陳建華 孫建民
(新疆獨山子天利實業總公司 新疆獨山子)
屏蔽泵是用將定子繞組和轉子繞組分別置于密封金屬筒體內的屏蔽電機驅動,泵殼與驅動電機外殼用法蘭密封相連,取消泵軸動密封結構。廣泛用于石油、化工、制冷、食品、國防、原子能等工業,用來輸送酸、堿、易燃、易爆、劇毒等液體。
屏蔽泵的泵部分與電機部分直接連接,葉輪安裝在電機軸端。葉輪、泵軸、電機轉子共同組成轉子部件,屏蔽套嵌在定子內側隔離開定子腔與轉子腔,定子位于屏蔽套之外,轉子完全浸在泵送介質中。屏蔽套有非磁性、耐腐蝕的高強度的哈市合金材料制造,定轉子之間的扭矩傳遞完全由磁場來完成。
屏蔽泵液力端與普通離心泵一樣,依靠離心葉輪的高速旋轉將葉輪的動能轉化為液體的動能,然后在擴壓段將動能轉化為液體的靜壓能。介質從泵殼入口進入,通過葉輪的旋轉升壓,大部分介質由泵的出口排出,而小部分介質導入屏蔽泵電機內部,首先冷卻前軸承,然后流經定子與轉子之間的間隙來冷卻電機,隨后冷卻后軸承,最后從主軸部位的中心通孔回到泵的吸入口。
KA-V型屏蔽泵循環液(輸送液體一部分)從葉輪入口→連接體的斜孔→前側軸承與前側軸套之間的間隙→定子屏蔽套與轉子屏蔽套之間的間隙→后側軸承與后側軸套之間的間隙→軸內孔→葉輪吸入口(圖1)。

圖1 循環液流經順序
電機與泵一體化結構,全部采用靜密封,使電泵完全無泄漏;全封閉、無泄漏結構可輸送有毒有害液體物質;采用屏蔽式水冷電機并取消冷卻風扇,泵噪聲低,適用于對環境噪聲要求高的場合。
采用輸送介質潤滑的石墨滑動軸承,使運行噪聲更低且無需人工加油。近幾年軸承材料又增加有碳化硅、超硬材料等,使用壽命優于石墨軸承。立式結構可像閥門一樣安裝于管路上,方便快捷,維修時只需將電機與葉輪抽出即可,無需拆除管路。配合安裝減振器或減振墊運行,電泵運行更平穩更安靜(圖 2)。

圖2 屏蔽泵部件簡介
公司化工助劑裝置的2臺原料泵P101和P301,是大連帝國屏蔽泵業生產的臥式保溫高熔點屏蔽泵。P101,輸送介質為26酚,額定流量15 m3/h,揚程32 m,介質熔點36℃,操作溫度60~80℃,夾套介質為90℃熱水。P301,輸送介質為24酚,額定流量15 m3/h,揚程32 m,介質熔點54℃,操作溫度80~110℃,夾套介質為140℃低壓蒸汽。葉輪、泵軸材料均為SUS304,屏蔽套為哈C,軸承材料為石墨+金屬銻,軸套和推力盤的材料為SUS304+碳化鎢,密封墊片為聚四氟乙烯。2臺原料泵投料開車以來,連續平穩運行4年,沒有出現任何故障。
(1)如果泵的工作流量小于最小連續流量2.4 m3/h,可能導致泵效率低,溫度升高,泵干轉等。如果流量過大,可能超過電機的額定輸出功率,并可能發生氣蝕。流量過小也可能導致泵氣蝕余量不能滿足使用要求,因此屏蔽泵在操作中應嚴格控制流量范圍,有效的措施是在配電室設置功率監控裝置,對操作功率設置高限和底限。
(2)屏蔽泵采用泵送介質來冷卻電機和軸承,輸送介質又為高熔點介質,因此必須保證介質全部溶化,介質溫升30~50℃/h,投用介質前需經充分的溶化,使用前進行電動排氣運行充分排氣后方可運行,不能帶有鐵屑。避免屏蔽套間隙堵塞,導致燒壞軸承和電機。
(3)屏蔽泵的化工軸承使用泵送介質來潤滑,潤滑性差的介質不宜采用屏蔽泵輸送,一般來講,適用于屏蔽泵的介質黏度為0.1~20 mPa·s。如果黏度超過此范圍或介質由游離的氣體成分,則需要采用外注入潤滑性液體的方式。如果介質對清潔度要求較高,應避免選用石墨軸承。
(4)屏蔽泵運行雖可靠,但一旦出現故障往往后果很嚴重,為此泵廠家安裝TRG指示表(泵的運轉狀態指示表),見圖3,可檢查軸承磨損情況,可監視電機的反轉、缺項、短路,可監視進入固體異物,可實現遠程監視,出現故障立即報警,自動停車等功能。
(5)TRG表指針超出量程,說明電機反轉,需斷電后校正接線,此情況往往出現在初期泵試車或檢修結束時。TRG表指針在黃色區域或紅色區域,說明電機出現故障,需查找原因,通常有泵磨損和軸彎曲問題。TRG表指針在綠色區域,電機運行正常。(6)保溫系統分為泵體保溫、連接體保溫、RB端

圖3 TRG指示表
蓋保溫、電機保溫,電機運轉后續控制電機保溫系統的溫度在規定范圍(80~140℃),如在冬季檢修,需將夾套內的液體吹掃干凈,放置泵體凍裂。