旋壳泵0705

旋壳泵的理论及高效率的原因 （二）
❖ 水力损失 泵水力损失发生在整个泵从进口到出口过流部件的水力损失， 它由沿程损失、边界层分离、弯道中的流动和二次流等组成。 旋壳泵的主要损失产生于集液管中的水力损失。
❖ 综上所述，旋壳泵高的速度头与压力头的转换、低的摩擦损 失，是旋壳泵在中等速度下产生高扬程并具有高效率的原 因。。
一种全新概念、全新结构、高压力、高效节能、 高可靠性的泵产品
旋 壳泵
江苏海狮泵业制造有限公司
化工、石油化工企业对泵的要求
一、基本要求 ❖ 必须满足流量、扬程、压力、温度、汽蚀余量等工艺参数的
要求； ❖ 必须满足介质特性的要求； ❖ 必须满足现场的安装要求。 二、使用要求 ❖ 高可靠性：运行安全、连续运行时间长； ❖ 高效率，运行成本低； ❖ 结构简单，易损件少，维修方便； ❖ 性能调节方便，适应于工艺调整的需要。
2900~4850
2900~4850
2900~4850
2900~4850
2900~4850
2900~4850
2900~4850
2900~6800
2900~6400
2900~6200
2900~5700
2900~5600

汽蚀余量 NPSHr m
0.8~1.2 0.8~1.2 1.3~1.8 1.3~1.8 1.4~3.6 1.6~4.0 1.6~4.3 1.1~2 1.4~3.8 1.6~5
旋壳泵、高速泵、多级泵的效率比较
性能范围
旋壳泵
Q:4m3/h H:120~500m时 Q:6m3/h H:120~500m时 Q:10m3/h H:120~500m时
40% 42~48% 50~55%
Q:16m3/h H:120~500m时 Q:6m3/h H:400~1400m时 Q:10m3/h H:400~1400m时 Q:16m3/h H:400~1400m时 Q:25~40m3/h H≥160m时 Q:40-110m3/h H≥400m时
❖ 多级泵在更换转子部件后，由于 很多用户不具备做动平衡的条件， 泵易产生振动。
更低的运行成本
❖ 在小流量情况下、旋壳泵具有比高速泵、多级泵高 得多的效率，节电明显。
❖ 旋壳泵轴承、密封寿命长，连续运行周期长。 ❖ 旋壳泵易损件少，维护费用低。
旋壳泵、高速泵、多级泵易损件比较
备件名称
易损件 维修
55% 37~40% 46~50% 48~50% ≥52% ≥55%
高速泵
17~24% 24~30% 35~40% 43~47% 20~24% 28~33% 36~41% ≥52% ≥55%
多级泵
31~33% 36~45% 40~50% 55%
更高的可靠性
❖ 具有比高速泵更低的转速 ❖ 密封更为可靠 ❖ 更长的轴承寿命 ❖ 更平稳的运转性能 ❖ 更长的整机寿命
2台 5台（其中一 台皮带传动）
1台 1台 2台 1台
旋壳泵使用业绩
金陵石化公司
成都宇源化工 有限公司 新疆维美化工 有限公司
新疆独山子石 化
四川美青氰胺 有限责任公司
42℃氨水
34 ℃甲醇
20~97 NMP溶液
HXK300-S2 HXK400-S2 HXK300-S2
量转换，将转子内液体的势能、 动能转换压力能。 ❖ 液体通过出液管流入工艺管线。
旋壳泵的理论及高效率的原因
❖ 从 Ht关=(0死.6点~0扬.7程) u的22回/g收。来看，旋壳泵的Ht=(0.97~0.98)u22/g，而离心泵、高速泵的 ❖ 我们通过泵在运行工程中的损失来说明为什么旋壳泵的效率高于高速泵。 ❖ 离心泵的损失由以下几部分组成
2~6 2~9
中石化重大装备国产化办公室于2006年12月9日组织 对高压、高效节能旋壳泵进行了鉴定
鉴定证书
鉴定意见
鉴定委员会名单
旋壳泵使用范围
❖ 造纸、纸浆 ❖ 食品 ❖ 化工、石油化工 ❖ 石油精炼 ❖ 矿山 ❖ 汽车 ❖ 钢铁 ❖ 能源 ❖ 海水淡化 ❖ 水注射 ❖ 电力
旋壳泵使用业绩
旋壳泵 机械密封 O型圈
少 简单
高速泵 机械密封 垫片 叶轮 齿轮 轴套 O型圈 多 复杂
多级泵 机械密封 垫片 叶轮 轴套 平衡盘 密封环 多 很复杂
旋壳泵、高速泵、多级泵的通用性比较
结构
流量变化 扬程变化
旋壳泵
高速泵
多级泵
3个轴承架、12个 集液管可覆盖 0.8~110m3/h、 80~1900m的性能 范围
旋壳泵型谱
旋壳泵性能参数表
泵型号
HXK200-S1 HXK200-S2 HXK300-S0 HXK300-S1 HXK300-S2 HXk300-S3 HXK300-D1 HXK400-S1 HXK400-S2 HXK400-S3 HXK400-S4 HXK400-D1
