磁力泵在氫氟酸車間的應用

詹小軍劉慈軍

（多氟多化工股份有限公司)

磁力泵在氫氟酸車間的應用

詹小軍*劉慈軍

（多氟多化工股份有限公司)

指出了在氫氟酸車間硫酸吸收工段氟塑料襯里離心泵運行存在的問題，介紹了采用磁力泵的優勢及其在實際應用中的良好效果。

離心泵磁力泵機械密封硫酸吸收氟塑料襯里

多氟多化工股份有限公司氫氟酸車間硫酸吸收工段安裝有一臺磁力驅動泵，用于公司氫氟酸2#線硫酸吸收。該泵的型號為ITF65-50-160，流量20 m3/h，揚程25 m，功率7.5 kW。該泵的作用是將硫酸吸收塔中噴淋的濃硫酸打循環。工藝流程為：高位槽濃硫酸通過溢流進入到吸收塔，將無水氟化氫氣體中的二氧化硫氣體等進行吸收，形成為約50℃的混酸，然后用氟塑料襯里離心泵將其打到吸收塔中循環使用。近一年來，以磁力泵代替四氟泵使用效果良好，極大地改善了車間的操作環境，為連續均衡穩定生產打下了基礎。

1 IHF氟塑料襯里離心泵存在的問題

1.1 機械密封損壞頻繁IHF

系列氟塑料襯里離心泵（見圖1）按國際標準設計，泵體采用金屬外殼，內襯聚全氟乙丙烯(F46)；泵蓋、葉輪和軸套均用金屬嵌件外包氟塑料整體燒結壓制成型，軸封采用外裝式波紋管機械密封；靜環采用99.9%氧化鋁陶瓷（或氮化硅)材料；動環采用四氟填充材料。其特點是耐腐耐磨，密封性能優越可靠。該泵適用于輸送任何濃度的硫酸、鹽酸、醋酸、氫氟酸、硝酸、王水、強堿、強氧化劑、有機溶劑、還原劑等苛刻條件的強腐蝕性介質，是目前世界上最新的耐腐蝕裝備之一。它的最大優點是結構先進合理、耐強腐蝕、密封性能嚴密可靠、工作穩定、噪聲低、使用壽命長。

因此氟塑料襯里離心泵用于硫酸吸收工況應該是沒有問題的，但是就實際生產情況看，效果并不理想。根據對生產車間了解的情況，平均每半月就需更換機械密封一次，有時候一周更換一次。據不完全統計，2009年共領用了70套機械密封，型號為WB2-35。車間同型號的泵共有14臺，用于硫酸吸收4臺，用于氟硅酸吸收8臺。2010年1～8月份車間領用機械密封50套。WB2-35型機械密封從理論上講是適用于該工況的。

在無水酸生產過程中，來自二級冷凝器、精餾塔冷凝器和脫氣塔冷凝器的氟化氫和四氟化硅氣體，通過尾氣風機產生的負壓進入到硫酸吸收塔。通過硫酸吸收循環泵，將硫酸吸收循環槽內的洗滌酸經過硫酸吸收冷卻器冷卻后打入硫酸吸收塔，對氟化氫氣體進行循環吸收。當硫酸吸收循環槽內的液位達到上限后，通過液位聯鎖控制將吸收酸不斷地輸送到洗滌塔中，另一方面，通過控制電動調節閥將來自硫酸過渡槽的新鮮硫酸不斷地補充到硫酸吸收循環槽中。這個過程在理論上應該是沒有粉塵的，但是從機械密封的損壞情況看，大部分都是因為磨損而損壞的。可見硫酸在吸收二氧化硫和四氟化硅氣體的同時，也將氣體中的粉塵吸收了，經過不斷循環，洗滌酸中的雜質含量越來越多，大大縮短了機械密封的使用壽命。

圖1 離心泵結構

1.2 機械密封不正確安裝導致損壞

我們知道，WB2-35型機械密封適用于清潔的、無懸浮顆粒的介質，要求管理系統十分干凈，嚴防固體雜質進入機械密封端面。安裝要求也是嚴格的，不允許有任何細微劃痕和碰破缺陷，過流部件在安裝密封前須沖洗干凈，動靜環面清洗后用柔軟布擦干凈，然后涂上一層清潔機油或油脂。據車間反映，那些剛更換沒有多長時間就損壞的機械密封是因為安裝不當造成的。一方面，機修工的安裝水平有差異，主觀上未能嚴格按照要求進行安裝；另一方面，現場環境不是很好，粉塵較多，機修工稍不注意就容易造成安裝不當。

1.3 安全和環保問題

機械密封的泄漏將帶來很多安全隱患和環保問題。因為該泵輸送的是硫酸等混酸，腐蝕性強，一旦泄漏濺到工人身上就是一起安全事故。此外，泄漏的酸流到樓板上，影響現場衛生，沖洗后廢水流到水溝里也給環保處理帶來壓力。

1.4 運行成本

頻繁更換機封增加了車間的各項成本。在目前無水酸生產緊張的情況下，一旦機械密封損壞就得盡快搶修。在更換機械密封時必須用清水將泵整體清洗干凈，否則就會造成酸燒的危險。沖洗泵不僅耗費了大量清水，也損失了大量硫酸。更換零部件等都會增加生產的成本。單是因為更換機械密封造成停產的損失就是相當巨大的。

