引言

為了保障化工企業(yè)安全生產(chǎn),磁力泵被廣泛應(yīng)用,伴隨著化工工藝復(fù)雜化,需要輸送的介質(zhì)同時具備有毒有害、含有雜質(zhì)顆粒等特性,這就要求對只能輸送純凈液體的磁力泵進(jìn)行升級改造,對其內(nèi)部進(jìn)行必要的外置沖洗,從而達(dá)到保障安全生產(chǎn)、延長設(shè)備使用壽命的目的。

1磁力泵簡介

磁力泵是應(yīng)用現(xiàn)代磁力學(xué)原理,利用永磁體的磁力傳動實(shí)現(xiàn)扭矩的無接觸傳遞的一種新型泵,也就是電機(jī)帶動外轉(zhuǎn)子（即外磁鋼）總成旋轉(zhuǎn)時,通過磁場的作用磁力線穿過隔離套帶動內(nèi)轉(zhuǎn)子（即內(nèi)磁鋼）旋轉(zhuǎn),內(nèi)磁鋼又和葉輪通過泵軸相連接,從而帶動葉輪同步旋轉(zhuǎn),達(dá)到輸送介質(zhì)的目的。由于由泵體、泵蓋、隔離套部件組成的屏蔽密封腔體不存在動密封,這就保證了磁力泵的零泄漏、無污染。

在磁力泵的泵軸上,有兩對滑動軸承,起到支撐內(nèi)磁鋼和葉輪的作用?；瑒虞S承由內(nèi)套和外套組成,泵在工作時,滑動軸承的外套靜止,內(nèi)套跟隨泵軸、葉輪、內(nèi)磁鋼同步旋轉(zhuǎn),輸送的介質(zhì)在葉輪做功形成的壓力下,通過泵蓋內(nèi)部開孔流經(jīng)滑動軸承,對滑動軸承進(jìn)行潤滑、冷卻,再經(jīng)過泵軸中心孔回流到葉輪中心,即泵殼腔內(nèi)?；瑒虞S承的材質(zhì)為無壓燒結(jié)碳化硅,這種碳化硅硬度高,耐磨性能好,承受溫度可達(dá)1800℃,靠介質(zhì)本身冷卻潤滑,缺點(diǎn)一是非常脆,二是不能干磨,這就決定了磁力泵輸送的介質(zhì)不能含有顆粒。如有顆粒存在于滑動軸承的內(nèi)套和外套之間,泵工作后,滑動軸承內(nèi)套和外套相互轉(zhuǎn)動,就會導(dǎo)致滑動軸承破碎損壞:磁力泵工作時還必須有介質(zhì)潤滑滑動軸承,使滑動軸承內(nèi)套和外套不至于干磨成粉末。

2磁力泵在醋酐裝置中的應(yīng)用一磁力泵外置沖洗方案1

醋酐是一種有機(jī)物,化學(xué)式為C4H603,無色透明液體,有強(qiáng)烈的乙酸氣味,易燃,有腐蝕性,有催淚性,所以輸送醋酐時絕對不允許有任何泄漏,選用無泄漏的磁力泵是比較好的方案之一。

在醋酐的生產(chǎn)過程中,一些醋酐的粗品中往往帶有一些雜質(zhì)和顆粒,這就對輸送設(shè)備磁力泵的滑動軸承系統(tǒng)造成了致命傷害。鑒于滑動軸承在泵運(yùn)轉(zhuǎn)中是用所輸送介質(zhì)來進(jìn)行冷卻和潤滑的,因此在泵蓋外面開一個孔,把泵蓋內(nèi)部開孔堵死,泵蓋外面開的孔一直延伸到滑動軸承所在的位置,在泵蓋開孔處接上管道,引進(jìn)干凈的、不含雜質(zhì)的醋酐（或醋酸）,對滑動軸承進(jìn)行沖洗。沖洗液經(jīng)過泵蓋到達(dá)滑動軸承所在位置,經(jīng)過內(nèi)磁鋼端泵軸中心孔,回流到葉輪中心位置,使所輸送的醋酐粗品不能到達(dá)滑動軸承處,這樣滑動軸承內(nèi)部就沒有了顆粒的存在。

需要注意的是,外置沖洗液的選擇需滿足以下幾點(diǎn):（1）外置沖洗液必須是不含雜質(zhì)的純凈液體,不結(jié)晶,不析出其他固體。（2）外置沖洗液不能與泵所輸送的介質(zhì)發(fā)生反應(yīng),不改變原有輸送介質(zhì)的性質(zhì)。（3）外置沖洗液不能影響生產(chǎn)工藝的穩(wěn)定運(yùn)行,不會增加對外置沖洗液的處理工藝。

