压力只需7.0MPa即可满足生产要求。经计算,每年约浪费20万元的电能。为了降低能耗,在降低该泵出口压力而流量不变的前提下,最好的方案是减少泵叶轮数目。泵叶轮级数降低后,泵出口压力降低,在转子上将出现两个变化:一是由于出入口压差变小,各级叶轮前后压差产生的轴向力之和也变小;二是出口压力降低后,平衡盘前后压差产生的平衡力也将变小。一般来说,叶轮级数减少后,平…     

井下螺旋轴流式多相混抽泵轴向力计算及平衡

准确地计算井下螺旋轴流式多相混抽泵的轴向力并合理有效地平衡轴向力是该泵推广使用的关键。为此,对混抽泵的轴向力进行了分析计算,提出了平衡轴向力的具体方法,并通过试验验证了平衡方法的可行性,总结出轴向力的变化规律。认为产生轴向力的主要原因是叶轮前后两侧的压差、流体动反力及叶轮自重。提出轴向力的平衡方法有浮动叶轮法、集中止推法、平衡孔法及平衡孔加浮动叶轮法。研究结果认为,轴向力随含气体积分数和流量的增大而减小,其计算值和试验值的误差约为5.17%。最后指出轴向力计算方法和平衡方法具有较高的可靠性。     

多相混输泵叶轮叶片强度有限元分析

提出了一种基于计算流体动力学(CFD)和ANSYS有限元分析软件对多相混输泵叶片进行强度分析的方法.在三维时均N-S方程的基础上,应用标准k-ε方程对多相泵内部三维湍流流动进行了数值模拟,计算叶轮内的稳态流体压力,得到叶片表面真实压力分布;将此压力分布加载至强度分析的叶片模型表面进行叶片的强度分析,这种方法能够真实反应叶片表面的受力状态,因而具有工程实用价值.     

离心式空气压缩机叶轮内湍流的数值模拟

应用粘性标准两方程湍流模型、三维雷诺时均N-S方程,采用非定常数值模拟方法,研究了带分流叶片离心式空气压缩机叶轮内部的流场分布情况。研究结果表明,压力面的静压大于相应位置吸力面的压力,最大静压位于压力面后缘;最大相对速度位于叶片入口,长叶片吸力面有回流现象,短叶片对遏止回流有明显作用;长叶片压力面前缘压力非定常波动最严重,后缘其次,叶片中部的压力波动最弱。该项研究成果可应用于叶轮结构的优化设计及指导叶轮的再制造。     

基于内流场数值模拟的高速磁力泵性能研究

为了进一步研究高速磁力泵的性能,采用Fluent软件对高速磁力泵内部三维湍流进行数值模拟,求出叶轮和蜗壳内部的速度场和压力场分布,计算出泵的扬程、叶轮内损失、蜗壳内损失、圆盘损失、泄漏损失及机组效率,并将计算结果与试验数值进行对比。结果表明,高速磁力泵内部流道中绝对速度、相对速度和总压的分布欠均匀,轴面漩涡较明显;Fluent软件模拟计算的泵扬程和机组效率与试验测量值接近,模拟值具有较高的精度。     

基于输油气场站高比转数离心泵设计优化研究

针对输油气场站高比转数离心泵的运行特性,基于N-S方程和标准k-ε模型,对比转数ns为177的离心泵进行定常数值模拟,得出压力场、速度场及湍流强度的等值线分布云图,分析了叶轮及蜗壳内部流场的分布规律,研究结果表明:叶轮及蜗壳内的流场呈非均匀分布;在泵出口靠近蜗壳的上侧产生明显的回流,可为高比转数离心泵性能的改进及优化提供科学的依据,达到优化设计、节能降耗目的。     

