3 低温泵的应用

低温泵由于具有无污染、工作压强范围宽、极限真空度高、排气量大、使用方便等优点，因而在各种需要应用真空的领域有了愈来愈多的应用。包括半导体工业、低密度风洞试验、空气动力学分子束研究、等离子体物理、近空间环模设备、超高真空规校准装置、碰撞束物理实验、深空间研究、表面物理研究和火箭发动机高空点火模拟试验等。

3.1 LNG橇装汽车加气站用LNG低温泵

国内LNG汽车加气站的设备技术发展较晚，目前国内己建成的LNG汽车加气站，其投入使用的LNG低温泵均采用国外进口泵。LNG低温泵的流量根据汽车加气站的设计规模及加气机的流量选定，LNG低温泵的设计流量为0~320 L/min． 对LNG低温泵进行选型，主要参数见表3.

表3 LNG低温泵技术参数

       LNG低温泵一般采用潜液式低温泵。由于LNG的低温和易燃特性，不仅要求泵能承受低温，而且对泵的气密性和电气安全性能要求更高。

3.2 低温泵在超导磁镜装置中的应用

稳态超导磁镜装置目前注入的是氢气，要求系统真空抽气机组对氢气应具有每秒几十万升的大抽速。由于注入的粒子能量高，对器壁产生热辐射，以及逃逸等离子体直接对器壁轰击，都会引起器壁的解吸、溅射，产生杂质，导致热等离子体的能量损失很大。同时等离子体与残余气体有较强的相互作用，直接影响热等离子体的累积，因此要求真空抽气机组应具有5×10^-9(1 Torr≈ 133.3Pa)

以上的极限真空和无污染。由于装置采用的是超导磁体，己具备了低温条件，所以选用低温泵作为主泵来满足以上要求。

3.3 美国最大的标准低温泵

欧瑞康莱宝真空公司的RPK 60000系列真空泵是美国生产的最大标准低温泵，它的安装法兰直径为48 in(1 in≈25.4 mm)，特别适用于空间模拟、光学镀膜和金属喷涂。该泵对氮气的抽速为60000L/s，居各种标准低温泵之首。该泵有两个冷头，工作时由6个温度传感器来监督它的各个功能并控冷源。这种低温泵还具有一个气体清洗系统，整个泵使用208~480V、50Hz或60Hz电源。

3.4 潜液式LNG泵

随着全球LNG工业的迅速发展，LNG接收终端及气化系统的需求量日益增加，安装在密封容器内的潜液式LNG泵得到越来越多的应用。

20世纪60年代，潜液式电动泵首次出现在LNG领域，从那时起，潜液式LNG泵便开始用于LNG工业中。随着材料科学、密封技术、控制和保护技术的发展，以及冷、热加工工艺水平的提高，潜液式LNG泵得到了越来越广泛的应用。目前，国外的很多企业和公司都致力于潜液式LNG泵的研发和制造，美国J.C.Carter公司、法国科莱斯达公司，日本的在原、日机装、神钢等公司都相继推出自己的产品，使潜液式LNG泵的形式更加多样化，大大开拓了其应用领域。

正是由于有着诸多优点，潜液式LNG泵在LNG工业中得到了广泛应用。目前，在大型LNG船、汽车燃料加注站、LNG储罐中几乎均采用潜液式电动泵来输送液态天然气，主要有大型LNG储罐罐内泵、船用泵和汽车燃料加注泵等。

LNG潜液泵主要由3部分组成:泵、泵夹套、电机。泵采用离心式结构，具有转速快、体积小、质量轻、结构简单及性能平稳等优点。泵夹套采用真空多层缠绕结构，绝热效果好，并设有进液口、出液口及进气口。电机采用经过低温处理的浸没式电机，浸没在低温介质里的零部件采用低温性能优良的不锈钢、铜、聚四氟乙烯等材料。