外置沖洗液的壓力確定和整個轉(zhuǎn)子的平衡調(diào)節(jié):通過滑動軸承的支撐,磁力泵的葉輪、泵軸、內(nèi)磁鋼組成了轉(zhuǎn)子。葉輪是靠葉輪中心的平衡孔大小來調(diào)節(jié)動態(tài)平衡的。當(dāng)使用外置沖洗液對滑動軸承進(jìn)行冷卻、潤滑時,引進(jìn)了新的壓力,而且外置沖洗液還要通過內(nèi)磁鋼端的泵軸的中心孔流到葉輪的中心位置,那么外置沖洗液的壓力必然要大于葉輪中心位置的壓力,也就是大于泵的入口壓力。不僅如此,外置沖洗液的壓力還要大于泵揚(yáng)程所產(chǎn)生的壓力,這樣泵腔里面的液體才不會順著泵蓋和泵軸的間隙流到滑動軸承所在的隔離套腔體內(nèi)。這就打破了原有的動態(tài)平衡,使葉輪向前推,于是就要增大葉輪的平衡孔直徑,以達(dá)到新的動態(tài)平衡。經(jīng)過試驗得出,當(dāng)外置沖洗液壓力=（泵入口壓力+泵揚(yáng)程壓力）×1.15時,葉輪正好能保持原有的平衡,無須增大葉輪平衡孔直徑。

外置沖洗液的壓力確定了,為實(shí)現(xiàn)這個壓力,則需要另外一臺設(shè)備給外置沖洗液加壓,可以選擇計量泵,還可以選擇新增加一臺磁力泵。對于工藝要求嚴(yán)格、關(guān)鍵的磁力泵設(shè)備,可以選擇這種主泵加輔泵的方案:對于多臺流程泵,不同工位且進(jìn)口壓力和泵的揚(yáng)程不一樣的工況,還可以選擇集中供給外置沖洗液的方案,即新增一臺外置沖洗液設(shè)備,新增設(shè)備的揚(yáng)程（外置沖洗液的壓力）要以多臺流程泵中所需壓力最大的一臺為準(zhǔn)進(jìn)行選取,對于外置沖洗液壓力大于實(shí)際需要的壓力的流程泵,則采取增大葉輪平衡孔的方案,使葉輪達(dá)到新的動態(tài)平衡。

磁力泵外置沖洗方案1,滿足了磁力泵可以輸送含有雜質(zhì)的介質(zhì)且要求零泄漏的工況,為安全生產(chǎn)提供了多一層的保護(hù)。

3磁力泵外置沖洗方案2

當(dāng)磁力泵輸送的介質(zhì)含有顆粒,且找不到一種符合要求的外置沖洗液時,可以選擇讓外置沖洗液只流經(jīng)泵蓋和隔離套組成的腔體,完成對滑動軸承的冷卻潤滑,不回流到泵體和泵蓋組成的腔體,也就是在泵蓋前面加上動態(tài)密封,以泵蓋為分界線,把泵體腔和隔離套腔分離開來,具體方案如下:

(1）外置沖洗液不進(jìn)入工藝流程,應(yīng)選擇價格低廉純凈不含雜質(zhì)穩(wěn)定性好的介質(zhì)。

(2）增加泵軸長度,因為要在泵蓋前安裝動態(tài)密封,泵軸長度要增加。泵軸中心孔由通孔改為半通孔,即泵軸在泵蓋后面的部分鉆中心孔,在兩對滑動軸承之間的位置,垂直方向鉆兩孔,與中心孔相連接,為外置沖洗液循環(huán)用。

(3）泵蓋要開上下兩個孔,且都與隔離套腔相連接。外置沖洗液從特定的緩沖罐流出,經(jīng)過沖洗液加壓泵對沖洗液做功,沖洗液從泵蓋下孔流到滑動軸承處,一部分對滑動軸承進(jìn)行冷卻潤滑,一部分流過內(nèi)磁鋼,經(jīng)泵軸后面的中心孔流回到滑動軸承的開孔處,再經(jīng)泵蓋上孔流回到緩沖罐,形成一個循環(huán)。

(4）外置沖洗液的壓力要小于主泵的揚(yáng)程所產(chǎn)生的壓力,當(dāng)泵蓋前面的動態(tài)密封損壞時,輸送的介質(zhì)因為壓力高會流到隔離套腔體里(保證工藝中不進(jìn)去其他液體）,輸送介質(zhì)伴隨著外置沖洗液流出主泵,在緩沖罐的刻度線上看到液面上升,就應(yīng)及時對主泵進(jìn)行維修,即更換損壞的動態(tài)密封。