2 解決措施

2009年10 月份我們開始在氫氟酸車間硫酸吸收工段試用磁力驅動泵。實際運行證明，磁力泵能較好地解決IHF氟塑料襯里離心泵存在的問題。

2.1 磁力泵的結構

磁力泵，是一種通過磁力傳動器(磁力聯軸器)來實現無接觸力矩傳遞從而以靜密封取代動密封、達到完全無泄漏的離心泵。磁力泵系統由泵、磁力聯軸器和驅動電機三部分組成。泵軸的左端裝有葉輪，右端裝有內磁轉子，泵軸由滑動軸承支承。托架連接泵和電機并保證內外磁轉子的位置精度。當電機驅動外磁轉子旋轉時，磁場通過空氣氣隙和隔(離)套帶動內磁轉子同步旋轉，從而帶動葉輪旋轉。磁力泵的結構如圖2所示。

圖2 磁力泵結構

磁力泵與氟塑料襯里離心泵的主要區別在于以靜密封取代動密封，使泵的過流部件處于完全密封狀態，徹底解決了機械密封無法避免的跑冒滴漏的弊病。同時選用耐腐蝕、耐高溫、高強度的工程塑料、陶瓷、不銹鋼等作為制造材料，具有良好的抗腐蝕性能，可以使被輸送介質免受污染。

2.2 磁力泵的優點

（1）零泄漏，清潔衛生。該泵軸由動密封變成封閉式靜密封，徹底避免了介質泄漏。從車間使用的情況看，2009年10月份開始運行至2010年5月16日，在長達八個月時間里，運行穩定，極大地解決了頻繁更換機械密封帶來的種種問題。

（2）無需獨立潤滑和冷卻水，降低了能耗。

（3）由聯軸器傳動改為磁力傳動，不存在接觸和摩擦，功耗小、效率高，且具有阻尼減振作用，減少了電動機振動對泵的影響和泵發生氣蝕振動時對電動機的影響。

（4）過載時，內、外磁轉子相對滑脫，對電機、泵有保護作用。當磁力傳動器的從動部件在過載情況下運行或轉子卡死時，磁力傳動器的主、從動部件會自動滑脫，保護機泵。此時磁力傳動器上的永磁體在主動轉子交變磁場的作用下，將產生渦損、磁損，造成永磁體溫度升高，磁力傳動器滑脫失效。

2.3 磁力泵操作注意事項

（1）安裝完畢后，用手轉動聯軸器檢查有無碰擦現象。

（2）不允許有鐵磁雜質、顆粒進入磁力傳動器和軸承摩擦副。輸送易結晶或沉淀的介質后要及時沖洗（停泵后向泵腔內灌注清水，運轉1 min后排放干凈），以保障滑動軸承的使用壽命。輸送含有固體顆粒的介質時，應在泵入口處管道中安裝過濾器，過濾面積大于管道截面積的3～4倍。

（3）防止干摩擦。嚴禁空轉，嚴禁介質抽空。在出口閥關閉的情況下，泵連續運轉時間不得超過2 min，以防磁力傳動器過熱而失效。

（4）揚程高的磁力泵在出口管路上應安裝止回閥，以防突然停機時發生水錘破壞。

（5）防止退磁。磁力矩不可設計得過小。應在規定溫度條件下運行，嚴禁介質溫度超標。可在磁力泵隔離套外表面裝設鉑電阻溫度傳感器檢測環隙區域的溫升，以便溫度超限時報警或停機。

（6）啟動和停車。開泵程序:開車前打開進口閥門，將泵內灌滿須輸送的液體;關閉出口閥;點動電動機，檢查磁力泵的轉向是否正確;磁力泵啟動后，出口閥應緩慢開啟，待泵達到正常運行狀態后，再將出口閥調到所需開度。試運轉5～10 min，如無異常，可投入運行。停車程序:關閉出口閥門;切斷電源;關閉進口，長期停機不用時應清洗泵內流道，然后切斷電源。

3 總結

氫氟酸車間的硫酸吸收工段離心泵改用磁力驅動泵的試驗表明，只要嚴格按照磁力泵的使用規程進行操作和使用，加強巡檢和管理，就一定能大大降低車間的檢修頻率、故障停機率和故障率，為整個裝置的穩定運行提供強有力的保證。該車間的氟塑料襯里離心泵更換為磁力泵的步驟正在有序進行，相信磁力泵的推廣使用將為公司節能降耗、降低成本做出應有的貢獻。

Application of Magnetic Drive Pump in Hydrofluoric Acid Plant

Zhan Xiaojun Liu Cijun

The problems of centrifugal pump with fluoroplastic lining in hydrofluoric acid plant sulfate absorption section are pointed out,and the advantages and good effects in actual application of magnetic drive pump are introduced.

Centrifugal pump;Magnetic drive pump;Mechanical seal;Sulfate absorption;Fluoroplastic;Lining

TQ 051.21

*詹小軍，男，1980年生，助理工程師。焦作市，454191。

2012-02-25）