叶片圆盘泵压力脉动及叶轮径向力特性分析

开展叶片圆盘泵压力脉动相关研究对于了解其瞬态特性,提高其运行稳定性具有重要意义。应用Fluent软件对叶片圆盘泵内部流场进行了三维非定常数值模拟,在外特性试验验证的基础上,分析了设计工况下叶轮内压力、蜗壳内压力、扬程脉动情况以及叶轮径向力变化规律和影响因素。分析结果表明,泵内监测点压力脉动周期取决于叶轮叶片数目,且前、后盖板有叶区内监测点压力脉动规律基本相同,无叶区压力脉动幅值小于有叶区压力脉动幅值,隔舌附近压力脉动幅值最大,且蜗壳入口侧大于出口侧;扬程脉动周期与监测点压力脉动周期相同,当叶片转至隔舌时扬程为极小值,隔舌处于相邻2叶片中间位置时扬程为极大值。叶轮所受径向力变化周期与叶轮转动周期相同,径向力2垂直分量呈正弦规律变化。     

离心压缩机变工况轴向力的研究

以八级叶轮直排机型为参照原型,利用NREC Compal软件对离心压缩机转子叶轮部分进行建模和轴向力分析.首先得到基准工况的各级叶轮气动推力和经平衡盘平衡后的转子残余轴向力,然后在此基础上,通过改变整机压比、级间密封间隙等参数,得出转子残余轴向力的变化规律.相关分析结果可为离心压缩机轴向力平衡措施的设计和实际生产运行提...     

油田注水多级离心泵全三维湍流场的数值模拟

在国内首次实现了节段式多级离心泵任意一整级(包括叶轮导叶在内)的全三维流场的数值模拟。以油田常用的DF300—150A型注水泵作为研究对象,数值计算使用FLUENT软件及其RNGκε湍流模型和多重参考坐标系。模拟结果显示在叶轮出口与导叶入口衔接处,叶轮出流因受到导叶叶片头部的阻挡干扰,导致局部流体逆叶轮旋转方向运动。液流的静压值在正导叶出口附近达到泵级内最大值,进入反导叶后因沿程出现的水力损失静压值略有降低。计算结果得到了泵外特性实测值的验证,表明本数值模拟方法对节段式离心注水泵是可行的。     

加氢反应进料泵流量偏低与轴位移偏大关联性及原因分析

通过对渣油加氢装置反应进料泵轴位移偏大甚至超过推力轴承总间隙的问题进行检查、分析,认为与泵流量偏低是有关联的.其原因是,内部零部件的磨损造成内回流加大,既引起泵流量下降,又引起段间压力上升,破坏了轴向力的平衡,使得推力轴承承受了很大的轴向力,导致轴位移偏大.     

φ79 mm固液混输轴流泵叶片设计与分析

为加快"双梯度钻井系统关键技术研究及应用"国家重点研发计划项目的实施,研究设计了满足深海天然气水合物开采特殊工况的φ79 mm固液混输轴流泵,基于传统的升力与流线法两种主流的泵叶设计方法进行了多参数叶轮设计。选用Particle多相流模型进行水合物固液两相流数值模拟,对比分析了两种造型方法下的叶轮特性。通过研究不同半径处叶片表面静压以及叶片表面固相体积分布,预估了两种轴流泵在变流量下的性能。选择基于流线法设计的轴流泵为优选方案,进一步研究其在变颗粒直径和变体积分数工况下的固液两相流的流动特征。研究结果表明:基于流线法设计的轴流泵叶片扬程与效率更适合实际开采工况需求;随着颗粒直径和体积分数的逐渐增大,基于流线法设计的轴流泵叶片表面固相体积分数明显提升,导致扬程下降。研究结果对于固液混输轴流泵进一步的优化设计及现场应用具有一定的参考作用。     

Radial blade pump with an active hydrodynamic seal

We have studied the design of a pump with an active hydrodynamic seal (PAHS) which is the impeller system of a centrifugal pump, inverted in a system of spiral channels on the outer surface of the impeller. The PAHS ensures reliable sealing of clearance between the impeller and the front cover of the radial impeller pump to prevent major leaks and the incursion of abrasive particles.     