(5）這種磁力泵的外置沖洗方案,可以使主泵應(yīng)用于更多工況,例如:1）真空裝置。在很多生產(chǎn)工藝中,因為工藝需要,磁力泵的進(jìn)口壓力為負(fù)壓,也就是在啟動主磁力泵后,磁力泵內(nèi)并沒有液體,這樣持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)幾秒鐘,磁力泵的滑動軸承在沒有液體潤滑的情況下就會嚴(yán)重磨損,帶來不必要的損壞。如果采用這種外置沖洗液方案,滑動軸承內(nèi)的冷卻潤滑液是外界單獨(dú)供給,不管泵腔里有沒有輸送的介質(zhì),泵都不會損壞,達(dá)到了磁力泵可以空運(yùn)轉(zhuǎn)的目的。2）卸車裝置。有很多化工廠的原料需要外購,運(yùn)輸方式大多是汽運(yùn)或者火車,卸車泵如果選用的是磁力泵,在卸車的尾聲時,槽罐內(nèi)的液體介質(zhì)已經(jīng)很少了,滿足不了泵的吸量,管道內(nèi)會進(jìn)來大量氣體,磁力泵會出現(xiàn)不上量振動等情況,極其容易損壞,原因就是沒有足夠的介質(zhì)對滑動軸承冷卻潤滑,而且卸車還卸不干凈,槽罐內(nèi)有大量剩余的介質(zhì)未流出。對磁力泵使用外置沖洗液后,上述情況就不會發(fā)生,卸車也能完全卸干凈。

4磁力泵外置沖洗方案3

當(dāng)主泵所輸送的介質(zhì)不能外泄還含有顆粒,或者介質(zhì)外泄后很難處理,而又找不到一種可以進(jìn)入工藝系統(tǒng)的介質(zhì)時,可以選擇把原有的輸送介質(zhì)中的顆粒分離出來,再用干凈不含顆粒的輸送介質(zhì)來沖洗滑動軸承,沖洗液隨著輸送介質(zhì)一起進(jìn)入工藝流程,具體方案如下:

(1）旋液分離器的使用:分離輸送介質(zhì)中的顆粒,可以選擇使用旋液分離器[2]。在磁力泵的出口處和進(jìn)口處分別開孔,磁力泵的出口處用管道連接旋液分離器,旋液分離器上端連接泵蓋開孔,下端連接泵進(jìn)口的開孔,磁力泵的泵軸不需要增長或改變,泵蓋只在外面開一個孔,并連接到滑動軸承所在的位置。內(nèi)部其他位置不開孔。

(2）沖洗液的流動途徑:磁力泵運(yùn)轉(zhuǎn)后,輸送的介質(zhì)有一小部分通過泵出口的開孔,進(jìn)入旋液分離器。經(jīng)過旋液分離器對液體的分離,一部分帶有顆粒的介質(zhì)經(jīng)旋液分離器的下端出口流回到磁力泵的進(jìn)口,一部分干凈的介質(zhì)通過管道進(jìn)入泵蓋里,再經(jīng)過泵蓋內(nèi)部的開孔,流到滑動軸承所在處,對滑動軸承進(jìn)行冷卻潤滑,再由泵軸的內(nèi)磁鋼端中心孔流回葉輪中心位置,隨泵輸送介質(zhì)一起進(jìn)入工藝系統(tǒng)。此沖洗方案完美滿足了在沒有外界沖洗液存在的情況下,磁力泵輸送含有顆粒的無泄漏液體的工況。

5磁力泵外置沖洗方案4

磁力泵的內(nèi)磁鋼位于隔離套腔內(nèi),整體都浸泡在磁力泵所輸送的介質(zhì)或沖洗液中。內(nèi)磁鋼選用的是優(yōu)質(zhì)彩鉆合金磁塊,理論上所能承受的最高溫度是450℃,考慮到內(nèi)磁鋼轉(zhuǎn)動,隔離套切割磁感線所產(chǎn)生的熱量,輸送的介質(zhì)溫度一般都控制在350℃以內(nèi)。為了使用磁力泵輸送高溫介質(zhì)(在沒有外界沖洗液存在的情況下）,可以把磁力泵外置沖洗方案3中的旋液分離器換成換熱器,降低沖洗液的溫度,再去沖洗滑動軸承系統(tǒng),使磁力泵可以輸送更高溫度的介質(zhì)。

6結(jié)語

磁力泵采用外置沖洗方案,實(shí)現(xiàn)了易燃易爆有毒有害且含有顆粒的液體在高溫要求無泄漏等工況下的輸送,更好地保障了工藝的安全生產(chǎn)。