80屏蔽电泵

一、概述无泄漏离心泵常用的两种型式：屏蔽泵、磁力泵；无泄漏泵现已广泛应用于石油化工、煤化工、医药、制冷、核电等行业；无泄漏泵的出现和发展，是由于输送介质往往具有易燃、易爆、易挥发、有毒、有味、强腐蚀等特性。普通型式的离心泵无法满足长周期、稳定生产过程中安全、环保、职业卫生的要求。无泄漏离心泵在医药、核电领域应用较为广泛，在石油化工领域里也有一些应用，但比例不大。磁力泵略多一些，屏蔽泵的使用逐渐增加。屏蔽泵的结构及原理屏蔽电泵是离心泵和三相交流电机的共同体，过流部件直接与驱动电机的轴相连，共同组成转子部件。定子屏蔽套嵌在定子内侧，以隔离转子腔和定子腔，整个转子浸在工作介质中，屏蔽泵只有静密封（泵进出口法兰和接管）而无动密封，使屏蔽电泵达到完全无泄漏，转子旋转工作的动力来源于定子磁场。CNF液化气型屏蔽电泵液化气型屏蔽泵的特点是在电机腔的尾部增加了一个辅助叶轮，相当于压缩机的辅助油泵，使液化气体这样的介质得到进一步的增压，从而避免了介质在润滑和撤热过程中因升温汽化。CAM多级型屏蔽电泵多级泵的泵头部分与离心泵基本相同，不同的是转子电机一体化，以及自润滑系统。炼化公司的甲醇进料泵是五级增压，178M扬程。CAM型5级以上屏蔽电泵五级以上的特点是增加了一个润滑回路，保证尾部用于滑动轴承的润滑介质推动力（尾部与第三级叶轮入口间的差压）。CNK高温型屏蔽电泵高温型泵的尾部有一个辅助叶轮，使流体在电机腔和冷却器之间形成撤热回路。CNK+D泥浆型屏蔽泵用于输送含有少量柔软颗粒的液体，其特点是电机循环液为后部计量泵注入清洁的母液，正常情况下电机和泵腔内的液体处于动态平衡状态，由于计量泵的注入压力高于泵的出口压力，故泵腔内的介质不能进入电机腔内。带外循环冷却器，高压外循环方式，接计量泵CAM型串联泵MCN标准型磁力传动泵MCAM多级型磁力泵屏蔽泵的力平衡屏蔽泵的支承结构与小型离心压缩机类似，径向力由滑动轴承承载，转动过程中介质的粘度在轴承的底部区域形成液压动力液膜托起转子，使固定部件和转动部件不直接接触，因此磨损极小。轴向力被轴承组件中的推力盘平衡掉。泵的轴向窜量就是推力盘安装留下的余隙。离心泵的承载和平衡轴向力均由背靠背推力向心球轴承来完成。屏蔽泵的保护技术屏蔽泵的监控设施有：机械式轴承监视装置，轴承磨损量超标预警。温度传感器（热敏电阻、热敏开关、热电阻等），轴承、电机过热保护。差动式感应线圈，轴向窜量超标预警。屏蔽泵智能诊断控制器。工艺流程设置的液位计及报警、温度计及报警等。装置流程简述丁烯-1装置用原料是丁二烯的丁烷丁烯抽余液，以及外购的甲醇。丁烷丁烯抽余液中主要含有异丁烯、丁烯-1、丁烯-2及少量的1，3丁二烯和碳三，俗称混合碳四。丁烯-1主装置的主要流程是：醚化、反应精馏、水洗、甲醇回收、加氢、精馏。罐区接收主装置的甲醇原料以及主装置的产品（丁烯-1、MTBE、丁烯-2、碳三碳四）。用泵装汽车槽车、火车槽车、船。屏蔽泵的选择丁烯-1项目是2003年批准建设的，9月份土建开工，年底完成施工图设计及设备订货，属于边设计边施工的项目。03年上半年，组织到广东茂名乙烯实习，茂名乙烯丁烯-1装置是99年建成投产的，大部分采用的是日本帝国公司产的屏蔽泵，帝国的产品其滑动轴承的材质是石墨（与机械密封摩擦副相同），为保证屏蔽泵的长周期运行，在泵的尾部加装了轴承磨损的轴承监视装置，轴承监视器的原理就是一个带压的薄球与轴同心，置于轴的孔内，有0.5-1mm的间隙，当轴承磨损到一定量时，接触到薄球使其磨损，破坏漏气，监视装置上的压力表失压，被巡检人员发现后，安排检修更换轴承。从使用的情况来看，连续运转的工况轴承更换的周期是1-2年。这与SHS03047屏蔽泵维护检修规程中大修周期24个月基本吻合。SHS03047是上海石化使用日机装的屏蔽泵为依据编写的。当时我们的想法也很朴素，考虑两年一个大检修周期，正常的检修完全可以在大修期间、倒空置换很彻底的状态下把轴承换掉。