ABS樹脂是丙烯腈一丁二烯一苯乙烯三元共聚物,主要生產(chǎn)原料、助劑為有毒、易燃、易爆物料。若采用普通化工流程泵來輸送這些介質(zhì),將因不同程度的泄漏而帶來許多問題。自一九九三年至今,ABS裝置中共安裝使用了二十四臺不同規(guī)格、型號的無泄漏泵(見表1)。這些泵運轉(zhuǎn)周期長、維護與操作費用低,有效保證了輸送介質(zhì)的零泄漏,是化工流程泵中的*選擇。
1.1無泄漏泵使用中應(yīng)注意的問題
(1)由于無泄漏泵運行時會產(chǎn)生一定的熱量,必須依靠介質(zhì)冷卻和熱散,因此無泄漏泵不可在無液或泵出口閥關(guān)閉或泵不出液體的狀態(tài)下運行。如果泵不能建立自身冷卻循環(huán),會造成摩擦表面干摩擦,導(dǎo)致軸承溫度急劇升高、膨脹變形,遇冷收縮、炸裂而損壞。另外,磁力泵內(nèi)磁轉(zhuǎn)子無循環(huán)冷卻,溫度急升、粘接磁鋼塊磁性下降,zui終出現(xiàn)磁轉(zhuǎn)子退磁現(xiàn)象。
(2)無泄漏泵軸承為滑動軸承,其摩擦面中若進入顆粒,會引起軸承表面擦傷,嚴(yán)重者出現(xiàn)條痕和溝槽,這些條痕和溝槽脫落的磨屑會殘留在摩擦表面內(nèi),形成新的磨料,從而使磨損狀況愈加嚴(yán)重,zui終導(dǎo)致軸承損傷失效。因此,為了防止軸承過度磨損、保證工作介質(zhì)清潔無雜質(zhì),泵入口管路必須加裝過濾器,且應(yīng)定期清理檢查。
(3)由于無泄漏泵存在著軸向力平衡問題,因而在泵運轉(zhuǎn)過程中應(yīng)盡量避免沖擊載荷的出現(xiàn),防止轉(zhuǎn)子軸前后竄動使軸承破碎。沖擊載荷對磁力泵造成的危害更大.同步磁轉(zhuǎn)子在出現(xiàn)尖峰載荷時。內(nèi)外磁轉(zhuǎn)子會發(fā)生滑脫不同步。磁體產(chǎn)生渦流,溫度驟然升高,磁體退磁粘接劑失效,磁塊卡死。造成沖擊載荷的主要原因是輸送介質(zhì)溫度過高、管路中介質(zhì)流量和揚程發(fā)生變化。輸送介質(zhì)溫度過高易在泵人口負(fù)壓區(qū)嚴(yán)重汽化,使泵呈半抽空狀態(tài),引起汽蝕和
汽阻現(xiàn)象。因此,在使用無泄漏泵時應(yīng)嚴(yán)格控制輸送介質(zhì)人口溫度,盡可能平穩(wěn)操作。
(4)根據(jù)輸送介質(zhì)理化參數(shù),合理安排清理檢查頻次。由于某些介質(zhì)在特定環(huán)境中易于自聚或結(jié)焦,在管路中會造成管道變細(xì)或管路堵塞,在泵體中會使軸承與推力盤產(chǎn)生粘結(jié),加速軸承磨損,使轉(zhuǎn)子卡住無法轉(zhuǎn)動。對磁力泵來說,自聚物還可能堵塞泵軸中心通孔,造成泵體發(fā)熱或軸承軸向磨損加劇。因此應(yīng)對泵體和管線、泵軸中心通孔等定期進行吹掃和疏通,防止物料自聚或結(jié)焦。
(5)無泄漏泵軸承材料的選用必須與輸送介質(zhì)的化學(xué)特性相適應(yīng)。由于某些介質(zhì)屬于溶劑類物質(zhì)??扇芙馐薪n的樹脂等材料,浸漬物從石墨中被解析出來,會影響石墨軸承摩擦面的致密度,從而降低軸承的耐磨性,縮短其使用壽命。根據(jù)輸送介質(zhì)對石墨軸承浸漬物的溶解腐蝕程度,應(yīng)選擇使用浸漬巴氏合金的石墨材料或四氟材料,以保證軸承的耐腐蝕性和耐磨性。
(6)在檢修磁力泵或更換磁轉(zhuǎn)子時。必須注意內(nèi)、外磁轉(zhuǎn)子的磁極對數(shù)的匹配,否則運行時會產(chǎn)生劇烈抖動和尖嘯聲,并使磁轉(zhuǎn)子很快退磁。由于磁轉(zhuǎn)子中磁鋼塊密封在轉(zhuǎn)子內(nèi),一般更換時應(yīng)成對更換。
2 無泄漏泵主要技術(shù)和應(yīng)注意的問題
2.1無泄漏泵主要技術(shù)
(1)轉(zhuǎn)子軸向力的調(diào)節(jié)與平衡
從無泄漏泵結(jié)構(gòu)可以看出,轉(zhuǎn)子(內(nèi)磁轉(zhuǎn)子)整個浸泡在有壓介質(zhì)中。由于泵工作時葉輪口環(huán)尺寸、屏蔽套(隔離套)尺寸間隙、前后軸承間隙等因素會影響壓力分布,不可避免地引起軸向竄動。為此在無泄漏泵設(shè)計中設(shè)置有葉輪后口環(huán)、葉輪平衡孔或葉輪背葉片以及泵軸中心冷卻通孔(磁力泵)等,來平衡軸向力。這一過程非常復(fù)雜而且理論依據(jù)還不是很成熟,因此在實際使用過程中通常是用調(diào)整葉輪后口環(huán)尺寸和軸向總竄量來調(diào)節(jié)軸向力大小。根據(jù)經(jīng)驗,一般軸向總竄量控制在△S=1.0~1.5mm。
