磁力泵在实现设备零泄漏中的应用

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  [摘 要]化工生产中液体介质的输送主要依靠各类离心泵等设备来实现,要求离心泵应具有较强的耐腐蚀和密封性能,且运行稳定,使用周期长。长期以来,焦化行业一般采用普通的耐腐蚀化工泵,介质的泄漏现象较多,污染环境,影响正常的生产。改用磁力泵后,设备密封效果显著,使用周期长,改善了区域的环境,减少了污染。
  [关键词]腐蚀;密封;磁力泵
  中图分类号:F447 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)40-0036-01
  前言
  莱钢焦化煤气脱硫、硫铵系统的生产介质具有较强的腐蚀性,且易燃、易爆、易中毒,原设计使用的是耐腐蚀的单端面密封形式的离心泵,虽然材质上具有一定的耐腐蚀性,但这种密封形式的密封点分布多,运行不稳定,易发生泄漏,使用周期较短,检修频繁。影响正常的稳定生产,经分析研究改用整体式磁力泵,以静密封取代动密封,使泵的过流部件处于完全密封状态。既延长了设备的使用周期,降低了维修费用,又杜绝了生产流程中介质的跑、冒、滴、漏问题,消除了环境污染。实现了“无泄漏生产”的目的。
  1 存在问题
  1.1 使用现状
  目前使用的耐腐蚀离心泵,泄漏频繁。尤其酸、碱输送泵,腐蚀严重,检修周期短,机械密封大约10-15天更换一次,泵轴、轴套使用1个月就需更换。泵壳、机封座等泵体出现多处腐蚀点,即使修复后仍存在渗漏。
  1.2 泄漏带来的损害
  1)增加了生产操作与维修作业的频次;
  2)增加了维修费成本;
  3)增大了酸、碱等输送介质的损耗;
  4)污染环境、介质对区域的腐蚀破坏。
  5)影响了正常生产
  针对以上问题,经研究分析采用耐高温无泄漏磁力驱动泵。
  2 磁力泵应用与研究
  2.1 磁力泵的选型与改造措施
  原离心泵参数:流量25m3/h,扬程50H,电机功率18.5KW,泵材质为304。新选磁力泵流量24 m3/h,扬程45H,电机功率18.5KW,泵材质为304。
  根据设备参数,在不改变电机功率的前提下选择与原离心泵流量、扬程相近的CQB系列磁力泵。并利用原泵的电气系统,只对泵的基础和进、出口管道进行改造,使用效果良好。
  2.2 磁力泵改造前后密封效果分析比较
  普通耐腐蚀离心泵机械密封(单端面机械密封)如图1所示
  1-动环座;2-动环;3-静环;4-压盖密封圈;5-静环密封圈;6-动环密封圈;7-密封腔;8-弹簧;9-紧订螺钉;10-传动螺钉
  机封中有4个可能的泄漏点分别是4-压盖密封圈、5-静环密封圈、6-动环密封圈、密封端面。在实际使用中频繁出现的泄漏点是5-静环密封圈、6-动环密封圈。因为这两个密封点的密封面在泵体上,泵体的密封面一直处于与腐蚀介质的接触中,长期使用极易对密封面造成腐蚀,且5-动环密封圈一直处于高速运动中,再者这两处密封点对密封面的精度要求高,所配备的密封圈无调整间隙的功能,很容易造成泄漏。另外这种密封设计一旦泄漏介质将直接进入外部环境,导致环境污染,运转设备泄漏更有可能造成介质飞溅伤人。
  磁力泵结构密封特点如图2所示
  1-泵壳;2-静环;3-动环;4-叶轮;5-密封圈;6-隔板;7-隔离套;8-外磁钢总成;9-内磁钢总成;10-泵轴;11-轴套;12-连接架;13-电机
  电机轴上装有一个圆筒形的外磁转子,在其内侧圆柱面上均匀密排着N.S极相间排列的外磁钢(永磁体),在泵轴的右端也装有一个圆筒形的内磁转子,在其圆柱外表面上同样均匀密排着N.S极相间排列的内磁钢(永磁体)。由于内磁转子与输送介质相接触,为防止受介质的侵蚀,所以在内磁转子的外表面上加一个不受介质腐蚀是非磁性材料的内包套。在内、外磁转子之间有一个非磁性材料制作的隔离套,隔离套紧紧固定在泵盖上,将被抽送的介质以静密封的形式密封在泵体内,故介质不会外泄。当电机带动外磁转子旋转时,由于永磁体的吸斥作用,带动内磁转子同步旋转,因为叶轮与内磁转子连成一体,从而叶轮也就和内磁转子一起旋转而达到输送液体的目的。
  3 磁力泵的性能优点
  磁力泵在焦化煤气脱硫、硫铵系统的应用,主要有以下特点
  1)泵轴由动密封变成封闭式静密封,彻底避免了介质泄漏。
  2)磁力泵运转时泵自身输送的少量的液体作为冷却液,无需独立润滑和冷却水,降低了能耗。
  3)由联轴器传动变成同步拖动,不存在接触和摩擦。功耗小、效率高,且具有阻尼减振作用,减少了电动机振动对泵的影响和泵发生气蚀振动时对电动机的影响。
  4)过载时,内、外磁转子相对滑脱,对电机、泵有保护作用。
  4 磁力泵改造前后检修与节能分析
  4.1 检修费用分析
  离心泵年检修费用:
  机封(每15天更换一次):998×(365÷15)=23952元
  泵轴(每两个月更换一次):1059×(12÷2)=6354元
  轴套(每两个月更换一次):367×(12÷2)=2202元
  叶轮(每年更换一次):1635元
  机封座(每年更换一次):320元
  合计:34463元
  每年检修一次,备件费用只需2000元。目前应用6台设备。
  每台年检修节约成本(34463-2000)*6=194778元
  4.2 节能分析
  磁力泵与原离心泵电机功率一样,所以改造前后能耗不变。
  5 磁力泵在实现零泄漏中的的缺陷及未来展望
  磁力泵实现了设备的“零泄漏”,在焦化煤气脱硫、硫铵系统的应用取得了良好效果。但磁力泵不适应输送含有杂质、易结晶的介质,主要是介质中的颗粒聚积,容易造成磁力泵的内磁钢、隔离罩卡死,导致腔内无介质冲洗和润滑而损坏。因此,磁力泵的结构设计、内在质量、工艺性能等方面都需要不断改型和更新,扩大适应范围。总之,磁力泵在实现设备的零泄漏中具有较好的推广和应用价值,经济和社会效益显著。
  参考文献
  上海五冶检修公司编著《煤气净化设备状态维护与检修技术》,上海交通大学出版社,2006年。
  《磁力驱动泵系列使用说明书》,北京市北鲸水泵厂提供。
  作者简介
  张燕,女,生于1974年7月,现在山东钢铁股份有限公司莱芜分公司焦化厂任职,中级职称,致力于新设备新技术在生产中的应用。
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