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氯氣泵在氯堿工業中,氯氣和氫氣的輸送和加壓設備有離心式,往複式和液環式三種主要機型。離心式壓縮機的輸氣量大,效率高,但要求将濕氯氣幹燥到含水量小于lOppm(重量),增加了氯氣幹燥裝置的投資,如進氣量小于1400m3/h時,效率下降較多。因此,離心式氯壓縮機隻适用于年産約6萬噸以上的氯堿廠。無油潤滑的往複式壓縮機的效率高,但對氯中含水量的要求也很苛刻,國内使用過,但效果不好。目前,我國200多家氯堿廠中,除幾家大廠外,全部用液環式氯氣泵和氫氣泵。在國外,液環泵仍然是中小氯堿廠以及有機化工廠中輸送氯氣、氯乙烯、氫氣、乙烯等介質的主要機型。
1.工況特點和選型要求
(1)氯氣為有毒氣體,氫氣為易燃易爆氣體,不允許洩漏,對軸封的可靠性要求嚴格,應采用機械密封。
(2)氯氣泵用濃硫酸作為工作液,氯氣壓縮的熱量被濃硫酸吸收,要求濃硫酸進行封閉循環,應設置氣液分離器、硫酸冷卻器、循環量調節閥門和液流視鏡。對強制循環式還要加硫酸循環泵。對氫氣泵,為避免液環泵内結水垢,通常用軟水作為工作液,也應采用封閉循環。冷卻器的熱負荷按國外資料介紹,可取為軸功率的90%。
(3)氯氣泵用價廉的鑄鐵制造,鑄鐵材料在氯氣飽和的濃硫酸中的耐腐蝕性畢竟有限。配氣面腐蝕後間隙增大,出現内回流,使容積效率降低。要求氯氣泵能實現不拆泵就能檢查并調節配氣面的間隙,以防止泵性能下降。 .
2.結構特點
分析對比國内外各種液環式氯氣泵的技術性能和結構設計之後,現以獲中國認可的YL型氯氣泵為例,說明氯氣泵的結構特點。
①雙作用式 泵體橫截面近似于橢圓,葉輪與泵體呈雙偏心,葉輪旋轉一周完成兩次吸氣和排氣,葉輪受到的徑向力可自動得到平衡,這對于密度大的濃硫酸液環泵是很重要的。
②懸臂式與轉子雙支撐結構相比,便于設計成配氣面間隙可以調節的結構,軸封數也從兩處減為一處,軸封故障率減半。
③錐形配氣面對于圓柱形配氣面,當葉輪與配氣器的間隙變大後不易恢複。而軸向進排氣的配氣面間隙的調整要拆泵才能實現。意大利GAR0公司和我國的氯氣泵都采用圓錐形配氣面,且能從外部移動轉子,不必拆泵就能間接測量并調節配氣面間隙。
④減小餘隙容積,減少氯氣内洩漏,提高容積效率在循環硫酸進入壓縮終點附近,合理确定輪毂比和葉輪與泵體的偏心距,以便減小餘隙容積。為消除大蓋錐孔與配氣器之間的間隙處的内洩漏,将兩件鑄為一體。
⑤用硫酸回流降壓措施取代背葉片降壓方式。大蓋和配氣器的氣體流道按等氣速原則設計。
⑥用外裝式聚四氟乙烯波紋管機械密封,輔以内回流降壓措施,延長軸封壽命。
⑦進排氣接管從大蓋移至泵體上,維修時不必拆進排氣管道。