新型含水法化学用剂泵的探讨制作和运用

新型含水法化学用剂泵的探讨制作和运用新一代湿法磷酸用泵系单级单吸离心泵，设计压力：1.6MPa，输送介质温度：-20～120℃；流量：15～2500m3/h；扬程：10～150m.有多种叶轮及密封形式，可满足不同的工况要求。特别适用于输送含固体颗粒腐蚀性磨蚀性介质，是湿法磷酸行业的首选泵型。二、湿法磷酸装置对泵设备的要求目前在磷酸料浆泵的使用过程中，用户迫切需要解决的关键问题主要集中在以下三个方面：一是延长磷酸料浆泵的使用寿命，即提高材料的耐腐蚀、磨蚀性能问题；二是磷酸料浆泵的密封问题；三是解决由于所输送介质易结晶带来的泵拆卸、清理、维护问题。1.介质特性对泵材质的要求湿法磷酸生产的特点是输送含固量高的强腐蚀混合酸(如表)，设备极易受介质的腐蚀和冲刷磨损而失效，因此湿法磷酸生产用泵必须能够在强腐蚀和强磨损相互作用的介质工况条件下长期运行。2.介质特性对密封的要求在国内湿法磷酸泵用密封结构大多为填料密封、机械密封(单端面或双端面机械密封)、副叶轮填料密封等，在停机时会产生大量的介质泄漏，既腐蚀了产品零件，又造成了生产现场的环境污染。由于磷酸料浆含有大量固体颗粒，介质有强腐蚀性，介质温度降低时会析出产生结晶物，因此对密封的要求较高，采用传统的泵用密封结构形式很难满足用户的使用要求，特别是由于密封冲洗水的通入，不仅使介质冷却带来结晶，又增加了介质浓缩过程中蒸汽的通入量，增加了用户的运行成本，因此开发无水、长寿命、高可靠性的密封势在必行。3.介质特性对结构设计的要求磷肥用泵有别于一般化工流程泵，因此在水力和结构方面要进行改进设计。由于湿法磷酸生产中介质含固量高，采用闭式叶轮，介质易堵塞叶轮的出口流道，影响了泵的性能，加上固体颗粒对过流部件的腐蚀磨蚀作用，降低了泵的使用寿命。部分料浆中含有5%～15%气体，设计时要注意泵的吸入特性，泵应具备短期内逆转、超负荷起动及流量―扬程自调节的特点。同时考虑到所输送介质中含固量高达65%，泵的设计转速太高，会加快过流部件的磨损，加大了备品备件的消耗，增加了用户运行使用成本，因此泵的设计转速一般应≤1450r/min.三、新一代湿法磷酸用泵的研发1.优化泵的水力与结构新一代湿法磷酸用泵是在两相流理论与工况应用经验相结合的基础上设计的。在水力设计方面，采用了专业软件对水力模型进行优化设计，确保泵的水力性能达到技术要求，优化涡流叶轮的水力结构，避免叶片间液流扩散严重，合理的叶片数可改善叶片间的轴向旋涡流动，并采用最薄的叶片厚度，延长了过流件的使用寿命，提高了泵的效率。在结构设计方面采用对泵的整体结构及产品的最终外观进行动态模拟，并进行零件干涉检验。2.新型的无水机械密封泵采用无水机械密封设计，泵在正常运转时，由于副叶轮的作用，密封腔内无介质，密封端面自动脱开，泵正常运转而无任何泄漏。当泵停止运转后，副叶轮失去作用，由于液体静压的作用，密封腔内将充满液体，在液体介质压力的作用下，密封端面闭合，起到密封作用，防止液体的泄漏。不仅达到了环保的目的，同时避免了密封冲洗水的通入带来浓缩过程中大量蒸汽的消耗，在相同的使用寿命下降低湿法磷酸生产过程中浓缩工序的运行成本，满足湿法磷酸生产的需要。3.适合不同工况的合金材料通过对材料进行微合金化处理，合理的成分控制与正确的热处理工艺，进一步提高材料的耐磨性和耐蚀性能，使材料的性能指标均优于国内同类材料的水平，达到了国外同类材料的水平。根据用户使用工况及工位的不同，选用不同材质。4.涡流叶轮根据磷酸及磷酸料浆的介质特性，研发了涡流叶轮，考虑叶轮旋转时，叶轮前腔体内形成的贯通流和循环流，让大部分固体物质可不经过叶轮而直接从无叶腔流出，使叶轮无堵塞性能良好，磨损减轻。考虑了叶轮与无叶腔的相对位置形式，既保证固体物的通过能力，又减小了循环流及循环流造成的水力损失，特别适用于湿法磷酸肥装置生产中，一洗、二洗、产品酸等易结晶的工位。由于采用了涡流叶轮，原来平均3～6天就要对泵进行清理、维护，延长到平均15～20天；减少了介质对叶轮的冲刷、腐蚀，使叶轮的使用寿命比普通闭式或半开式叶轮寿命提高15%～20%.四、新一代湿法磷酸用泵主要技术特点JFZ卧式耐腐蚀耐磨蚀泵系列适用于输送含固体颗粒腐蚀性介质，如：磷酸料浆、滤洗液、稀磷酸输送、浓磷酸输送、洗涤、循环水、磷酸浓缩、磷铵料浆、造粒尾气洗涤、干燥尾气洗涤、磷铵料浆循环等工位。产品的性能范围：流量：15～2500m3/h；扬程：10～150m；设计压力：1.6MPa；输送介质最高温度：-20～120℃。此系列泵有涡流叶轮、流道叶轮、叶片叶轮等多种叶轮形式，可满足矿浆、料浆、颗粒悬浮液、带状纤维、易结晶和少量含气工况介质的使用要求。该系列泵的叶轮前后盖板均设有背叶片，可减少介质向泵吸入口方向的回流、平衡轴向力，降低轴封处的压力和阻止固相进入轴封。叶轮与轴采用锥面配合，便于叶轮的装卸。当过流部件出现一定的腐蚀磨蚀导致泵性能下降时，可通过调节装置调整叶轮与泵体的间隙，使泵的性能得到最大限度的恢复。轴刚性强，采用滚子轴承和向心推力轴承，可承受很大的径向力，托架图1JFZ系列泵结构示意图a)b)c)叶轮形式a)闭式流道叶轮b)半开式叶轮c)涡流叶轮确保泵传动部分可靠运转。新一代湿法磷酸用泵，通过新技术、新密封、新结构的研发，延长了泵的使用寿命、降低了用户运行成本。产品性能覆盖范围广，满足湿法磷酸生产工艺的要求，是湿法磷酸行业的理想泵型。