避免甲醇、MTBE等物料因检修产生的安全、环保、职业卫生等带来的压力。选用屏蔽泵好比第一次吃螃蟹。我们选择了当时国内业绩最好的三家屏蔽泵制造厂招投标，上海日机装、大连帝国、大连海密梯克。甲醇的危害甲醇有较强的毒性，对人体的神经系统和血液系统影响最大，它经消化道、呼吸道或皮肤摄入都会产生毒性反应，甲醇蒸气能损害人的呼吸道粘膜和视力。急性中毒症状有：头疼、恶心、胃痛、疲倦、视力模糊以至失明，继而呼吸困难，最终导致呼吸中枢麻痹而死亡。慢性中毒反应为：眩晕、昏睡、头痛、耳鸣、现力减退、消化障碍。甲醇摄入量超过4克就会出现中毒反应，误服一小杯超过10克就能造成双目失明，饮入量大造成死亡。致死量为30毫升以上，甲醇在体内不易排出,会发生蓄积，在体内氧化生成甲醛和甲酸也都有毒性。在甲醇生产工厂，相关部门规定，空气中允许甲醇浓度为50mg/m3，在有甲醇气的现场工作须戴防毒面具，废水要处理后才能排放，允许含量小于200mg／L。燃爆危险：本品易燃。丁烯-1的危害健康危害：有轻度麻醉和刺激作用，并可引起窒息。急性中毒：出现粘膜刺激症状、嗜睡、血压稍升高、心率增快。高浓度吸入可引起窒息、昏迷。慢性影响：长期接触以丁烯为主的混合性气体，工人有头痛、头晕、嗜睡或失眠、易兴奋、易疲倦、全身乏力、记忆力减退。有时有粘膜慢性刺激症状。环境危害：对环境有危害，对水体、土壤和大气可造成污染。燃爆危险：本品易燃易爆。甲基叔丁基醚（MTBE）的危害MTBE具有一定的毒性。20世纪80年代末开始研究其毒性。研究发现，它易于与水融合，可渗入土壤，破坏地下水质，认为它是一种可能的污染物。MTBE主要经呼吸道吸收，也可以经皮肤和消化道吸收，动物在高浓度的MTBE中可致癌。对小鼠的麻醉浓度为1.0mmol/L，致死浓度为1.6mmol/L。对人体的影响主要表现在上呼吸道、眼睛粘膜的刺激反应，长期接触可使皮肤干燥。美国EPA推荐饮用水中MTBE的质量浓度为5.2~10.3微克/L。SHS03047-2004屏蔽泵维护检修规程1992年上海石化总厂起草；2004年上海石化股份有限公司修订；以上海日机装生产的屏蔽泵为参照物：检修周期：小修6-12个月，大修24个月；撤热方式：夹套冷却，循环水1-2M3/小时；轴承材质：浸渍石墨；腔内过流介质通过尾部返回线回到罐内。选择大连海密梯克产品的原因上海日机装和大连帝国的轴承及平衡轴向力的推力盘材质都是石墨对石墨，保质期是一年；大连海密梯克的材质是碳化硅对碳化硅的，保质期是五年。由于大连海密梯克电机功率的细分以及水力模型的效率略高，同样的工况，上海日机装和大连帝国的装机功率比大连海密梯克的高25%左右。有两台蒸汽凝液泵齐鲁设计院给的汽蚀余量NPSHA是1M，上海日机装和大连帝国在当时没有产品能够满足条件，海密梯克产品最小NPSHA为0.9M。上海日机装和大连帝国的屏蔽泵采用的是夹套式循环水撤热技术，需要用1-2M3/台循环水冷却，每年的循环水的消耗量较大。14*1.5*8000=168000M3。大连海密梯克的屏蔽泵采用的是介质内部循环撤热技术，省去了外接循环水的材料及施工费用，也省去了循环水消耗的费用。采购过程采用的是询比价，大连海密梯克的几轮报价均比其他两家高15%左右，后来经过沟通，我们有信心有能力用好贵厂的产品，希望通过丁烯-1车间成功使用，将使之海密梯克的产品推广的桥头堡。因此，大连海密梯克的5年保质期无检修费用，不需要循环水，装机功率小节省电费等综合下来，不但在安全环保、职业卫生等社会效益非常大，又大大的减少了使用和维护成本，选择他们的成为了必然，使用单位和供货单位获得了双赢。使用和推广情况由于1.5万吨/年丁烯-1（实际产能达到了1.8万吨/年）不能满足塑料厂对丁烯-1的需求，2006年，丁烯-1装置进行了由1.5万吨/年扩容至2.5万吨/年的改造，根据2年屏蔽泵的使用情况和我们对此种类型泵的了解，以及原来的甲醇碳四进料泵（四台卧式高速泵）、第二精馏塔回流泵（两台离心泵）检修频繁，在改造过程中选用了大连海密梯克的屏蔽泵。