KDYW120—75×6中开多级保温式稠油输送泵研制

针对油田稠油管线外输的工况需要,开发了KDYW120—75×6中开多级保温式稠油输送泵。该型泵叶轮采用偶数设计方案,全部叶轮轴向成对称分布,背对背安装;压出室设计为两个互成180°倒置的布局形式;采用中开式结构,无平衡盘、导叶等元件;泵体设置有保温夹套,可通入热介质,使泵整体达到保温的效果。经过油田3年多的连续运行,证明新型稠油输送泵可以满足输送稠油(粘度μ≤1000mPa·s)的需要。     

颗粒对离心泵过流部件磨损的影响

基于Fluent商用软件,采用标准k-ε湍流模型和Mixture多相流模型、SIMPLE算法对固液两相流离心泵过流部件的三维固液两相流场进行数值计算,获得了不同颗粒直径、不同浓度下叶轮中截面和压水室中截面固相体积分数分布,计算分析了固体颗粒对离心泵叶轮和压水室磨损的影响。研究结果表明:颗粒直径对叶轮内固相浓度分布和运动规律影响较大,颗粒直径越大,颗粒易偏向于叶轮的工作面,导致叶轮工作面的切削磨损,且磨损主要发生在叶轮进口处和叶轮的出口段;颗粒体积浓度对颗粒的分布略有影响。压水室内的固相体积分数分布随颗粒直径和初始固相浓度的增大不断增大,在惯性力的作用下颗粒与液相在压水室发生分离,导致固相浓度的分布不均匀,对压水室壁面造成一定的磨损。     

油气混输泵叶轮叶片重叠度数值模拟

基于螺旋轴流式油气混输泵叶轮的基本参数,利用标准κ-ε模型和Mixture模型,在叶片重叠系数m〉1和m=1及不同体积含气率下,对单个压缩单元进行三维气液两相流场数值模拟。通过对叶片工作面、背面静压和速度矢量分析,探讨气液两相介质在叶轮内的流动规律,并绘制在2种重叠系数下效率和相对扬程与不同含气率关系曲线。结果表明：压缩单元叶片重叠系数m〉1时,其效率和对流体的增压能力均大于重叠系数m=1时。     

多相增压泵气液两相流计算分析及试验研究

借助CFD软件,采用标准k-ε模型对N-S方程进行封闭计算,分析多相增压泵输送清水的水力性能,并进行样机试验测试对比。采用Eulerian模型求解,并分析输送含气率为30%的气液两相流时,增压泵流道、过流部件的速度、压力、气体体积分数及密度等分布规律。计算分析及试验结果表明:针对增压泵内部复杂三维流动的水力性能进行预测的数值模拟分析可靠; 气体对增压泵性能影响不利。气液两相流数值计算模拟表明:增压泵进、出口及均化器内部流速分布均匀; 均化器上侧气体体积分数较下侧多; 增压泵底部气液混合密度较上部大; 均化器及叶轮过渡处压力最低; 增压泵首级叶轮叶片旋转中心的工作表面的气体体积分数最大,次级叶轮工作表面的气体体积分数降低; 增压泵各级导叶叶片工作表面的气体体积分数相对均匀,首级导叶叶片靠近进水边的工作面附近的气体体积分数较高,次级导叶叶片靠近叶片旋转中心的工作面区域气体体积分数较高。     

离心泵叶轮轴向旋涡流的PIV测量

采用先进的粒子图像测速(PIV)系统对普通叶轮改型设计后的有机玻璃叶轮内部流场进行无接触测量,获得轴向旋涡流绝对速度矢量图及原始数据。通过MATLAB语言进行数据处理并绘制出相对速度大小分布及矢量图,分析并归纳总结出轴向旋涡流相对速度大小、方向在不同半径处的分布规律以及在工作面、背面上的变化趋势。所得叶轮轴向旋涡流动规律完善了离心泵叶轮内部流场结构,研究结果为轴向旋涡流的数值计算提供了依据。