¿Cuáles son las ventajas de las bombas de doble tornillo con engranajes síncronos?
Parte 1, bombas de tres tornillos
1. Descripción general
Las bombas de tres tornillos son rotativas de desplazamiento positivo. bombas y se utilizan principalmente para transportar diversos fluidos lubricantes que no contienen partículas sólidas y aceites corrosivos o similares. Solo hay tres elementos giratorios en la bomba de tres tornillos y una varilla principal y dos varillas esclavas, que son los factores más básicos y críticos que determinan las características de rendimiento de la bomba de tres tornillos. Las varillas maestra y esclava contenidas en los casquillos se entrelazan estrechamente entre sí, formando dos cámaras cerradas en el espacio que lucen mejor que por sí solas. Cuando la varilla principal gira, estas cámaras cerradas se mueven de manera continua y uniforme desde la cámara de succión de la bomba a la cámara de descarga a lo largo del eje de la varilla principal, completando la succión y descarga de líquido. Este movimiento axial uniforme determina que la bomba de tres tornillos tenga un buen rendimiento de succión, pequeñas pulsaciones y un funcionamiento estable.
Diagrama de estructura de la bomba de tres tornillos
Debido al perfil de tornillo especialmente diseñado, no hay transmisión de fuerza entre la varilla principal y la varilla esclava durante la rotación normal. La varilla impulsada genera par hidráulico al aumentar la presión en el fluido, eliminando la necesidad de rotación manual. Al mismo tiempo, la fuerza axial de la varilla principal y la varilla esclava está desequilibrada a través del diseño estructural, de modo que la bomba de tres tornillos puede funcionar en un estado muy bien equilibrado con una eficiencia mecánica muy alta, es decir, la potencia de fricción. de la bomba es muy pequeña. Bajo la premisa de tecnología y equipos avanzados, la precisión del mecanizado de la varilla principal y la varilla esclava está garantizada, y el espacio de engrane es muy pequeño, por lo que la bomba tiene una alta eficiencia de capacidad incluso bajo alta presión. De esta manera, la eficiencia global de la bomba de tres tornillos es muy alta.
Dado que no hay transmisión de fuerza entre la varilla principal y la varilla esclava, sus respectivas fuerzas axiales están completamente desequilibradas y la película de aceite formada entre la varilla principal, la varilla esclava y el casquillo no destruirse, por lo que la varilla principal prácticamente no existe contacto directo entre el metal entre la varilla y la varilla esclava y el casquillo, lo que garantiza una vida útil muy larga para la bomba de tres tornillos.
2. Características principales
Alta eficiencia
Para γ=1500mm2/s, △P=5.5Mpa, Q=115/h, la bomba total La eficiencia puede alcanzar más del 85%.
En segundo lugar, escala de rendimiento
△P=5.5Mpa Para la presión media de una bomba de tres tornillos, siempre que aumente el número de cables de tornillo, la presión puede ser mayor , y es fácil alcanzar △P = 6,4 MPa o más.
El caudal Q=115/h es de medio a alto.
3. Buen rendimiento de succión
En vista de los requisitos de rendimiento anteriores, el NPSH necesario de la bomba es 4,5 y la bomba está equipada con un motor de 6 etapas.
El paso del tornillo es muy pequeño.
4. Estructura simple
Solo hay un juego de sello mecánico y un juego de rodamientos, con pocos puntos de fuga. Los rodamientos solo desempeñan una función de posicionamiento, lo que garantiza la confiabilidad del. Sello mecánico y la carga que puede soportar es muy pequeña, fácil de lubricar y de larga vida útil.
5. Fácil de usar y mantener, bajo coste.
Debido a la estructura simple y la composición de la bomba solo depende de la precisión de cada pieza sin coincidencia ni ajuste, el desmontaje y la inspección son convenientes y rápidos, y el mantenimiento es simple después de la reparación y reemplazo de las piezas. , no es necesario el posicionamiento manual para restaurar el rendimiento de la bomba al 100%, cualquier componente de la bomba se puede reemplazar de forma independiente, minimizando los costos de mantenimiento.
