萃取系统塔底泵改造方案

1、萃取系统塔底泵改造方案 一、项目背景31、萃取精馏系统介绍32、塔底泵现状3二、汽蚀原因分析3、T-307塔底泵有效汽蚀余量（NPSH）a分析计算41、计算基础数据42、有效汽蚀余量分析计算5、T-308塔底泵有效汽蚀余量（NPSH）a分析计算81、计算基础数据82、有效汽蚀余量分析计算8三、改造方案91、更换塔底泵92、降低泵入口流体温度9四、材料及费用10一、项目背景1、萃取精馏系统介绍 二气厂三期装置植物油抽提溶剂系统（T-307、T-308）采用萃取精馏工艺，生产植物油抽提溶剂和苯。其中T-307为萃取精馏塔，T-308为萃取剂再生塔。来自T-306塔底的植物油抽提溶剂原料进入T-30

2、7塔，塔顶生产植物油抽提溶剂，萃取剂选择性的与苯从塔底采出进入T-308塔。T-308塔顶生产天然苯，塔底为再生后的萃取剂，由塔底采出泵输送经冷却器后至T-307塔循环利用。2、塔底泵现状 自2001年10月份投产以来，T-307、T-308塔底采出泵多次发生故障，出现振动、声音异常、流量降低等现象，无法满足正常生产需要。对泵进行解体检查，发现叶轮和蜗壳上面有蜂窝状麻点等汽蚀痕迹，无法修复，只能进行更换。塔底泵损坏照片如下： 图1 连接体损坏图 图2 叶轮损坏图二、汽蚀原因分析泵的有效汽蚀余量（NPSH）a是由使用泵的系统的吸入管路决定的，随着吸入液面高度、排出流量、输送介质饱和蒸汽压的变化而

3、变化。泵的入口压力比液体饱和蒸汽压高多少，用此值表示。泵的必需汽蚀余量（NPSH）r是泵的固有值，它随着转速和流量的变化而变化。从泵入口到泵内最低压力区的压力下降值用此值表示。为避免泵发生汽蚀，泵的有效汽蚀余量应满足下式要求：（NPSH）a (NPSH)r+0.5厂家给出的二气厂T-307、T-308塔底泵的必需汽蚀余量均为1.2m，根据上式要求，上述两泵的有效汽蚀余量需满足下述要求：（NPSH）a1.7 （m） 以下为T-307、T-308塔底泵的有效汽蚀余量分析计算。、T-307塔底泵有效汽蚀余量（NPSH）a分析计算1、计算基础数据 泵流量及T-307塔操作参数萃取系统T-307塔（其操

4、作参数请参阅表1）底泵额定流量为1.9m3/h，实际运行流量为3.2m3/h。表1 T-307 操作参数一览表塔压75KPa顶温 56中温 63底温 85再沸器底温115 T-307塔底泵现场安装尺寸图3 T-307塔底泵现场安装尺寸图 泵输送介质物性参数利用HYSYS软件对汽蚀余量计算软件所需流体动力粘度、流体密度、流体饱和蒸汽压等数据进行模拟计算。具体结果如截图4所示：图4 输送介质物性计算结果截图2、有效汽蚀余量分析计算根据上述基础数据，采用软件对T-307塔底泵有效汽蚀余量（NPSH）a进行计算，结果如下：图5 有效汽蚀余量计算结果由上述计算截图可知：T-307 塔底泵的有效汽蚀余量：

5、（NPSH）a = 2.65m此时，（NPSH）a(NPSH)r+0.5 = 1.7m。从计算结果来看，泵不会发生汽蚀。但此时由于泵的实际运行流量远超其额定流量，泵的有效汽蚀余量（NPSH）a值将随泵的流量增大而降低，而必需的汽蚀余量(NPSH)r 值随着泵的流量增大而增大，其相应关系如图6所示：图6 离心泵的运转特性与汽蚀关系图上图中，流量为QC时对应的C点是临界工况点，流量超过临界流量，（NPSH）a 就会低于(NPSH)r ，此时泵发生汽蚀。T-307塔底泵实际运行流量已达额定流量的1.8倍，据估计其工况点已超过此临界点，造成事实上的汽蚀。此外，在计算过程中发现，随着塔底泵输送介质温度的

6、升高，泵的有效汽蚀余量（NPSH）a会减小。如表2所示： 表2 输送介质温度与有效其实余量的关系输送介质温度（）有效汽蚀余量 (m)1202.441252.211301.95根据上表数据，应采取相应措施尽量降低泵输送介质温度，以提高泵的有效汽蚀余量。、T-308塔底泵有效汽蚀余量（NPSH）a分析计算1、计算基础数据 泵流量及T-308塔操作参数萃取系统T-308塔（其操作参数请参阅表2）底泵额定流为1.8m3/h，运行流量为3.0m3/h。表3 T-308 操作参数一览表塔压30KPa顶温 46中温 46.5底温 163再沸器底温155 T-308塔底泵现场安装尺寸图7 T-308塔底泵现场

7、安装尺寸图 泵输送介质物性参数利用HYSYS软件对汽蚀余量计算软件所需数据进行模拟计算。如：流体动力粘度、流体密度、流体饱和蒸汽压。2、有效汽蚀余量分析计算根据上述基础数据，采用软件对T-308塔底泵有效汽蚀余量（NPSH）a进行计算,结果为:（NPSH）a = 0.54m，此时，（NPSH）a(NPSH)r + 0.5= 1.7m，会发生汽蚀。在计算过程中发现，随着塔底泵输送介质温度的降低，塔底泵的有效汽蚀余量（NPSH）a增大。如表4所示：表4 输送介质温度与有效其实余量的关系T-308塔底再沸器底温 ()有效其实余量 (m)1501.001451.401401.74三、改造方案根据萃取精

8、馏系统塔底泵有效汽蚀余量（NPSH）a的计算结果，结合现有工艺。拟从如下两个方面对装置进行改造：1、更换塔底泵通过选用、更换额定流量及必需汽蚀余量能够满足实际运行工况的新泵，以消除偏离工作点的汽蚀现象，保证装置的长期平稳运行。2、降低泵入口流体温度如附图1（虚线为新加管线）所示，自T-308塔底萃取剂冷却器下游引出两股萃取剂，温度约40，分别在T-307、T-308塔底泵入口处与温度较高的原输送介质汇合，从而降低泵入口流体的温度，提高泵有效汽蚀余量。其中：对于T-307塔来说，经过HYSYS计算，引入0.6m3/h、40的萃取剂会使塔底泵进口流体的温度降至112.3，泵体的有效汽蚀余量（NPS

9、H）a将进一步提高。 对于T-308塔来说，根据有效汽蚀余量计算在现场运行过程中T-308塔底泵已经发生汽蚀。经过HYSYS计算，引入0.6m3/h、40的萃取剂会使T-308塔底泵进口流体的温度降至140.2，泵体的有效汽蚀余量（NPSH）a也将进一步提高。四、材料及费用材料及费用统计表序号材料型号数量单价（元）合计（元）备注1不锈钢管线3430.07吨408802861.63不锈钢弯头DN25 PN2510个18018004不锈钢法兰DN25 PN2520个28056005不锈钢闸阀DN254个220488165金属垫DN2520个67.613527螺栓M1625120个5.31637.28T-307塔底泵高温型流量：4m3/h扬程：55m（55m为二气提供建议