(2)冷卻潤滑措施
在正常工作狀態(tài)下,屏蔽泵屏蔽電機繞組和磁力泵磁轉(zhuǎn)子因磁損(磁極間的磁力)引起發(fā)熱,前后軸承、推力盤因承受載荷也發(fā)熱;當(dāng)扭矩波動和尖峰載荷時,磁轉(zhuǎn)子間發(fā)生滑動產(chǎn)生渦流熱。為此必須對其進行冷卻.通常用泵本身輸送的介質(zhì)作循環(huán)冷卻液帶走熱量,同時介質(zhì)對前后軸承、推力盤進行潤滑;對于高溫工況而言,泵還應(yīng)配有冷卻夾套,以降低循環(huán)液的溫升。一般循環(huán)液溫升T<3~5℃。根據(jù)輸送介質(zhì)、工況的不同,屏蔽泵的循環(huán)方式主要有三種:
① 正循環(huán)
正循環(huán)方式是屏蔽泵循環(huán)方式的基本型式,其循環(huán)回路是:泵體出口一后軸承、后推力盤一屏蔽套一前軸承、前推力盤一葉輪平衡孔一葉輪進口。
② 逆循環(huán)
逆循環(huán)適用于易氣化液體,由于溫升主要發(fā)生于屏蔽套處,故循環(huán)回路分為三部分:泵體高壓腔一屏蔽套一排氣部;泵體高壓腔一屏蔽套一后軸承、后推力盤一排氣部;泵體高壓腔一前軸承、前推力盤一葉輪平衡孔一葉輪進口。
③ 外循環(huán)
外循環(huán)適用于高溫介質(zhì)(100~350℃)工況下,循環(huán)液于泵體外部冷卻換熱后以類似于正循環(huán)回路方式進行冷卻循環(huán)。
由于磁力泵結(jié)構(gòu)原因,目前只有一種循環(huán)方式,分為三路:泵體高壓腔一隔離套一軸中心孔一前軸承、前推力盤一葉輪平衡孔一葉輪進口;泵體高壓腔一隔離套一后軸承、后推力盤一前軸承、前推力盤一葉輪平衡孔一葉輪進口;泵體高壓腔一后軸承、后推力盤一前軸承、前推力盤一葉輪平衡孔一葉輪進口。在選擇合適的冷卻循環(huán)液回路形式基礎(chǔ)上.必須保證循環(huán)回路的暢通和循環(huán)液流量,一般認(rèn)為循環(huán)液流量約為泵流量的5% (對于小流量無泄漏泵
來說循環(huán)液流量應(yīng)適量放大)。
(3)屏蔽套、隔離套及其間隙
屏蔽泵屏蔽套、磁力泵隔離套因屏蔽和強度要求。一般采用*非磁性材料,如奧氏不銹鋼和哈氏合金、鈦合金,其厚度與泵工作壓力、轉(zhuǎn)子徑向尺寸有關(guān)。一般屏蔽套單面厚度δ=0.5-1.5mm,隔離套單面厚度δ =0.8-2.0mm;屏蔽泵定、轉(zhuǎn)子間隙1.0-2.0mm。磁力泵外磁缸與隔離套間隙0.5-1.0mm、內(nèi)磁缸與隔離套間隙1.0-2.0mm。這些數(shù)據(jù)是在保證泵正常運作基礎(chǔ)上的經(jīng)驗統(tǒng)計。
(4)軸承與推力盤
無泄漏泵的前后軸承除承受徑向力并支承轉(zhuǎn)子運轉(zhuǎn)外,其推力盤還承受不平衡軸向力。當(dāng)軸承、推力盤磨損量過大,定子(或隔離套)與轉(zhuǎn)子之間將產(chǎn)生摩擦,以致燒毀電機繞組(或碰缸)。因此,軸承、推力盤應(yīng)有適量的潤滑“油槽”、足夠的承載能力和自潤滑性。一般軸承采用浸漬石墨、四氟材料,推力盤采用不銹鋼堆焊鈷鉻鎢合金材料。
(5)磁轉(zhuǎn)子
磁力泵軸工作扭矩通過磁轉(zhuǎn)子來傳遞。目前國內(nèi)生產(chǎn)的磁力泵多為同步型,即內(nèi)、外磁轉(zhuǎn)子同步運轉(zhuǎn)。內(nèi)、外磁轉(zhuǎn)子內(nèi)部用高溫粘接劑粘接有相同數(shù)量的磁鋼塊,形成一一對應(yīng)的磁極關(guān)系,從而保證了不會出現(xiàn)丟轉(zhuǎn)現(xiàn)象。由于磁損發(fā)熱導(dǎo)致介質(zhì)溫度升高,故磁力泵工作溫度決定了磁轉(zhuǎn)子磁性材料的使用?,F(xiàn)在。常用的磁性材料有釹鐵硼、鐵氧體、釤鈷等。
(6)狀態(tài)監(jiān)控
根據(jù)無泄漏泵的傳動特性,泵運行中不可避免地會受到不穩(wěn)定工況的影響,出現(xiàn)軸承過度磨損或溫升過高等現(xiàn)象。隨著無泄漏泵技術(shù)的發(fā)展,為加強泵的安全可靠性,屏蔽泵設(shè)計有電子式軸承檢測器,磁力泵隔離套處設(shè)計有溫度檢測裝置。這些裝置可以實現(xiàn)異常報警顯示,控制泵的開啟。
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