6. Buena resistencia al desgaste
La arena fina o la arena superficial en el petróleo crudo no afectarán el funcionamiento normal de la bomba. Debido al pequeño diámetro del tornillo y la baja velocidad de rotación, el desgaste del tornillo en sí es muy pequeño. El desgaste de la bomba de tres tornillos existe principalmente entre la varilla impulsada y el orificio del casquillo. Debido a que la varilla impulsada debe soportar una cierta fuerza radial, si la película de aceite se daña, el contacto del metal provocará desgaste, por lo que el diseño estructural de la bomba es muy importante. Cuanto mayor sea la presión, más plomo debe tener la bomba. De esta manera, la presión por unidad de área entre la varilla y el orificio del casquillo será menor y habrá menos posibilidades de desgaste. En esta ocasión se han diseñado cuatro cables, dos más que una bomba normal. Para un contenido de arena del 0,1% garantizamos una vida útil de la carcasa superior a 2 años. La vida útil de la varilla maestro-esclavo es de más de 5 años.
El espacio entre las varillas maestra y esclava y el casquillo es de 0,05 ~ 0,07 mm, y el diámetro de la arena fina es menor que este valor (nota: hay un filtro delante de la bomba).
7. Buena resistencia a la corrosión
El petróleo crudo contiene azufre, lo que lo hace débilmente corrosivo, por lo que los materiales de las partes principales de la bomba se determinan de la siguiente manera:
La carcasa es de bronce al estaño: ZQSn10-1.
La varilla principal y la varilla esclava están fabricadas en acero nitrurado: tratamiento de nitruración superficial 16MnDrS5, que por un lado aumenta la dureza superficial y por otro hace que el tornillo sea resistente a la corrosión por azufre.
8. Requisitos de soporte
La entrada debe estar equipada con un filtro, y su precisión de filtración y su área de flujo deben cumplir con los requisitos de la bomba. Para petróleo crudo con γ=1500 mm/S, recomendamos un elemento filtrante con un tamaño de malla de 16, un área de filtración mayor que 25 veces la sección transversal de entrada y una resistencia del filtrado menor que 2,5 columnas de agua.
9. La implementación es relativamente baja
10, cosas ambientales
Porque solo hay un juego de sellos mecánicos en la bomba de tres tornillos y el La presión y el flujo de líquido se pueden ajustar manualmente para sellar la cámara de modo que el sello pueda funcionar en condiciones adecuadas. Esto garantiza que la bomba no tenga fugas y que el sello tenga una larga vida útil de más de 8 000 a 10 000 horas, lo que garantiza un entorno limpio y libre de contaminación.
3. Rendimiento principal
1. Compañía de transporte y recolección de petróleo y gas de Liaohe
●SNHG5300R46EBM-W29 1 juego
Rotación velocidad n=1450rpm, fuerza de compresión P=4.5Mpa, caudal Q=300m3/h, eficiencia η=85%.
●SNHG7400R40EBM-W29 2 juegos.
Velocidad de rotación n=1450rpm, fuerza de compresión P=4.0Mpa, caudal Q=350m3/h, eficiencia η=85%.
●SNH9400R40EBM-W29 1 juego.
Velocidad de rotación n=1450rpm, fuerza de compresión P=3.0Mpa, caudal Q=450m3/h, eficiencia η=78%.
2. Empresa de transporte y almacenamiento de petróleo y gas de Shengli Oilfield
●SMH2200R40E6.7-W29 1 unidad.
Velocidad de rotación n=1450rpm, fuerza de compresión P=4.0Mpa, caudal Q=300m3/h, eficiencia η=85%.
3. Compañía de transporte y almacenamiento de petróleo y gas del campo petrolífero Karamay de Xinjiang
●SNHG5300R46EBM-W29 7 unidades.
Velocidad de rotación n=1450rpm, fuerza de compresión P=4.0Mpa, caudal Q=300m3/h, eficiencia η=85%.
●SMH 2900 r40e 6.7-W29 6 unidades.
Velocidad de rotación n=1450rpm, fuerza de compresión P=3.0Mpa, caudal Q=150m3/h, eficiencia η=80%.
