高速泵讲义

高速泵发展状况及我国高速泵发展趋势国家特种泵阀工程技术研究中心北京航天动力研究所高速泵事业部1.高速泵技术发展史1.1国外高速泵发展1.2国内高速泵发展2.高速泵原理和特征2.1基本原理2.2高速泵特点2.3高速泵与多级泵、往复泵比较3.高速泵发展趋势3.1研制能力更大泵和改进现有高速泵3.2我国高速泵发展方向3.3我们的改革与发展目录1.高速泵技术发展史高速泵是高技术产品发明人：德国BarskeU.M.军用高速泵：火箭和早期洲际导弹发动机涡轮泵，美国、英国、苏联等民用高速泵：Sundstrand、Ingersoll-RandSundstrandSundstrandFluidHandlingSundyneCorporationArvada，Denver，Colorado，USA1.1国外高速泵发展1.1.1高速泵——SundstrandFluidHandlingSundstrand公司流体输送事业部：总部：美国科罗拉多州（Colorado）分部：法国第戎（Dijon）合营：日本东京（Tokyo）——日机装（Nikkiso）1962年，148kW、LMV-311型立式高速泵1967年，37kW、LMV-322型立式高速泵1968年，1850kW、HMP-5000型卧式高速泵1969年，300kW、LMV-331型立式高速泵1970年，Sunflo牌卧式高速泵如图所示。HMP大型高速泵主要参数泵型HMP-3000HMP-5000首次投入使用时间1985年1968年结构3轴（1根低速轴带2根高速轴）2轴（高速轴两端各装1个叶轮）最大功率580kW1850kW流量-扬程Hmax=3048mQ=38m3/hH=1200mQmax=114m3/hHmax=4570mQ=102m3/hH=1828mQmax=227m3/h齿轮精度及硬度AGMAqualityclass11，HRC62~65中国用户总数20多台：海南、兰州、乌鲁木齐、齐鲁、仪征等HMP-3000剖面图HMP-5000现场图1.1.2高速泵——Ingersoll-Rand二十世纪七十年代，Ingersoll-Rand公司推出了HSP-5150、5200、7200三个系列高速泵。HSP流量-扬程范围图HSP外形图1.1.3国外高速泵小结Sundstrand：立式高速泵：LMV311、322、331、341、313、333卧式高速泵：BMP311、338、P-1000、P-2000、HMP-3000、5000广泛用于石油化工，特别是乙烯行业LMV311、322使用最多，最常见总计有4万多台Sundyne、Sunflo牌高速泵销往世界各地Ingersoll-Rand改进后可靠性大幅提高进口高速泵价格较高，20世纪80年代开始国产化工作1.1.4高速压缩机1965年：LMC-311型研制成功Sundyne牌压缩机符合API617属于无油压缩机，对输送介质无任何污染北京航天动力研究所开发了四台GSY-L1型高速压缩机LMC-313/333剖面图HMC（HMP）-5000剖面图1.2国内高速泵发展1.2.1军工高速泵军工高速泵：液体火箭发动机涡轮泵涡轮泵：涡轮驱动高速泵已研制了近百种液体火箭发动机高速泵高速泵理论到实际应用取得突破，获得多项国家级成果1.2.2民用高速泵国内民用高速泵：始于20世纪70年代初1991年研制成功首台GSB-L1型立式高速泵1992年研制成功GSB-W2、W3系列卧式高速泵1992年1月国家科委以我所为依托组建了“国家特种泵阀工程技术研究中心”美国同行高度评价北京航天动力研究所推出立式、卧式两大系列“航化”牌高速泵1998年7台高速泵出口到非洲苏丹“航化”牌高速泵型号最全，参数覆盖范围最广“航化”牌高速泵市场占有率最高，2004年销售收入达4500万元荣誉2.