VMB05 型双壳体多级离心泵在 20 万吨 / 年烷烃芳烃装置中的应用案例

该工况介质操作压力达 8.5MPa，且介质具有易燃易爆特性，对泵的密封性、耐压性及长期运行可靠性提出极高要求。原设计采用屏蔽泵，但在试运行中暴露出显著缺陷：

1.维护成本高

• 屏蔽套磨损导致电机绕组失效，年均维修频次达 4次，单次停机维修耗时 72 >小时。

2.效率偏低

• 屏蔽泵需分流 15% 介质冷却电机，导致实际输送效率仅 65%。

3.工况适应性差

• 无法满足装置提负荷时（流量波动 ±20%）的稳定运行需求。

项目团队选用沃尔姆 VMB05 型双壳体多级离心泵，成功解决屏蔽泵的技术瓶颈：

1.双壳体结构突破高压工况限制

• 采用锻钢双壳体 + 中心支撑结构，外壳体可承受 10MPa 设计压力（远超工况 8.5MPa），通过有限元分析优化壳体厚度分布，管口载荷承载能力达 API 610 标准 3 倍，热膨胀位移偏差≤0.03mm（屏蔽泵为 0.1mm），确保高温高压下轴系对中性，机封寿命延长至 25000 小时。

2.芯包式快拆设计颠覆传统维护模式

• 整体抽出式芯包结构（含导叶、叶轮、轴、轴承箱等 32 个核心部件），检修时无需拆卸进出口管线及电机，仅需松开筒体螺栓即可在8小时内完成芯包更换（屏蔽泵需拆卸全系统，耗时 24 小时）。

3.多级叶轮与密封系统的安全强化

• 水力部件精密化：叶轮 / 导叶采用 CFD 优化的叶片窄流道设计，配合精密铸造（尺寸公差 ±0.05mm），泵效率达 70%（较屏蔽泵提升 5%），小流量区（20m³/h）效率仍保持40% 以上。

• 密封系统双重保障：针对含氢介质特性，配置API 682 第四版集装式串联密封（P11+53B 方案）：

1. 前端密封采用介质自冲洗（P11 方案），冲洗量≤5%，降低密封面结焦风险；

2. 后端密封由 53B 系统提供隔离液，蓄能器维持隔离液压力高于密封腔 0.14MPa，压力变送器实时监测，DCS 设置低压力报警，确保零介质泄漏。

4.工况适应性与能效提升

• 叶轮布置灵活化：采用串联叶轮布置，平衡鼓结构平衡轴大部分轴向力，轴承负载降低 60%，适用流量波动 ±30% 工况（实测 50-80m³/h 稳定运行）。

1.长周期运行可靠性验证

• 自 2024 年 3 月投用以来，连续运行 12000 小时无故障，顺利通过装置 3 次开停车考验及 20% 超负荷测试（流量 72m³/h，扬程 900m）。在介质含硫量波动（1%-3%）工况下，通过密封冲洗系统优化，未发生密封失效问题，保障了反应器进料稳定性。

2.全生命周期成本优势显著

• 维护成本：芯包式结构使备件库存成本降低 40%（仅需储备芯包组件）；

• 停机损失：单次检修时间缩短 22.5 小时。

在 20 万吨 / 年烷烃芳烃装置中，沃尔姆VMB05型双壳体多级离心泵通过结构创新与密封技术突破，成功替代维护困难的屏蔽泵，实现高压含氢工况下的高效稳定运行。其芯包式快拆设计与双重密封保障，不仅解决了行业共性难题，更树立了高压加氢泵的可靠性标杆。随着石化行业向高负荷、长周期运行升级，该产品将持续赋能加氢裂化、渣油加氢等核心装置，推动流程工业装备的国产化进程。