工程塑料泵在酸站車間生產(chǎn)中的應(yīng)用研究

周艇 秦義剛

阜寧澳洋科技有限責(zé)任公司 江蘇鹽城（224400）

粘膠纖維生產(chǎn)過程中稀硫酸的使用主要在酸站工段或車間。酸站的任務(wù)是為粘膠纖維生產(chǎn)需用的紡絲浴等調(diào)配和回收的工段或車間。其任務(wù)是蒸發(fā)除去多余的水分及結(jié)晶析出多余的硫酸鈉，不斷補(bǔ)正酸液的組分，使其達(dá)到規(guī)定的指示范圍；濾去浴液中的懸浮的硫及硫化物等雜質(zhì)，并加溫到規(guī)定的溫度，保證浴液按需要量進(jìn)行循環(huán)。

循環(huán)的主過程是紡絲機(jī)臺回酸經(jīng)混合槽進(jìn)入到地位槽，在混合槽中補(bǔ)加硫酸、硫酸鋅。地位槽起緩沖儲存作用，地位槽的酸浴經(jīng)泵送至過濾器、加熱器到高位槽。高位槽的作用是以恒定的壓力輸送酸浴，使酸浴從高位槽流至紡絲機(jī)臺，再回流至酸站。循環(huán)的另一分支是蒸發(fā)多余的水分，以及結(jié)晶出多余的芒硝，母液仍回到地位槽。

本文主要針對工程塑料泵（臥式）進(jìn)行了解研究，在實際生產(chǎn)中投入了使用，從使用情況對工程塑料泵的耐腐蝕性、密封性、及耐磨性是決定其穩(wěn)定性及使用壽命的三個關(guān)鍵因素進(jìn)行分析：

一、耐腐蝕性

在粘膠纖維的生產(chǎn)過程中化工料：硫酸、堿用的比較多。其中除了一小部分為濃硫酸外，其余大部分為稀硫酸，因此，能耐稀硫酸的腐蝕是作為硫酸法生產(chǎn)用泵選材的一個基本點，幾種常見泵用材質(zhì)對硫酸（0-80℃，0%-75%）的耐腐蝕性比較：不銹鋼為差，氟塑料和超高分子量聚乙烯為優(yōu)[1]。

選擇以超高分子量聚乙烯為材質(zhì)的工程塑料泵完全可以滿足硫酸法生產(chǎn)中介質(zhì)的耐腐蝕要求，具有優(yōu)良的實用性、經(jīng)濟(jì)性。

二、密封性

密封形式的選擇是泵選型中的一個重要組成部分，合理的選型是確保生產(chǎn)正常運(yùn)行、減少物料浪費(fèi)、避免環(huán)境污染、降低維護(hù)成本的一個關(guān)鍵。在化纖粘膠生產(chǎn)中也是如此，特別是在化工料的輸送中，以前采用一些普通的機(jī)械密封或填料密封，結(jié)果使用壽命較短，泵泄漏頻繁，有的剛運(yùn)行幾天甚至幾小時就開始泄漏，嚴(yán)重的影響了生產(chǎn)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，也加劇了維修工的勞動，加大了維修成本。

化纖粘膠纖維的生產(chǎn)中，在粘膠與紡絲?。ㄋ嵩。┑姆磻?yīng)過程中，有一些膠塊、結(jié)晶等雜質(zhì)，因此對于酸站所使用的紡絲?。ㄋ嵩。┭h(huán)泵的密封提出了較高的要求。

1.普通型機(jī)械密封是一種標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)械密封，它主要是靠彈簧及波紋管來平衡動、靜環(huán)端面壓力，消除泵旋轉(zhuǎn)時形成的端面跳動，確保動、靜環(huán)緊密接觸面介質(zhì)密封的。當(dāng)介質(zhì)中含有大量小膠塊或其他雜質(zhì)時，由于波紋管與軸套間隙小而長、波紋管槽較窄，輕則將使波紋管堵塞，失去平衡作用，加劇動、靜環(huán)磨損；重則使動環(huán)堵死或或與軸套粘合在一起失去軸向補(bǔ)償作用。在離心力及介質(zhì)壓力的作用下，硬度膠塊或其他雜質(zhì)進(jìn)入密封面，加劇動、靜環(huán)的磨損，使泄漏愈演愈烈，最終失效。

