【屏蔽泵潜液泵剖析】 潜液泵

屏蔽泵、低温潜液泵 讲座,,屏蔽泵简介,屏蔽泵是由离心泵和三相异步屏蔽电动机同轴构成。不需机械密封而无泄漏,适用于输送各种有毒、有害及贵重的液体,在化工、制药、核工业、航天等装置中广泛应用。

屏蔽泵以其清洁环保的优点,受到越来越多化工企业的青睐。,一、屏蔽泵的特点,1.屏蔽泵是一种离心式无密封泵,泵和驱动电机被封闭在一个被泵送介质充满的压力容器内,此压力容器只有静密封,无旋转轴封装置。,,2.屏蔽泵的叶轮和电机转子固定在同一根轴上,屏蔽套将电机转子和定子隔开,转子在被输送介质中运转,其动力通过定子磁场传递给转子,屏蔽泵的轴承为液力滑动轴承(石墨轴承),由被输送介质来润滑和冷却。,,3.屏蔽泵的轴向力是在泵达到额定转速后,通过液压均衡方式自动平衡,滑动轴承推力盘只是在起动和停止瞬间承受轴向力。,,4.屏蔽套的厚度一般为0.2~1 mm,既要保证结构坚固,又不引起大的能量损失。,,5.定子的冷却方式分为内冷和外冷两种,内冷是由输送介质冷却电机定子,外冷是由外部另外提供冷却介质冷却定子。,立式屏蔽泵外观,,立式屏蔽泵内部结构图,,卧式屏蔽泵外观,,卧式屏蔽泵内部结构,,二、屏蔽泵的轴承监测,轴承的磨损情况,对可靠运行十分重要。为了监视轴承磨损状况,一般都装有机械式或电磁式轴承监视器(TRG表)。当轴承的磨损量超过规定的允许值时,监视器表盘的指针会指向红区,即示“报警“。此时应立即停止运转,进行检查。如轴承的磨损量已超过极限值时应更换新的石墨轴承,否则有可能造成定、转子屏蔽套相擦,直至屏蔽套损坏,导致液体介质侵蚀到定子绕组等处,造成电机损坏。,TRG表相关知识,屏蔽泵TRG表,其原理为,在屏蔽泵定子线圈上下(可理解为在一个水平放置的筒的上下)各埋设一线圈,两个线圈相连,但相位相反,转子转动,如“转子的中心线”与“两个线圈的几何中线=泵轴承中线”重合,则上下两个线圈分别感应大小相等但相位相反的电压,此时互相抵消,电流为0,表现为TRG表在0位,即绿区的最低处,当轴承磨损后转子中线偏移,此时上下线线圈感应电流不在大小相等,通过一定的处理后产生电流,TRG指针随电流的大小也变化,但如在绿区内,这种轴承磨损造成的转子偏移是可以接受的,转动的转子不会磨损屏蔽套,可继续运行;
而当指针在黄区后,说明磨损在加剧,必须检修,更换轴承,在红区后,表明转子已经磨损了屏蔽套,此时必须解体检查屏蔽套是否完好,如磨损,请返厂维修,屏蔽泵日常维护中该表作用很大。由上可见,TRG表只检测轴承径向磨损,因为径向磨损后,才能造成转子中线偏移,转子的轴向偏移该表无法检测,但如果轴向偏移过大,会导致泵某个地方的磨损(不在详述),造成电流偏高,如有电流保护装置,则跳闸,但不会造成泵的损伤,一般更换推理盘及轴承即可解决。

综上:TRG表和电流表是确认屏蔽泵是否良好运转的两扇窗口!