流量 Q M3/h 0.5~4 1~8 1~5 1~8 2~17 2~22 3~38 3~15 4~28 10~45 10~64
旋壳泵概述
❖ 全新的设计理念 ❖ 全新的结构特点 ❖ 更高的效率 ❖ 更高的可靠性 ❖ 更低的运行成本 ❖ 更方便的维护
全新的设计理念
❖ 离心泵的工作原理是，液体经过叶轮时动量矩增大，再通过 涡壳或导叶将部分动能转换成压力能。
❖ 旋壳泵是液体经过转子外盖（叶轮）获得势能和速度能，再 经过集液管转换成压力能。旋壳泵和离心泵的主要区别在：
比高速泵的转速更低
性能范围
H=140~400m H=300~800m H=800~1600
旋壳泵
2950~4858 2950~4858 4858~6400
高速泵
5800~10900 9100~16900 14300~22700
密封更为可靠
❖ 密封的寿命在同等的冷却润滑条件下， 主要取决于摩擦副的PV值（P：机封 承受的压力、V：摩擦副的线速度。）
旋壳泵的增速方式
❖ 皮带轮增速：功率小于55kW时考虑 ❖ 变频器及普通电机：转速小于3500 r/min ❖ 变频器及高频电机：转速大于3300r/min ❖ 增速箱：功率大于55kW
旋壳泵在低汽蚀余量情况下的应用
受泵进口段结构尺寸限制， 流量＞50 m3/h以后，NPSHr达 到7 m以上，＞100 m3/h以后， NPSHr达到10~30 m。
❖ 两套机械密封，高压端平衡盘、平衡 套磨损后，机械密封承受压力高；
❖ 双支撑结构，轴承位于泵的两端，一 旦叶轮腐蚀、磨损或平衡盘、平衡套 磨损，轴承受力大；
❖ 流量小时效率较低； ❖ 易损件多，备件量大，费用高； ❖ 维修麻烦、维修时间长； ❖ 流量扬程变化大时，需更换新泵。
高速泵
❖ 承受高压部位面积大； ❖ 结构复杂； ❖ 效率低； ❖ 密封寿命短； ❖ 轴承寿命短； ❖ 轴承的润滑、冷却系统复杂； ❖ 易损件多，维修费用高； ❖ 维修困难； ❖ 工艺上偏大流量运行时，运行不
在皮托管泵的进口串联一台流 量相同的离心式增压泵，使皮托 管泵的进口压力增大，即提高 NPSHa≥（NPSHr+1m），泵就 不汽蚀了。
旋壳泵的制造材料
❖ 1、集液管 ： 高强度高硬度的沉淀硬化型不锈钢 17-4PH ❖ 2、转鼓、联接头、出液管等过流部件：CS、304、304L、
316、316L、CD4MCu、CA-6NM ❖ 3、轴承架：CS ❖ 轴：ANSI4140 （42CrMo）
小流量、高扬程泵的选用
工艺流程中需要大量的特低比转数（流量值相对于扬程值很小） 泵，现在大多采用：
❖ 多级泵 ❖ 高速泵 ❖ 柱塞泵
这些泵均能满足流程的基本需要，但在可靠性、节能、 维修方便性等方面并不尽如人意。
我们简单分析如下：
多 级泵
❖ 结构复杂，多级叶轮、导叶串联安装， 承受高压零件多，面积大；
不同的转速需 不同的流量需
不同的齿轮箱，不同的叶轮、
规格多。
导叶。不同的
扬程需不同数
量的叶轮。
只需换集液管
换泵
换泵
改变转速
换泵
换泵
旋壳泵的原理
❖ 输送的液体通过联接头的进液部 分进入转鼓外盖的叶片部分。
❖ 液体随叶片高速旋转获得动能， 沿轴向进入转子内腔。
❖ 液体与转子作同步高速旋转。 ❖ 液体沿切向进入集液管并进行能
HXK300-D1 Q=28m3/h H=230m
HXK300-S2 Q=1.5m3/h H=200m
HXK300-S2 Q=5m3/h H=460m
HXK300-S1 Q=3~4m3/h H=180m
n=3050r/min N=11kW
n=4205r/min N=30kW
n=4000r/min N=45kW n=3800r/min N=45kW n=3250r/min N=5.5kW n=4858r/min N=30kW n=4858r/min N=7.5kW
❖ 多级泵轴承承受较高的轴向力及不平衡径向力。
更平稳的运行特性
❖ 旋壳泵、多级泵的扬程特性从大 流量到关死点为连续上升的曲线。 在管道特性发生变化时，运行都 稳定。
❖ 高速泵的特性曲线为一个窗口， 在泵的喉部流速等于叶轮外周液 体的旋转速度时，扬程从正常扬 程立即降到零。在流量偏大时， 运行不稳定。
稳定。
柱塞泵
❖ 出口有压力脉动、噪声大、体积大； ❖ 采用填料密封，不能适用有毒、易燃、易爆
的介质； ❖ 维修困难，费用高。
旋壳泵——高速泵、多级泵、柱塞泵的替代产品
鉴于目前国内特低比转数泵存在的缺点，我们 江苏海狮泵业制造有限公司在广泛调研的基础上， 历时5年，经过大量的研究试验，开发了HXK系列 高压、高效节能旋壳泵，并于2006年12月9日通过 了中石化重大装备国产化办公室组织的鉴定。