2.填料密封是一種充填式密封，它是靠軸套與填料內(nèi)表面的柱面來密封的，隨著泵運(yùn)行時間的加長，填充料的磨損及其回彈率的減小使密封因缺乏有效補(bǔ)償而引進(jìn)泄漏。因此填料密封一般須經(jīng)常調(diào)整壓蓋來消除泄漏。而對于含有硬度顆粒的介質(zhì)，一旦有顆粒進(jìn)入泵的軸套部位并嵌在填料上，將加劇軸套的磨損，破壞軸套的密封面，造成密封的永久失效。

對于上面的情況，工程塑料泵主要從以下幾個方面來解決含稀酸、硬質(zhì)顆粒及易結(jié)晶介質(zhì)的輸送問題：

（1)泵運(yùn)轉(zhuǎn)時通過葉輪后面的副葉輪來阻止顆粒進(jìn)入密封腔。

(2)通過采用靜環(huán)的彈簧補(bǔ)償及動環(huán)的浮動式結(jié)構(gòu)來消除動靜環(huán)的端面跳動從而確保動靜環(huán)不管是在泵運(yùn)轉(zhuǎn)狀況下還是靜止?fàn)顟B(tài)下始終保持緊密接觸，而不致有顆?；蚪橘|(zhì)進(jìn)入密封端面。

(3）由于采用了內(nèi)流式結(jié)構(gòu)，一方面可以使介質(zhì)進(jìn)入密封端面，另一方面也可以避免因介質(zhì)阻塞靜環(huán)的軸向補(bǔ)償而引進(jìn)的密封失效，同時也避免了介質(zhì)對軸套及彈簧的腐蝕，延長了使用壽命。

（4）在動靜環(huán)的制作上由于采用了硬度較硬的SiC，在保證其耐腐蝕性能的同時提高了耐磨性。在結(jié)構(gòu)上則采用平衡型結(jié)構(gòu)，使動靜環(huán)端面比壓不致于隨介質(zhì)壓力的波動而變化，在確保不泄漏的同時，減少了磨損。

通過酸站車間的使用，十一效循環(huán)酸泵從更換到目前為止（20個月），紡絲浴循環(huán)泵，密封無任何滴漏，一直運(yùn)行正常，保證生產(chǎn)的穩(wěn)定運(yùn)行，同時也減低維修費(fèi)用和維修工的勞動。

另，十一效循環(huán)水泵是為十一效提供冷卻水的，所以采用不需加冷卻水的C3型機(jī)械密封。

三、耐磨性

在粘膠纖維的生產(chǎn)工藝中，酸循環(huán)中或多或少含有一些固體顆粒，有膠塊、塑料塊、填料塊等。這些都要求選用的泵體、葉輪材質(zhì)具有較好的耐磨性能，以延長泵的使用壽命、減少維修更換次數(shù)、降低維護(hù)成本。因此，以超高分子量聚乙烯為過流部件材質(zhì)的工程塑料泵以其優(yōu)異的耐磨性能（比鋼鐵耐磨8～9倍，比尼龍耐磨5倍，比黃銅耐磨27倍）及良好的抗沖出性能。幾種常見泵用材料耐磨性的比較:不銹鋼為3.16%，氟塑料為2.56%，超高分子量聚乙烯為0.35%（該數(shù)據(jù)由上海化工研究院提供，磨損條件：把試片制成60*40*3在砂漿中（砂：水=1：1，砂粒度：20-55目建筑用砂）以1400r/min的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)20h后測出的）。

綜上所述，在粘膠纖維的生產(chǎn)中，選用以超高分子量聚乙烯為材質(zhì)的工程塑料泵，選擇合適的密封形式，完全能夠滿足含稀硫酸的輸送要求，目前在車間已大量的使用，且效果顯著。

[1]黃家玉等，人造纖維工廠裝備[D]，青島海洋大學(xué)出版社出版，1993年6月第1版.

[2]左景伊，腐蝕數(shù)據(jù)手冊[D]，化學(xué)工業(yè)出版社，1982年.