,三、电机的过热保护,化工用屏蔽泵大多使用在防爆场所,故其接线盒都制成隔爆型结构。屏蔽电机的线圈端部埋有温度继电器,当电机绕组过热时,起到过热保护作用,根据电机所使用的绝缘等级不同,温度继电器的动作温度也就不同。

有些屏蔽泵电机外壳部分设有热交换器,内有蛇形管,高温介质通过蛇形管冷却后再供电机石墨轴承润滑,同时夹套内的冷却水也可对电机起到冷却作用。,四、屏蔽电泵产生故障的原因,1.无介质或输送介质流量小,使轴承干摩,烧碎轴承。

屏蔽电泵是由输送介质给滑动轴承提供润滑和冷却的,在没有开入口阀或出口阀的情况下,滑动轴承因无输送介质润滑和冷却而导致损坏。,,2.泵运行工况波动大而导致的问题。

屏蔽电泵的轴向力是通过液压均衡方式自动平衡。在实际运行中如果运行参数(入口压力、出口压力)波动大,很容易破坏屏蔽电泵的液力平衡,使滑动轴承承受大的径向和轴向力而导致轴承损坏。,,3.泵因气蚀而导致的问题。

泵产生气蚀的原因主要有泵入口管阻大、输送介质气相较多、灌泵不充分、泵入口能头不够等原因。气蚀对泵的危害最大,发生气蚀时泵剧烈振动,液力平衡严重破坏,将导致泵轴承、转子或叶轮损坏。这是屏蔽电泵故障发生的常见原因。,,4.屏蔽套损坏。

对于内循环冷却式屏蔽电泵,定子和转子是由所输送介质冷却的,如果介质中有硬质颗粒,很容易造成屏蔽套划伤或划穿,有时如果维护维修方法不当也有可能造成屏蔽套的损坏;
其次由于化学腐蚀造成焊缝等处产生泄漏。,,(5)定子绕组损坏 除和普通电机一样:过载、匝间短路、对地击穿等造成定子绕组损坏的原因外,还有因定子屏蔽套损坏而导致介质侵蚀电机绕组使绕组绝缘损坏。,五、屏蔽泵的定期检修,为了避免和减少屏蔽泵的突然损坏事故,屏蔽泵需要定期检修。如遇有轴承监视器“报警“时,须立即进行检修。化工装置一般是连续运行,屏蔽泵的定期检修也只有在装置计划停车时进行。对大多数屏蔽泵一年检修一次即可。,六、屏蔽泵的检修方法,将屏蔽泵进行解体:对各零件先进行清理,再对它们作表观检查,是否有异常。然后对关键部位的尺寸进行测量,对电机绕组作电气检查。,七、屏蔽泵使用条件,1、屏蔽泵无泄漏,正常使用维修量小。

2、泵进口最好加一个过滤器,定期清理,过滤网最好密点,否则杂质带进轴承位,寿命大大降低。

3、泵轴承监视器到黄区,20天内更换石墨轴承。

4、泵进口液位最好加自控系统,泵抽空造成轴承磨损加快。,八、屏蔽泵使用注意事项,1、判断轴承的磨损程度,TRG表的分区(红、黄、绿)指示,宜作为参考,而不要过分依赖。