Parte 2, bomba de doble tornillo
1. Descripción general
La bomba de doble tornillo es una bomba de tornillo con engranaje externo que utiliza dos tornillos para bombear líquido. Como se muestra en la figura siguiente, es una bomba de doble tornillo no sellada de doble succión. El tornillo impulsor con un extremo que se extiende fuera de la bomba es accionado por el motor primario. Las roscas del tornillo conductor y del tornillo conducido son diferentes (si el primero es derecho, el segundo es izquierdo). El tornillo está estrechamente conectado con el cuerpo de la bomba. El tornillo accionado es accionado por el tornillo impulsor a través de un engranaje de sincronización del proceso. Como bomba de desplazamiento positivo, la cámara de succión de una bomba de doble tornillo debe estar estrechamente separada de la cámara de descarga. Por lo tanto, el espacio entre el cuerpo de la bomba y la superficie cilíndrica del tornillo y entre los tornillos debe ser lo más pequeño posible. Al mismo tiempo, se forma una cavidad sellada entre el tornillo y el cuerpo de la bomba, y entre el tornillo y el tornillo para asegurar el sellado, de lo contrario, el líquido podría regresar desde el espacio.
Las bombas de doble tornillo se pueden dividir en dos tipos: con rodamientos interiores y con rodamientos exteriores. En la versión con rodamientos incorporados, los rodamientos se lubrican mediante el material transportado. La cámara de trabajo de la bomba de doble tornillo con estructura de soporte externa está separada del cojinete. Debido al juego entre la estructura de esta bomba y el tornillo, puede transportar medios no lubricantes. Además, ajuste el engranaje de sincronización para que los tornillos no entren en contacto y al mismo tiempo transmitan la mitad del par de salida al tornillo accionado. Como todas las bombas de tornillo, la bomba de doble tornillo con cojinete externo también tiene capacidad autocebante. La mayoría de las piezas de suministro de la bomba están dispuestas simétricamente con doble succión, lo que puede eliminar la fuerza axial y aumentar la altura de succión de aceite.
Estas características de la bomba la hacen ampliamente utilizada en la industria química de campos petroleros y en la industria de construcción naval. La bomba de doble tornillo con cojinete exterior puede estar fabricada de diferentes materiales, como hierro fundido común y acero inoxidable, según las diferentes condiciones de uso. ¿La temperatura de transporte puede alcanzar los 250? d. La bomba tiene diferentes estructuras de calentamiento y un caudal fijo de hasta 2000 metros cúbicos/hora.
II.Características principales:
1. Baja eficiencia
Dado que la bomba de doble tornillo separa artificialmente la varilla motriz, la varilla conducida y el casquillo por medios mecánicos. , el espacio es muy grande, generalmente superior a 0 mm, por lo que la eficiencia de la capacidad es baja a alta presión. Al mismo tiempo, debido al mayor diámetro del tornillo, el diámetro de la varilla principal en la bomba de tres tornillos es d = & 160 mm, y el diámetro de la bomba de doble tornillo es d = 268 mm o más, y el diente La profundidad es grande, hay cuatro juegos de sellos mecánicos, por lo que su poder de fricción es grande, lo que resulta en una baja eficiencia general de la bomba. Para los indicadores de rendimiento anisotrópicos, la eficiencia es inferior al 65%.
En segundo lugar, escala de rendimiento
En una bomba de doble tornillo, el tornillo está sometido a una fuerza radial, que tiene un valor mayor. Dado que el eje del tornillo es un eje alargado con cojinetes en ambos extremos, el tornillo del medio es propenso a doblarse debido a la fuerza radial. Para evitar el desgaste por contacto entre el tornillo y el casquillo, la presión de salida de la bomba de doble tornillo está limitada, es decir, si la presión excede esta presión, la bomba se dañará.
△P=55Mpa Para una bomba de doble tornillo de alta presión, la disposición de los cojinetes debe ser muy compacta, la luz es reducida, el paso de la espiral es pequeño y debe coincidir con una alta velocidad. Para lograr presiones más altas, su cable estructural debe modificarse en consecuencia para cumplir con los requisitos. Q=115/h es un caudal medio a bajo.