3.5 乙烯生产中低温泵的应用

乙烯生产中某些低温泵要输送的都是低温介质，且这些介质一般都是比较容易气化的，具有很低的温度，并且多是易爆易燃的，所以这些低温泵的应用就非常严格。对于乙烯设备来说，采用双层壳体的立式筒袋泵能够更好地满足低温环境的需要，并能够保障生产的稳定运行。

4 低温泵的市场

低温泵工作压力范围宽、抽速快、清洁无油、无运动部件，并能抽除有毒有害气体，特别对于水蒸气有很高的抽气能力，对于制备高质量薄膜非常有利。在国外的半导体、液晶显示及光学薄膜等领域，大多采用低温泵作为主泵。在美国电子真空行业，78%都使用低温泵，而其中的大规模集成电路生产几乎都采用低温泵。国外生产低温泵的厂家很多，并己经形成完整系列。

美国ACD是世界著名的低温泵和透平膨胀机系统制造厂家。为了迎接中国天然气时代的到来，发展中国LNG和氧氮氢工业气体事业是非常必要的。

4.1 产品分类

(1) LNG低温泵主要有TC-34浸润泵、P2K充装泵、AC'-3 2装载泵、SGV高压低温泵等系列。

(2)氧氮氢工业气体泵主要有WDPD充瓶泵、RPSA40充瓶泵、P1100充瓶泵、NDPD充瓶泵、AC/TC-30卸载泵、AC/TC-21输送泵、AC-14输送泵、AC-48高压输送泵等系列。

4.2 产品用途

为发展天然气事业，ACD低温泵可用于LNG汽车加气站、LNG气化站和L-CNG加气站建设等。

4.3 低温泵的生产厂家

(1) 四川众信燃气设备有限公司，公司自主研发的BY20/1.2型LNG泵液装置将LNG泵、管路、阀门等全部橇装在一个橇上。

(2)深圳亚威华实业有限公司，经营法国PD3000LNG低温泵，该设备技术先进、性能优越、安全可靠，广泛用于液化天然气、工业气体的钢瓶与缓冲灌充装。可输送介质为液氧、液氮、液氢、液体二氧化碳、液体氧化氮、液化天然气、液氢等，泵驱动类型为润滑脂曲轴驱动。

(3)杭州台连气体设备有限公司，生产LNG大流量低温液体泵。国内唯一生产制造LNG泵厂家，填补国内LNG泵的空白。质量设计遵守IGC 11/82标准。

 为满足广大客户建设LNG、L-CNG加气站的需要，促进中国天然气事业的发展，公司积极开发BPLNG-1000/25、BPLNG-1800/25、BPLNG-6000/10,BPLNG-90000/10低温泵。

(4)科莱斯达低温设备(杭州)有限公司，科莱斯达低温设备(杭州)有限公司是法国科莱斯达在中国设立的唯一子公司，它是一个国际性的专注于生产工业气体、LNG碳氢化合物和清洁能源设备的集团公司，一直走在低温技术的前端，其中90%以上的产品和服务出口到世界各地。

5 结论

20世纪60年代，美国、日本等国就有低温潜液泵产品问世，其研发技术成熟，制造工艺先进，相关产品性能优越，可靠稳定，目前正朝着大型、高效、节能的方向发展。国内相应的研究却很少，潜液式LNG泵研制技术尚属空白。但是，国内目前具有常温流体潜液泵研制的成功经验可供借鉴，一些单位己开展了低温电缆和低温电绝缘材料、液体的闪蒸和汽蚀现象，以及低温液体物性的研究工作，这些都为该技术国产化提供了有力的技术支持。深圳、福建、上海、青岛等地LNG接收站的相继建成，为该技术的国产化提供了广阔的市场空间。随着LNG在我国能源结构中所占比例的逐步上升，我国应该尽早开展潜液式LNG泵的研究和试制工作，生产产品，满足市场需求，并且产生良好的经济效益和社会效益。