磁力泵在含硫污水系統(tǒng)中的應用

鄔耀飛

摘 要:在含硫污水系統(tǒng)中使用的磁力泵充分發(fā)揮了其優(yōu)勢,含硫污水是具有高濃度硫化氫的污水,含有煤粉、油泥等雜質。本文通過磁力泵在污水汽提裝置長期的實際使用,反復摸索經(jīng)驗,闡述了其在含硫污水(含有高度硫化氫和煤粉等雜質)中使用的優(yōu)點和缺點,使其結構在技術改造后更加完善。

關鍵詞:磁力泵含硫污水煤粉波紋管平衡器

中圖分類號:TD8 文獻標識碼:A 文章編號:1674-098X(2012)07(c)-0110-02

含硫污水是含有高濃度硫化氫的污水,泄露后會污染環(huán)境嚴重時會導致人員硫化氫中毒,磁力泵屬于無軸封無泄露泵的范疇,在該介質使用磁力泵既不會污染環(huán)境也不會有人員中毒,但煤化工工藝介質的特殊性,含硫污水含有煤粉、油泥等固體顆粒物質,造成泵經(jīng)常損壞,要想長周期穩(wěn)定運行泵結構還需完善。

1 磁力泵的概況

1.1 主要規(guī)格參數(shù)

a.介質:含硫污水;b.工作溫度:50～65℃;c.入口壓力0.005MPa;d.揚程:48m;e.流量:107m3/h;f.泵軸功率:20.57kW;g.電機功率:37kW。

1.2 結構特點(如圖1)

磁力泵主要由泵頭、磁力驅動裝置和其他零部件組成。泵頭部分主要由葉輪、泵體、滑動軸承、軸套、泵蓋、泵軸、機械密封等零件組成;磁力驅動裝置部分主要由內磁轉子、外磁轉子、隔離套等部件組成;其它零部件主要包括托架、底座、電機、中間軸承體和聯(lián)軸器等部件組成。其主要特點如下:全封閉、無泄漏、耐腐蝕、低噪音、振動小、體積小、易操作、易維修、運行可靠、自身冷卻循環(huán)設計、整機結構簡單、緊湊。

1.3 工作原理

原動機帶動外磁鋼轉子旋轉,由于磁場的作用內磁鋼轉子則同步旋轉,因為葉輪和內磁鋼轉子同軸而一起旋轉輸送液體。離心泵內磁轉子與外磁轉子之間有隔離套,隔離套與內磁轉子之間形成一個封閉腔(導熱油腔),腔內充滿隔離液,使隔離液通過軸(空心軸)在腔內循環(huán),給滑動軸承及內磁轉子進行冷卻潤滑,外部有循環(huán)水冷卻套給隔離液降溫,從而無一般泵的軸封問題,所以磁力泵是一種無泄漏水泵。

2 磁力泵應用過程中發(fā)現(xiàn)的問題及分析

2009年10月新建污水汽提裝置建成,該磁力泵進行投用,發(fā)生多次抱軸現(xiàn)象,致使泵無法滿足裝置正常使用。

滑動軸承、軸損壞:(1)該泵在運行時突然跳車,檢查發(fā)現(xiàn)盤不動車,待給泵解體后發(fā)現(xiàn)前后滑動軸承全部損壞,滑動軸承與軸卡死造成跳車,當時在導熱油腔內發(fā)現(xiàn)很多煤粉。原因分析一:機械密封失效造成介質進入導熱油腔,原因分析二:波紋管平衡器O形圈失效造成介質進入導熱油腔內;拆開后發(fā)現(xiàn)波紋管平衡器O形圈已經(jīng)破損,機械密封動靜環(huán)完好,動環(huán)密封圈完好。(2)含硫污水罐罐尺降低需用該泵倒灌,在啟動運行20min后該泵跳車,停車后發(fā)現(xiàn)盤不動車,經(jīng)解體檢查發(fā)現(xiàn)機械密封介質側波紋管凹槽內有大量的煤粉聚集,滑動軸承已經(jīng)破損。這次檢查波紋管平衡器O形圈完好。原因分析:機械密封介質側波紋管淤積大量煤粉,波紋管失去彈性作用,致使機械密封泄露,介質進入導熱油腔內,煤粉、油泥等雜質使滑動軸承與軸套之間發(fā)生磨損卡塞現(xiàn)象,造成泵內振動大,滑動軸承損壞形成泵卡死現(xiàn)象。(3)經(jīng)過多次檢修,問題主要出現(xiàn)在波紋管平衡器O形圈和機械密封波紋管處,對多次事故進行了研究分析后主要有三個方面,一是機械密封介質側波紋管淤積煤粉等造成機械密封失效;二是機械密封動環(huán)密封環(huán)處失效造成密封泄漏;三是波紋管平衡器O形圈失效導致介質泄漏,綜上述原因進行了針對性的技術改造。

3 磁力泵部分結構技術改造措施

3.1 波紋管平衡器技術改造

經(jīng)過分析研究決定取消波紋管平衡器,用不銹鋼堵頭堵死,氬弧焊焊到泵體上,確保不再有泄漏現(xiàn)象發(fā)生,新增外接平衡罐與導熱油腔用金屬軟管連接。平衡罐連接方式與堵頭焊接形式如圖2:

工作原理:(1)平衡罐利用氮氣源的持續(xù)壓力,來平衡泵的入口壓力,達到轉子的軸向力平衡的目的;(2)由轉子后端的輔助葉輪提供持續(xù)的動力,使轉子腔里的冷卻介質循環(huán)流動起來,及時把隔離套產(chǎn)生的熱量帶走(由冷卻水在熱交換腔中交換走。)達到給隔離套冷卻的目的。氮氣源可以保證轉子腔的壓力高于泵的入口的壓力,使泵輸送的介質不能泄漏到泵腔,達到保護轉子腔零件的目的;(3)平衡罐壓力保持比入口壓力高0.2～0.4MPa。

3.2 機械密封技術改造

(1)對于含有少量煤粉和油泥等雜質的工況,為了防止介質側波紋管被煤粉淤積,影響機械密封使用,經(jīng)與機械密封廠家溝通介質側波紋管增設四氟迷宮密封,阻擋顆粒物質進入波紋管表面;在動環(huán)上增設螺旋效應環(huán),增加機封處的介質流動,防止顆粒物質淤積;(2)將動環(huán)密封圈更改為柔性石墨,防止四氟密封的塑性變形。

4 結語

磁力泵在含硫污水系統(tǒng)中使用充分發(fā)揮了其優(yōu)點,使高危害介質不發(fā)生泄漏,不造成環(huán)境污染和人員傷害。在改造過程中完善了泵的結構,解決了泵頻繁損壞的問題,達到了最初選用磁力泵的目的。在煤制油項目中有許多設備都是由于設計的不完善造成設備無法長周期運行,但在實際運行中經(jīng)過我們不斷的改造和完善我相信最終是能解決這些問題的。

參考文獻

[1] API610石油石化天然氣用離心泵.9版.2003.