3. El rendimiento de succión es muy bueno
Debido a que su valor de paso en espiral es muy pequeño y la velocidad axial del flujo de líquido es muy pequeña, tiene un buen rendimiento de succión. NPSH = 2 ~ 3, la bomba puede equiparse con un motor de 4 polos.
4. Estructura compleja
Una bomba tiene cuatro juegos de cojinetes, cuatro juegos de sellos mecánicos y un par de engranajes de sincronización, es decir, hay tres pares de engranajes que engranan entre sí. los dos ejes, lo que requiere muchos La bomba se puede ensamblar midiendo y ajustando la precisión de mecanizado de cada cuña de ajuste. La precisión de mecanizado de múltiples piezas en los dos ejes es muy alta, de lo contrario, no se puede garantizar el paralelismo de los dos ejes. la bomba fallará.
5. Difícil uso y mantenimiento, y elevados costes de mantenimiento.
Debido a que la bomba tiene cuatro extensiones de eje, hay cuatro puntos de fuga, lo que es cuatro veces mayor que el de una bomba de tres tornillos. Si hay alguna fuga en el sello mecánico, el propósito de reemplazar el sello solo se puede lograr desmontando completamente la bomba durante el mantenimiento. La intensidad de mano de obra del personal de mantenimiento es relativamente alta y la recuperación en el sitio después del desmontaje y la inspección requiere personal con un alto nivel técnico, de lo contrario, el rendimiento de la bomba cambiará mucho y no se puede garantizar la confiabilidad.
Si es necesario volver a medir, procesar y ajustar los componentes internos de la bomba en el sitio, y el ensamblaje de una nueva bomba se completa bajo la nueva premisa básica, llevará mucho tiempo, ya sea requieren mucha mano de obra y exigen mucho al personal. El mantenimiento de la bomba requiere la orientación del personal del fabricante, lo que resulta caro.
6. Buena resistencia al desgaste.
La arena fina del petróleo crudo no tiene ningún efecto sobre el funcionamiento normal de la bomba. Siempre que el contenido de arena sea del 0,1%, el tornillo y el casquillo de la bomba deben endurecerse para garantizar el rendimiento de la bomba durante mucho tiempo. Dado que el círculo exterior del tornillo es grande y la velocidad de rotación es alta, su velocidad periférica es relativamente alta y el desgaste del tornillo también es el más grave. A medida que aumenta el contenido de arena, el desgaste del tornillo se acelera considerablemente. Al mismo tiempo, el espacio entre el tornillo y el casquillo es grande, el reflujo del líquido es grande y la alta velocidad también provocará cierto desgaste. Después del desgaste, el rendimiento de la bomba se reduce significativamente. Cuando la bomba se desgasta, es necesario sustituir tanto el tornillo como el casquillo, lo que resulta muy caro.
Las partículas de arena fina son relativamente grandes, menos de 0,3 mm, por lo que los requisitos de filtrado en la entrada de la bomba son menores.
7. Buena resistencia a la corrosión
Los materiales de cada componente de la bomba de doble tornillo se pueden combinar arbitrariamente si las condiciones de trabajo lo requieren, se pueden combinar los materiales correspondientes para evitarlo. La corrosión del azufre en el petróleo crudo es de fácil acceso.
8. Requisitos de soporte
La entrada de agua debe estar equipada con un filtro. El número de malla del elemento filtrante es de aproximadamente 10 mallas. El área del filtro es 20 veces la sección transversal. de la entrada de agua. La resistencia líquida del filtro es inferior a 3 columnas de agua.
9. La realidad es relativamente alta
10. Cosas y medio ambiente
Dado que los cuatro juegos de sellos mecánicos de la bomba de doble tornillo tienen muchos puntos de fuga. y el entorno de la cámara de sellado no se puede ajustar, generalmente en un estado de presión negativa, la vida útil del sello solo puede garantizarse mediante la vida útil del sello mecánico en sí. Para el petróleo crudo arenoso, su vida útil es inferior a 8.000, por lo que cuesta mucho garantizar que el sitio esté limpio y libre de contaminación.