这样，丁烯-1A线改造后屏蔽泵的装机总台数为33台。2008年丁烯-1装置二次扩容，新上一套2万吨/年的丁烯-1装置B线。B线中16台泵中14台选用了屏蔽泵，另外两台因流量小（4M3）、扬程高（160M），考虑到泵效率的因素选用的是高速泵。如今的丁烯-1装置的AB线共使用了56台海密梯克的屏蔽泵产品。丁烯-1罐区使用了8台海密梯克的屏蔽泵产品。屏蔽泵在我公司的运行情况5年多运行下来，屏蔽泵的总体使用和运行情况相当良好。最长的使用周期已经超过了五年，各项指标都很稳定，与初期无异。共有两台在使用过程中轴承损坏，返厂检修。一台是蒸汽凝液送电厂的蒸汽凝液泵，电厂检修误操作将管路关闭了，使得凝液出不去，泵轴承烧毁。一台是第一精馏塔回流泵，大修完成后，由于电气开关柜的故障，送电时泵未经过操作柱启动操作已经带电运转，使泵无液运行，等操作工送电返回时灌泵，轴承爆裂抱死。改进措施有二，一是蒸汽凝液管线在出界区前加装了自力式调节阀。即使出现管路不通的状况，自力式调节阀在管路压力升高达设定值时自行开启，保证泵的正常运转。二是修改装置流程上的屏蔽泵的单机操作法，在送电前先灌好泵并设置好工艺流程，即使电气开关柜出现故障，也不会使泵出现空转。（见屏蔽泵单机操作法）屏蔽泵的优点无泄漏，适合于各种流体，也不必担心因介质泄漏而造成的职业危害（如甲醇、MTBE对人体的伤害）、安全风险（如高温液体或液化气体泄漏引起的火灾）、环境污染（检修过程中的倒空置换、泵进出口阀门泄漏在泵检修过程中就地排放带来的危险）的压力。无轴密封（即动密封），所以适合高压系统条件和极低温和高熔点的物料输送。泵与系统一体化，整体封闭，不必担心吸入空气，所以特别适合真空系统条件使用。泵和电机一体化构造，安装简便，特别适合狭小空间的安装和使用。无需添加润滑油和电机找正，无需为泵振动超标而费心。维护保养非常省心。无电机风扇、无滚动轴承，转子动平衡处理，所以泵的噪音很小。无加工损失，运行周期长，维护费用低。操作简便，巡检简单（听、摸），无需盘车，包机卫生容易实现。屏蔽泵的缺点及应对之策不能缺液，不能断液流（不能前路不畅，不能后路不通）。提高操作技能；设置最小流量返回线；设置泄压设施。不能汽蚀。引起离心泵汽蚀的原因较多，液位过低、过滤器堵塞、前后阀或调节阀开度过小、泵内漏过大引起介质温升过高、冷流体的入口保温不良、夏季开泵时管道内流体温度过高等等。需找出相应原因消除影响。不能盘车。提高管理要求，两个月切换一次，两个月对在运行的泵做一次状态监测（测振、测温）。碳化硅是单晶体结构，温度陡升或陡降容易爆裂。极端温度的流体，操作需缓慢进行，先暖泵后灌泵。如果因误操作使泵干磨，需停止操作，安排拆检，最好是换掉所有的轴承。千万不能在滑动轴承高温状态下立即灌泵，引起轴承爆裂而导致屏蔽泵彻底报废。小窍门由于屏蔽泵的稳定性好，具备长周期运行的条件。考虑到电的闪停和电负荷的平衡，A、B线（单元）的泵各选择同回路工作，即A线（单元）泵同时使用A泵时B线（单元）则同时使用B泵。如果短时间恢复供电，操作工只需要启动停电前的在用泵，而不需要灌泵。生产可以在很短时间内恢复。屏蔽泵、磁力泵、离心泵的简单比较维修费用屏蔽泵：低，可长周期运行，免维修；磁力泵：稍高，滚动轴承更换频率与离心泵相同；离心泵：高，运行周期1-2年，需更换轴承、机械密封、轴套等。如要求泄漏率低采用双机械密封则更高。操作难度屏蔽泵：操作简单，操作流程与离心泵相同，无需盘车，为保障装置的稳定运行，两个月切换一次。磁力泵：与屏蔽泵相同。更换滚动轴承时无需倒空置换。离心泵：每天盘车一次，检修时需倒空置换。海密梯克与同行之间的比较优势技术优势部件名称国内其它同类产品海密梯克屏蔽泵滑动轴承材质为石墨；易磨损，抗起动冲击差。平均使用寿命一年。材质为优质碳化硅(纯度9