給石油化工裝置泵選型時(shí),對(duì)泵的要求必須滿足對(duì)介質(zhì)特性的要求,對(duì)輸送易燃、易爆、易揮發(fā)的低溫介質(zhì)(液化石油氣等)、有毒或貴介質(zhì)的泵要求軸封可靠或采用無泄漏泵。應(yīng)優(yōu)先選用無泄漏泵,如屏蔽泵、磁力泵。
在這里我們從屏蔽泵和磁力泵的結(jié)構(gòu)和原理,深入分析屏蔽泵和磁力泵各自的優(yōu)勢特點(diǎn),對(duì)石化化工裝置無泄漏泵的選型有一定的指導(dǎo)意義。
1.石油化工行業(yè)對(duì)化工泵的高要求
隨著化學(xué)工業(yè)的發(fā)展以及人們對(duì)環(huán)境、安全意識(shí)的提高,對(duì)化工用泵的要求也越來越高。在一些場合(如輸送易燃、易爆、易揮發(fā)的低溫介質(zhì)(液化石油氣等)、有毒或貴介質(zhì)的場合)對(duì)某些泵提出了絕對(duì)無泄漏要求,這種需求促進(jìn)了無泄漏泵,屏蔽泵和磁力泵的發(fā)展。
現(xiàn)在屏蔽泵和磁力泵廣泛應(yīng)用于化工、制藥、核工業(yè)、航天等行業(yè)。屏蔽泵和磁力泵都屬于無泄漏泵,無軸封,但他們的結(jié)構(gòu)和原理不同。
屏蔽泵和磁力泵相比,磁力泵具有價(jià)格低、不用返廠維修的優(yōu)點(diǎn),屏蔽泵具有安全性更高、運(yùn)行振動(dòng)和噪音小、故障率低、平時(shí)維修工作量小的優(yōu)點(diǎn)。
2.屏蔽泵和磁力泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理
屏蔽泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理
屏蔽泵是一種無密封泵,泵軸與電機(jī)軸共用一根軸,葉輪裝在這根公共軸上,電機(jī)與泵融為一體,都被密封在一個(gè)被泵送介質(zhì)充滿的壓力容器內(nèi),此壓力容器只有靜密封,并由一個(gè)電線組來提供旋轉(zhuǎn)磁場并驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子。
其主要由泵體、葉輪、定子、轉(zhuǎn)子、前后導(dǎo)軸承、軸套以及推動(dòng)盤組成。轉(zhuǎn)子軸端裝有葉輪,由前后導(dǎo)軸承支撐,浸在輸送的介質(zhì)中,形成無軸封的結(jié)構(gòu),以達(dá)到無泄漏輸送的目的。
1.泵體 2.葉輪 3.前導(dǎo)軸承 4.定子 5.轉(zhuǎn)子 6.軸 7.后導(dǎo)軸承 8.推動(dòng)盤 9.軸承監(jiān)視器
屏蔽泵其實(shí)就是把電機(jī)里面的轉(zhuǎn)子和定子隔離開,電機(jī)轉(zhuǎn)子與葉輪都做在公共軸上,轉(zhuǎn)子與葉輪一起旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子外面再做一個(gè)屏蔽套密封起來,這樣介質(zhì)與轉(zhuǎn)子接觸,被密封在屏蔽套里面。
電機(jī)定子繞組在屏蔽套外周,直接利用電動(dòng)機(jī)的原理來驅(qū)動(dòng)葉輪(屏蔽泵這種電機(jī)設(shè)計(jì)是一種屏蔽式專用電機(jī))。簡單來講,屏蔽泵效果就相同于把泵與電機(jī)封在同一個(gè)密封殼中。
磁力泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理
磁力泵由泵、磁力傳動(dòng)器、電動(dòng)機(jī)三部分組成,電機(jī)是普通電機(jī),電機(jī)軸和泵軸是2根軸,通過普通聯(lián)軸器連接,關(guān)鍵部件磁力傳動(dòng)器由外磁轉(zhuǎn)子、內(nèi)磁轉(zhuǎn)子及不導(dǎo)磁的隔離套組成。
其主要由泵體、葉輪、軸、內(nèi)磁鋼轉(zhuǎn)子、外磁鋼轉(zhuǎn)子、隔離套、軸承等組成。泵軸上裝有一個(gè)圓筒形的外磁轉(zhuǎn)子,外磁轉(zhuǎn)子內(nèi)表面均勻布置著NS極相見排列的永磁體。
泵的轉(zhuǎn)動(dòng)部件也裝有一個(gè)圓筒形的內(nèi)磁轉(zhuǎn)子,內(nèi)磁轉(zhuǎn)子外表面同樣均勻布置著NS極相見排列的永磁體。電機(jī)帶動(dòng)外磁轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn),由于永磁體的相互吸引,外磁轉(zhuǎn)子帶動(dòng)內(nèi)磁轉(zhuǎn)子同步旋轉(zhuǎn),進(jìn)而帶動(dòng)泵軸旋轉(zhuǎn)。
內(nèi)磁轉(zhuǎn)子與介質(zhì)接觸,內(nèi)外磁轉(zhuǎn)子之間加一個(gè)非磁性材料制作的隔離套,隔離套固定在泵端蓋上,這樣將被抽送的介質(zhì)以靜密封的形式密封在隔離套內(nèi)。磁力泵主要用在高端應(yīng)用場合,比如在輸送強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、液氯等有害介質(zhì)時(shí)是最理想的選擇。
3.屏蔽泵和磁力泵的特點(diǎn)對(duì)比分析
根據(jù)屏蔽泵和磁力泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理,可知屏蔽泵和磁力泵的共同點(diǎn)是都屬于葉片式離心泵,無泄漏泵,都沒有任何軸封;不同點(diǎn)是彼此的結(jié)構(gòu)原理完全不同。其各自的優(yōu)勢如下表1和2所示:
屏蔽泵優(yōu)勢:
序號(hào) |
比較項(xiàng)目 |
屏蔽泵 |
磁力泵 |
1 |
密封性能、軸承潤滑 |
工藝介質(zhì)部分全密封結(jié)構(gòu),軸承由工藝介質(zhì)潤滑 |
工藝介質(zhì)部分全密封結(jié)構(gòu),隔離套內(nèi)軸承由工藝介質(zhì)潤滑,但泵腔外部軸承必須定期加油潤滑 |
2 |
安全性 |
屏蔽套和電機(jī)外殼雙層密封,一旦屏蔽套破損,屏蔽電機(jī)的外殼也起到密封的作用 |
介質(zhì)與外界之間只有隔離套起密封作用,一旦隔離套破損將導(dǎo)致工藝介質(zhì)迅速擴(kuò)散到大氣中 |
3 |
壓力
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雖說屏蔽套一般只有0.5~0.6mm厚,但在定子及加固套的輔助作用下,屏蔽泵可承受較大的工藝介質(zhì)壓力。 |
磁力泵的耐壓的提高只能通過增加隔離的厚度來實(shí)現(xiàn),但隔離套加厚將導(dǎo)致磁力的傳導(dǎo)能力下降,降低效率,所以隔離套不能太厚,使磁力泵的耐壓能力受到限制 |
4 |
溫度
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–160~+480℃ |
–10 ~+400℃
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5 |
粘度范圍
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屏蔽電機(jī)產(chǎn)生的熱量能夠給工藝介質(zhì)加熱,使得電機(jī)腔內(nèi)的介質(zhì)粘度下降,因此屏蔽泵適用的粘度范圍比磁力泵大 |
適用的粘度范圍較窄
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6 |
噪音
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噪音很小,無滾動(dòng)軸承、聯(lián)軸器、電機(jī)風(fēng)扇 |
電機(jī)風(fēng)扇、聯(lián)軸器、滾動(dòng)軸承運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大的噪音 |
7 |
長度
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短小,結(jié)構(gòu)緊湊 |
有軸承架、聯(lián)軸器、電機(jī)部分,總體尺寸較大 |
8 |
聯(lián)軸器
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不需聯(lián)軸器
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需要普通聯(lián)軸器與電機(jī)連接
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9 |
主要故障點(diǎn)及維修工作量 |
故障點(diǎn)較少:兩個(gè)軸承、屏蔽套、電機(jī)線圈。故障較少,維修量小 |
故障點(diǎn)較多:六個(gè)軸承、聯(lián)軸器、隔離套、電機(jī)線圈。故障相對(duì)較多,維修量相對(duì)較大 x |
磁力泵優(yōu)勢:
序號(hào) |
比較項(xiàng)目 |
屏蔽泵 |
磁力泵 |
1 |
是否返廠維修 |
軸承可以現(xiàn)場更換,但若屏蔽套破損,需返廠進(jìn)行更換 |
所有備件均可在用現(xiàn)場更換,不用返廠維修。 |
2 |
屏蔽(隔離)套厚度 |
一般0.5mm |
一般0.8~1.3mm |
3 |
輸送含顆粒介質(zhì)
|
原則上不允許有顆粒,特別是硬質(zhì)顆粒影響軸承潤滑和屏蔽套。 |
原則上不允許有顆粒,特別是硬質(zhì)顆粒影響軸承潤滑和隔離套,但由于隔離套相對(duì)屏蔽泵屏蔽套要厚,雜質(zhì)劃傷對(duì)隔離套影響相對(duì)要小一點(diǎn) |
4 |
效率
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比磁力泵略低 |
一般磁力泵電機(jī)(普通電機(jī))比屏蔽泵電機(jī)的效率高,但由于磁力傳動(dòng)及機(jī)械聯(lián)軸器傳動(dòng)相應(yīng)損失一定的效率,總體來說磁力泵的效率比屏蔽泵的效率略高 |
5 |
價(jià)格 |
比磁力泵價(jià)格要高 |
根據(jù)廠家不同,價(jià)格比屏蔽泵低約5~20% |
在石油、化工裝置對(duì)泵的要求,必須滿足對(duì)介質(zhì)特性的要求,要充分考慮輸送介質(zhì)的特性,工況環(huán)境的特點(diǎn),安全環(huán)保的要求及經(jīng)濟(jì)成本進(jìn)行綜合考慮。安全優(yōu)先,經(jīng)濟(jì)性為本。
從上面的對(duì)比可以看出,屏蔽泵和磁力泵是兩種不同的技術(shù),但流體部分都是全密封構(gòu)造,無須機(jī)械密封或填料密封即可實(shí)現(xiàn)無泄漏,都可選為對(duì)密封要求高的工藝介質(zhì)用泵。
屏蔽泵和磁力泵相比,磁力泵具有價(jià)格低、不用返廠維修的優(yōu)點(diǎn),屏蔽泵具有安全性更高、運(yùn)行振動(dòng)和噪音小、故障率低、平時(shí)維修工作量小的優(yōu)點(diǎn)。