湖州三井低温设备有限公司
一．L-CNG泵的基本原理 二．L-CNG泵的基本技术指标 三。L-CNG泵空车原因分析 四．L-CNG泵的流程安排与控制 五．L-CNG泵的安全隐患与对策 六．湖州三井低温设备有限公司简介


容积式泵：借助工作腔里容积的 周期性变化达到输送液体的目的， 泵的流量只取决与工作腔容积变 化值与及其单位时间里的变化次 数(频率),而 (理论上)与排出压力 无关。 往复式泵：借助活塞在液缸工作 腔内的往复运动使工作腔内容积 发生周期性变化
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2.2 净正吸入压头 NPSHa
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2.2 净正吸入压头 NPSHa 提高装臵NPSHa的方法： 1. 液位的高度(与泵中心高的位差),越大越好; 提高贮槽基础，尽量采用立式贮槽 2. 进液管路的流动阻力，越小越好 选择合理的管径以控制流动速度，减少长度，减少弯头与阀 门数量 (吸入装臵的水力损失hc与流速的平方成正比hc=K × V2/2g K 为直管，阀门弯头，出口速度头 系数之和） 1. 泵入口处的液体温度，越低越好 减少管路长度，增强保温，尽可能采用真空管道 2. 过饱和状态（过冷）状态 可能的话，使液体处于过冷状态
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正常设计情况下，泵的进液回气管通径一般足够支持泵的流 量！但保温情况的不良会造成进泵流量小于泵出液流量导致 空车。 进液管道的“气堵”现象-----防“上凸” 回气管道的“液封”现象-----防“下凹” 对策： 加强保温，尽量采用真空管 提供贮槽的液位，尽量采用立式贮槽 减少管路长度与阀门弯头的数量，选用合理的管径与流速 进液回气管保持持续上斜5-10º 可能的话使液体过冷
产品基本性能
型式 最大流量 最大工作压力 电机功率
卧式、单列
800L/h
1200L/h 1200L/h 1500L/h 1800L/h 2000L/h 2500L/h 3000L/h 3500L/h
25Mpa
25Mpa 25Mpa 25Mpa 25Mpa 25Mpa 25Mpa 25Mpa 25Mpa

建议L-CNG的贮槽净液位高（与泵中心高差）不小于1.5米。
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2.3 易损件的使用寿命
L-CNG泵的易损件的寿命是决定泵使用情况的主要性能，也是用户关心或头 疼的主要问题。 泵的易损件一般包括：泵填料密封、泵活塞密封、泵内的吸入阀与排出阀 等； 行业内尚无标准可依，参照《往复式低温液体泵技术条件》的规定，规定 了22Mpa以下的低温泵的活塞环、导向环、吸入阀、排出阀的使用寿命不 小于4000h。22Mpa以上按合同约定。 影响密封填料寿命的特殊因素； 制造厂家技术与制造质量基本决定了密封填料的寿命，但在使用的方法也 有一定的影响，主要有以下方面： 连续运行与间断运行：间断运行的寿命一般要好于连续运行； 停车时冷备与回温：长时间停车时最好将泵回温，可提高填料寿命； 水进入填料函：各种情况下，水气进入填料函将减少填料的寿命； 填料函的温度：可能的话对后道填料函外部进行适度加热，（比如用 水或电加热）可大大提高填料的寿命；
3.4 泵空车原因之泵预冷不充分






泵开车前必须预冷充分，否则表现为空车； 正常系统泵所需预冷时间一般为3-5mins； 造成预冷时间过长的原因： 系统管路过长 管路与泵保温不良 加快预冷的方法： 打开回气放空阀排空 加强系统保温
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3.5 泵空车原因之进液流量不足



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3.1 泵的空车机理





高压活塞泵空车是因为泵缸（汽缸）内吸入的介质在压缩过 程中未能产生足够的压力（大于排出阀背压）将排出阀打开， 形成只空运行，不排出液体的现象。 泵空车外部的表象是：泵在机械运行，但出液压力没有持续 增加（可能降低），泵后汽化器结霜程度不增反降，泵的噪 音和振动明显减小，泵出液管没有了正常情况下的强烈脉冲 振动，泵电流也明显减小。 泵空车分为： 高压不能启动 低压不能启动与工作过程中的空车
振动标准
额定输入功率 （Kw） 《往复式低温液 体泵技术条件》 JB/T 9076-1999 100 μm 三井低温产品
11-37
37～75
58～70 μm
60～80 μm
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2.4 振动与噪音
L-CNG泵的噪音与振动是需要设备生产厂家与成套安装单位共同努力的事情 L-CNG泵生产厂家的设计与制造 提高泵（皮带轮、偏心轮等）转 动部件的平衡性 设计合理的吸入与排出阀，合理 的控制泵阀滞后角和阀瓣的质量， 减少泵阀的冲击值 合理的选用缸径、行程与转速 （泵转速不宜超过300r.p.m）设 臵合理的缓振装臵（软管与阻尼 器） 设备成套安装单位与用户 尽量选用双列、三列泵 加强泵的基础固定 对与泵连接的管道进行合理固定 提供泵足够的净正压头，减少泵 气蚀的现象的发生 及时对泵进行维护
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2.3 易损件的使用寿命 –湖州三井低温数据
密封圈＞4000h 导向环&活塞环＞5000h 密封圈组件
活塞杆
进液阀组件＞10000h
出液阀组件＞8000h
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2.4 振动与噪音