2、冷却循环对屏蔽泵的可靠运行至关重要。冷却循环通道一旦出现问题,在一两分钟内,就会造成轴承、轴套、推力盘的损坏。

3、对于输送液体的屏蔽泵,要充分考虑液体的气化程度大小,因为作为冷却循环的那部分液体一旦气化,会形成气堵,导致冷却效果变差而损坏轴承及其它部件。,九、日常操作维护,(1)屏蔽电泵禁止在关闭出入口的情况下运行;
,,(2)起动前应充分灌泵,并使泵体温度和输送介质温度接近;
,,(3)尽量减少起停泵次数;
,,(4)保持出入口压力的稳定对延长泵的使用寿命有益;
,,(5)拆卸泵时应防止损坏屏蔽套;
,,(6)防止入口粗滤网堵塞,必须及时清除堵塞物,最好在滤网前后加差压表;
,,(7)日常检查中应注意屏蔽电泵的振动情况,检查定子温度、轴承温度、出入口压力、入口罐的液位情况是否正常。,屏蔽泵型号定义,,低温潜液离心泵简介,低温潜液式离心泵可安装在液化天然气贮罐内,可以取消低于液位以下的所有接管,从而减少贮罐泄漏问题。使用这种泵,可以使贮罐位于地面以下或完全埋地。,潜液泵的内部结构,,一、潜液泵电机部分,潜液式电动泵的设计与传统的笼型电机驱动的泵有较大的差别.动力电缆系统需要特殊设计和可靠材料,电缆可以浸在低温的液化气体中,在-200摄氏度条件下仍然保持弹性.电缆需要经过严格的测试和验收,并标明是液化气体输送泵专用电缆,工作温度为+200至-200度。电缆采用聚氯乙烯材料(TFE)绝缘,并用不锈钢丝编成的铠甲加以保护.,1、电机的冷却,电机的冷却是由输送的低温流体直接进行冷却,冷却效果好,电机效率高,所以电机也没有潮湿和腐蚀的影响.电机的绝缘也不会因为温度升高引起恶化。,2、电机的连接密封装置,连接密封装置是影响安全性的关键因素之一。电气接线端设计成可经受高压和电压的冲击,使用陶瓷气体密封端子和双头密封结构,可确保其可靠性。装置不是焊接就是特殊的焊接技术进行连接。,陶瓷气体密封介绍,陶瓷气体密封原是为原子能装置的密封结构所研制的。气体密封采用两段接线柱串联的方式,串联部分安装在一个充有氮气的封闭空间内,两边的密封都不允许气体通过接线柱。密封空间内氮气的压力低于泵内的压力,但高于环境大气压力,任何一边的泄漏都能轻易的进行探测。

所有的电缆连接密封组件都要经过压力测试和氦质谱检漏。,3、低温泵的电机转矩,低温泵的电机转矩与普通空气冷却的电机不同,转矩与速度的对应关系和电流于速度的关系曲线类似.在低温状态下,转矩会有较大的降低.因而,一个泵从起动到加速至全速运转,对于同样功率的电机来说,低温条件下的起动转矩会大大减少.这是由于电阻和磁力特性的改变,电机的电力特性在低温下会发生改变,是起动转矩在低温下会有较大的降低,如果电压降低,起动转矩也会大幅度降低。,4、电机的特性,工作温度状态下的电机特性非常重要。需要了解和掌握电机在工作温度状态下,最低供电电压和最大负荷条件下的起动特性,低温潜液式电动泵起动电流很大,大约是满负荷工作电流的7倍。,5、减少起动电流措施,1.双速电机.可以降低起动电流,净吸入压头特性更好,抽吸性能好,减少液锤现象.但需要双倍的电缆,成本增加; 2.软起动系统.通过控制电流或电压,限止加速时的转矩,减少起动电流和液击.但需要增加起动装置,因此成本也有所增加; 3.调节频率.可以实现无级调速,抽吸特性好,减少液击.但调频系统复杂,使成本增加; 4.中压起动.可减少全负荷运转和起动的电流.但电机的成本较高.,二、潜液泵的安装,潜液泵和电机整体设计考虑,将泵安装在一个圆柱型容器(称之为“泵井”)中,泵井是作为泵的支座,也作为泵至贮罐顶部的出液管。,三、推力平衡机构及其作用,泵的推力平衡机构,自动平衡轴承上的动态推力。它装有一个导向叶轮,位于贮罐可能的最低液位处,可以改善水利特性和降低泵对净吸入压头的要求。,,潜液式电机冷却和轴承润滑由推力平衡机构输送流体实现。

推力平衡控制机构的连续自我调节使轴承基本上在“零”推力负荷下运转。这样提高了轴承的可靠性和使用寿命,减少设备的维护。,四、泵的入口阀结构原理,储罐与泵井通过底部一个阀门隔开。泵的底座位于阀的上面,当泵安装到底座上以后,依靠泵的重力作用将阀门打开。泵井与储罐连通,泵井内充满介质。如果将泵取出维修,阀门就失去泵重力作用,在弹簧的作用力和储罐内静压的共同作用下,使阀门关闭,起到了将储罐空间与泵井空间隔离的作用。,五、潜液泵的维修,泵的缩回系统可以使泵安全地从贮罐内拆出,无需将贮罐内的所有介质全部放空。而通过进口阀将罐内介质和泵井隔开,并用惰性气体充满泵井,用不锈钢提升钢缆将泵和电机提出,电缆缩进。,吊离泵井的低温潜液泵,,完,2008-10,