陳建華 孫建民
(新疆獨山子天利實業(yè)總公司 新疆獨山子)
屏蔽泵是用將定子繞組和轉(zhuǎn)子繞組分別置于密封金屬筒體內(nèi)的屏蔽電機驅(qū)動,泵殼與驅(qū)動電機外殼用法蘭密封相連,取消泵軸動密封結(jié)構。廣泛用于石油、化工、制冷、食品、國防、原子能等工業(yè),用來輸送酸、堿、易燃、易爆、劇毒等液體。
屏蔽泵的泵部分與電機部分直接連接,葉輪安裝在電機軸端。葉輪、泵軸、電機轉(zhuǎn)子共同組成轉(zhuǎn)子部件,屏蔽套嵌在定子內(nèi)側(cè)隔離開定子腔與轉(zhuǎn)子腔,定子位于屏蔽套之外,轉(zhuǎn)子完全浸在泵送介質(zhì)中。屏蔽套有非磁性、耐腐蝕的高強度的哈市合金材料制造,定轉(zhuǎn)子之間的扭矩傳遞完全由磁場來完成。
屏蔽泵液力端與普通離心泵一樣,依靠離心葉輪的高速旋轉(zhuǎn)將葉輪的動能轉(zhuǎn)化為液體的動能,然后在擴壓段將動能轉(zhuǎn)化為液體的靜壓能。介質(zhì)從泵殼入口進入,通過葉輪的旋轉(zhuǎn)升壓,大部分介質(zhì)由泵的出口排出,而小部分介質(zhì)導入屏蔽泵電機內(nèi)部,首先冷卻前軸承,然后流經(jīng)定子與轉(zhuǎn)子之間的間隙來冷卻電機,隨后冷卻后軸承,最后從主軸部位的中心通孔回到泵的吸入口。
KA-V型屏蔽泵循環(huán)液(輸送液體一部分)從葉輪入口→連接體的斜孔→前側(cè)軸承與前側(cè)軸套之間的間隙→定子屏蔽套與轉(zhuǎn)子屏蔽套之間的間隙→后側(cè)軸承與后側(cè)軸套之間的間隙→軸內(nèi)孔→葉輪吸入口(圖1)。
圖1 循環(huán)液流經(jīng)順序
電機與泵一體化結(jié)構,全部采用靜密封,使電泵完全無泄漏;全封閉、無泄漏結(jié)構可輸送有毒有害液體物質(zhì);采用屏蔽式水冷電機并取消冷卻風扇,泵噪聲低,適用于對環(huán)境噪聲要求高的場合。
采用輸送介質(zhì)潤滑的石墨滑動軸承,使運行噪聲更低且無需人工加油。近幾年軸承材料又增加有碳化硅、超硬材料等,使用壽命優(yōu)于石墨軸承。立式結(jié)構可像閥門一樣安裝于管路上,方便快捷,維修時只需將電機與葉輪抽出即可,無需拆除管路。配合安裝減振器或減振墊運行,電泵運行更平穩(wěn)更安靜(圖 2)。
圖2 屏蔽泵部件簡介
公司化工助劑裝置的2臺原料泵P101和P301,是大連帝國屏蔽泵業(yè)生產(chǎn)的臥式保溫高熔點屏蔽泵。P101,輸送介質(zhì)為26酚,額定流量15 m3/h,揚程32 m,介質(zhì)熔點36℃,操作溫度60~80℃,夾套介質(zhì)為90℃熱水。P301,輸送介質(zhì)為24酚,額定流量15 m3/h,揚程32 m,介質(zhì)熔點54℃,操作溫度80~110℃,夾套介質(zhì)為140℃低壓蒸汽。葉輪、泵軸材料均為SUS304,屏蔽套為哈C,軸承材料為石墨+金屬銻,軸套和推力盤的材料為SUS304+碳化鎢,密封墊片為聚四氟乙烯。2臺原料泵投料開車以來,連續(xù)平穩(wěn)運行4年,沒有出現(xiàn)任何故障。
(1)如果泵的工作流量小于最小連續(xù)流量2.4 m3/h,可能導致泵效率低,溫度升高,泵干轉(zhuǎn)等。如果流量過大,可能超過電機的額定輸出功率,并可能發(fā)生氣蝕。流量過小也可能導致泵氣蝕余量不能滿足使用要求,因此屏蔽泵在操作中應嚴格控制流量范圍,有效的措施是在配電室設置功率監(jiān)控裝置,對操作功率設置高限和底限。
(2)屏蔽泵采用泵送介質(zhì)來冷卻電機和軸承,輸送介質(zhì)又為高熔點介質(zhì),因此必須保證介質(zhì)全部溶化,介質(zhì)溫升30~50℃/h,投用介質(zhì)前需經(jīng)充分的溶化,使用前進行電動排氣運行充分排氣后方可運行,不能帶有鐵屑。避免屏蔽套間隙堵塞,導致燒壞軸承和電機。
(3)屏蔽泵的化工軸承使用泵送介質(zhì)來潤滑,潤滑性差的介質(zhì)不宜采用屏蔽泵輸送,一般來講,適用于屏蔽泵的介質(zhì)黏度為0.1~20 mPa·s。如果黏度超過此范圍或介質(zhì)由游離的氣體成分,則需要采用外注入潤滑性液體的方式。如果介質(zhì)對清潔度要求較高,應避免選用石墨軸承。
(4)屏蔽泵運行雖可靠,但一旦出現(xiàn)故障往往后果很嚴重,為此泵廠家安裝TRG指示表(泵的運轉(zhuǎn)狀態(tài)指示表),見圖3,可檢查軸承磨損情況,可監(jiān)視電機的反轉(zhuǎn)、缺項、短路,可監(jiān)視進入固體異物,可實現(xiàn)遠程監(jiān)視,出現(xiàn)故障立即報警,自動停車等功能。
(5)TRG表指針超出量程,說明電機反轉(zhuǎn),需斷電后校正接線,此情況往往出現(xiàn)在初期泵試車或檢修結(jié)束時。TRG表指針在黃色區(qū)域或紅色區(qū)域,說明電機出現(xiàn)故障,需查找原因,通常有泵磨損和軸彎曲問題。TRG表指針在綠色區(qū)域,電機運行正常。(6)保溫系統(tǒng)分為泵體保溫、連接體保溫、RB端
圖3 TRG指示表
蓋保溫、電機保溫,電機運轉(zhuǎn)后續(xù)控制電機保溫系統(tǒng)的溫度在規(guī)定范圍(80~140℃),如在冬季檢修,需將夾套內(nèi)的液體吹掃干凈,放置泵體凍裂。