泵的振动和噪音是影响泵使用寿命与安全的一个重要 指标，但一般客户在选用时并不重视此项指标。过大 的振动带来设备的提前损坏与管道焊缝的安全问题。 高压L-CNG泵是流量脉冲比较大的设备，设备具有 一定的振动与噪音。 根据现有唯一泵国内标准JB/T 9076-1999《往复式 低温液体泵技术条件》的规定是原来杭州制氧机厂针 对小功率的氧气充瓶泵制定的，其对噪音和振动的要 求未按功率级别分级，并提出较高要求，个人认为已 不满足现有使用。参考国标GB/T 9234-2008《机动 往复泵》与国标JB/T 9076-1999《往复式低温液体 泵技术条件》的要求,分别如下表：
单作用泵 卧式泵 机动泵 曲柄（曲柄连杆机构）泵或凸 轮（凸轮/偏心轮轴）泵 单联（列）泵或双联（列）泵 或三联（列）泵 低温高压泵
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往复式泵的特点
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瞬时流量(压力)是脉动的； 平均流量=(活塞截面积×行程)×单位时间往复数(泵转 速)×容积效率 泵的流量是体积流量，与介质密度无关。 泵的出口压力取决与管路特性； 泵的出口压力不是由泵本身限定，而取决于装臵连接的管路 特性，即出液管路的阻力，而与流量无关。泵出厂的额定压 力是该泵的功率和强度决定的可以正常使用的最高压力。所 以：
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2.2 净正吸入压头 NPSHa 吸入装臵中的压降由下述因素造成 1.吸入装臵的全部水力损失（管道、阀门） (吸入装臵的水力损失hc与流速的平方成正比hc=K × V 2/ 2 g , 而 对 于 用 户 所 要 求 的 流 量 Q ， 则 速 度 V 与 管 径 D 关 系 为 V = 4 Q / D 2π , 故 水 力 损 失 h c 中 的 直 管 段 损 失 λ l / D × V 2/ 2 g ， 直 管 段 损 失 定 流 量 与 管 径 成 5 次 方 成 反比，其他水力损失为4次方成反比 K 为直管，阀门弯头，出口速度头 系数之和 λ 管道流阻系数 L 管道长度 2 . 建 立 泵 进 口 速 度 V 2/ 2 g
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湖州三井低温的L-CNG泵的流量系列
产品型号
SBP-800/250
SBP-1000/250 SBP-1200/250 SBP-1500/250 SBP-1800/250 SBP-2000/250 SBP-2500/250 SBP-3000/250 SBP-3500/250 卧式、三列 卧式、双列
15kw
22kw 22kw 22kw 30kw 37kw 45kw 45kw 55kw
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常规双列泵
常规单列泵
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2.2 净正吸入压头 NPSHa




NPSHa---Net Positive Suction Head (装臵气蚀余量)，指泵进口处单 位重量液体所具有超过汽化压力水头的富裕能量，即泵进口处液体 具有的全水头减去汽化压力水头净剩的值。 NPSHa---泵装臵提供的有效的净正吸入压头，由装臵的特性和介质 的状况决定。 NPSHr---保证泵正常工作所需的净正压头，是由泵本身的结构决定 的一个值，与系统环境和介质无关，表示了泵工作腔内阻力的大小， 值越小反映了泵的吸入性能越好，所需的吸入压力越低； 泵正常工作的条件之一： NPSHr < NPSHa 不满足上述条件的后果： 泵效率偏低； 严重时泵空车。
泵排出管路上必须设臵安全阀； 泵启动前必须保证排出管路上所有的阀门处于开启的状态下；


泵允许降压使用，但不能超额定压力使用。 返回目录
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目前L-CNG站对泵的流量需求：800L/h-3500L/h，压力需求： 25Mpa。 流量为体积流量，转换为出气量时不能简单地以1：600换算， 应按工作时实际的进液压力（温度）下的气液体积比进行换 算。 变流量的实现：变频器调速。 采用变频器的优点：可以实现软启动，可以避免泵长期在最 大流量下运行，提高泵的稳定性，可以实现流量调节，可以 实现部分简单的自动化控制功能。 采用变频器的缺点：提高设备采购成本，变频器的敏感性带 来如低频率 (20Hz以下),容易过载以及单列泵变频器选择不恰 当造成瞬间超载等不必要的停车现象。
不同的L-CNG站关于泵的流程安排与控制安排各有不同，不同设计院 也各有不同的理解与思路，下面介绍一种个人认为比较全面但也比 较简洁实用的一用一备泵撬流程
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对L-CNG泵的控制最基本的有以下几方面： 按压力要求自动/手动开/停车 超压联锁电机并报警 汽化器后温度超温联锁电机并报警 传动箱油温超温报警并联锁电机 泵回气温度或泵腔温度超温报警并联锁电机 电机热保护 当然还有用户还设臵了其他的一些控制内容，如： 按气井压力的大小，自动调节泵的转速和流量（通过变 频器）,目的是为了减少泵的开停频次； 泵泄漏报警并联锁电机； 通过探测泵出口温度的或电机电流的变化来自动判断泵 是否产生空车，并通过自动的高压放空阀排除空车； 泵的远程控制等