高速泵原理和特点2.1基本原理高速泵属于离心泵的范畴单级、高转速构成：增速箱、过流部件、润滑系统、原动机等高速泵过流部分示意图2.2高速泵特点①单级扬程高达1800米，在低比转速（ns）80以下能特别发挥高性能，而且没有口环，所以不会产生由于口环磨损而引起性能下降的现象；②采用完全开式直线辐射状叶轮结构，在高速运转时也不会产生轴向载荷；③由于泵内最小侧隙在1mm左右，因此对于粘度在500厘泊以下、固体颗粒小于0.1mm的各种液体泵也能正常运行；④采用独特的叶轮流入口和在广阔转速及流量范围内依然有效的螺距递增的诱导轮相匹配，使泵在高转速下仍具有卓越的吸入性能，即NPSHr低；⑤使用了在高速运转情况下，能满足各种使用条件，并能经受长期连续运转的各种密封结构和优异的机械密封；⑥具有扬程中断特性，所以在排出阀开放运转时，不会发生电动机过载的危险，见高速泵流量-性能特性图；⑦采用积木式设计思想、零部件模块化和标准化程度高，做到了绝大部分零部件能互换和通用，缩短了交货期和降低用户保养费；⑧结构紧凑、重量轻、最小的安装面积和基础工程；⑨完全密闭、完全自动给油、室外型整体结构，能放心设置在任何场所。单喉部高速泵的流量-扬程特性高速泵理论Q-H曲线是个矩形适合于流量调节，不适合于压力调节两台以上高速泵并联运行时，每台泵后都要安装流量调节阀2.3高速泵与多级离心泵、往复泵比较2.3.1高速泵与多级离心泵比较项目高速泵多级离心泵性能稳定、可靠性开式叶轮，没有前后盖板和密封环，不会出现因为轴的振动、弯曲、变形而使中间轴承烧研、磨损等事故，泵性能稳定闭式叶轮，带叶轮和级间密封环，轴长、易弯曲、密封环易侵蚀使泵性能下降轴向力叶轮几乎没有轴向力，齿轮箱内轴承为流体动压滑动轴承，承载能力强因密封环和平衡盘磨损而产生异常的轴向力，需轴向力平衡机构密封腔压力泵轴封处的压力与泵出口压力高低几乎无关，密封腔压力仅比泵吸入口压力高0.1~0.5MPa靠泵出口端轴封处压力接近泵出口压力，导致密封PV值大，机械密封易失效标准化零部件互换性强，标准化程度高，维护成本低标准化程度低泵体积泵体积小，结构紧凑，占地面积小，基础工程简单泵轴向长度长，占地面积大，基础工程较复杂效率基本相近价格增速箱部分价格较高，但过流部件较少，整泵价格适中转速低（一般3000rpm），价格一般较低2.3.2高速泵与往复泵比较项目高速泵往复泵出口压力稳定性出口压力无脉动，不会出现管路共振等对流程造成的不良影响形成往复时压力变化，泵缸容易疲劳破坏，为稳压需要蓄能器；为防止泵出口的压力过高需要安全阀流量调节泵出口阀门调节操作简单可靠旁通阀调节，易受侵蚀，寿命短；行程长度调节机构复杂；转速调节价格高，效率低，适应性差泵体积体积小，重量轻，基础工程简单，占地面积小具有曲柄、变速等机构，含减速器，占地面积大效率较低较高其他标准化程度高，维护简单，成本低填料、柱塞和阀易于磨损，更换时间长，标准化程度低2.3.3高速泵替代多级离心泵、往复泵替代多级泵和往复泵高速泵进入API610第八版，代码为0H63.高速泵发展趋势3.1研制能力更大泵和改进现有高速泵研制功率更大的高速泵改进现有高速泵，η系列泵采用螺旋式扩压器以代替同心圆式LMV341型泵取代LMV331型泵LMV-341剖面图SundyneCorporation高速泵流量-扬程范围图3.2我国高速泵发展方向国内多数高速泵厂家仍处于将进口高速泵国产化阶段仅北京航天动力研究所能加工主油泵和止推轴承成功开发了“航化”牌GSB-L1、L2、W2、W3及W5型高速泵，CSB-Wy型高压、高温及耐磨离心泵，GSY-L1型高速风机，“神舟”飞船高速循环泵2001年GSB-W5型卧式高速泵可靠性增长获所长特别嘉奖135kW以下高速泵与国外水平相当135~315kW之间“航化”牌高速泵性能优于相同功率Sundyne牌315kW以上高速泵在国内尚属空白3.3我们的改革与发展3.3.1企业化发展成立高速泵事业部，管理方式转变成企业模式高速泵采用积木式设计思想高速泵预投零部件规模达500万元3.3.2人才队伍高速泵事业部硕士研究生就达9人，近十年来无一例人才外流现象新老交替顺利完成拥有一支具有强大集体凝聚力和战斗力、充满朝气的队伍3.3.3新基地、新体制、快发展在北京经济技术开发区建立高速泵生产基地争取高速泵年销售收入达到5000万元高科技企业服务石油化工行业谢谢！北京航天动力研究所高速泵事业部