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屏蔽泵选用指南
更新时间 2024-09-27     已被浏览: 118

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产品描述

屏蔽泵(canned motor pump)是一种无密封离心泵,相较于普通离心泵,只有静密封而无动密封。屏蔽泵因为具有离心泵同样的水力结构,适用范围广,同时因为它无泄漏的特点,在高温高压、有毒有害、强腐蚀性等特性介质应用场景下被广泛采用。

1.屏蔽泵工作原理

对于旋转设备,在静止部件(如设备壳体)和转动部件(如传动轴)之间通常需要设置随轴旋转的动密封装置,以防止介质向外泄漏。屏蔽泵的特点是将泵头和电动机完全封闭在一个压力容器内,叶轮和电机的转子共用一根轴,利用屏蔽套将电机的转子和定子隔开,其动力通过定子磁场传递给转子。

2.屏蔽泵类型

屏蔽泵的水力结构只有离心式,但因为具有无动密封无泄漏以及尺寸紧凑的特点,屏蔽泵目前已发展出普通型、高温高压型、高熔点型、自吸型、以及专为海洋浮动平台、船舶、核电站等场所用各种类型屏蔽泵。

(1)普通型,适用于输送介质温度不高、压力不高、汽化压力不高、不含颗粒的危险介质。

(2)高温高压型,可输送温度400℃以上,入口压力为6.0~10MPa的介质。此类介质泵,如采用机械密封作轴封的重载荷离心泵,难度非常大,不仅机封泄漏量大,机封辅助系统复杂,投资成本高,占地面积大。高温高压型屏蔽泵一般配有外冷却系统,同时采用隔热腔体设计将电机低温部分与泵头部高温分隔开,保证电机在低温环境下工作。目前,此类型屏蔽泵已成功应用于在石油化工行业液相加氢装置的循环泵。

(3)高熔点型,对介质温度低时易结晶易凝聚的介质,在屏蔽泵的液力端和电机侧均带有伴热夹套,夹套中通入蒸汽或导热油,防止高熔点介质产生结晶或凝聚。相比于螺杆泵、齿轮泵等容积式泵处理易结晶或易凝聚的危险介质,需要配置复杂的机械密封和机封辅助系统,高熔点型屏蔽泵结构简单,占地面积小,无泄漏,优势突出。

3.屏蔽泵的结构

屏蔽泵主要由液力部件、滑动轴承、屏蔽套和屏蔽电机等部件构成。

(1)液力部件。屏蔽泵的液力部件为离心式,根据需求,叶轮可以设置成单级或多级,泵组可布置成卧式或立式结构。

(2)滑动轴承。屏蔽泵需设前后两个滑动轴承座,滑动轴承依靠输送的介质进行自润滑。滑动轴承的材质应有良好的耐磨性和自润滑性,目前以碳化硅陶瓷和浸渍石墨为主。

(3)屏蔽套。屏蔽泵有定子屏蔽套(stator can)和转子屏蔽套(rotor can),用来阻止介质进入电机的定子绕组和转子铁芯。但由于屏蔽套的存在,使电机定子和钻子之间的间隙加大,同时在屏蔽套中还会产生电涡流,增加了电机的功率损耗,造成屏蔽电机的性能下降。据统计,屏蔽电机和传统离心泵所用的标准型电机相比,效率一般低5%以内。

为减少屏蔽套带来的损耗,屏蔽套应选用耐腐蚀性强、强度高的非导磁材料,如奥氏体不锈钢、哈氏合金等。哈氏合金材料产生的涡流损失较小,定子屏蔽套优选哈氏合金,转子屏蔽套可选用奥氏体不锈钢或哈氏合金。

4.屏蔽泵的安全防护措施

为提高屏蔽泵的使用寿命和运行安全性,屏蔽泵常设置以下安全防护措施:

(1)轴承磨损监测器。滑动轴承是屏蔽泵的核心部件之一,一旦轴承磨损将会破坏屏蔽套,影响泵安全运行。轴承磨损监测器有机械式、机械电气式、电气式、电子式等型式,其中电子式是较为常用的,可实现报警和现场显示。

(2)电流保护器。屏蔽电机一旦损坏,维修起来不方便,因此应避免屏蔽泵空运转或负载过大。电流保护器可以在电机电流过小或过大时动作,以保护电机,防止事故发生。

(3)电机过热保护。屏蔽电机较传统电机散热性能差一点,应在电机的定子绕组内预设温度传感器,实现超温报警。温度传感器常用PT100,可以现场显示和报警,报警温度可调。

5.屏蔽泵选型要点

(1)首先应根据介质特性选择合适的屏蔽泵型式,如高温高压型、熔点型。

(2)应重视屏蔽泵的屏蔽套材质、滑动轴承材质选择。

(3)屏蔽泵的电机为专用电机,不适用GB18613及GB30254电机能效标准要求。

(4)由于电机和泵一体,用户较难自行维护,建议设置轴承和电机安全监测和保护装置。

(5)API685标准第二版对屏蔽泵不再强制要求中心线支撑。

6.屏蔽泵采用的标准

国内工程项目,屏蔽泵(无论是中、轻载荷泵还是重载荷泵)一般都应符合SH/T 3148-2007标准,同时参考API685标准。国外工程项目,一般执行API685重载荷无密封泵标准。

结语

屏蔽泵得益于材料和制造技术的发展,以及国家和地方政府对石油化工、医药、核能等行业的安全和环保的重视,其可靠性及性能取得了很大的进步,也因此开发出了多种适合特定应用场景下的泵型,比如核能的熔盐泵、液相加氢装置的循环泵等。屏蔽泵因其特殊的结构,目前仍在一些制约屏蔽泵更广泛应用的因素,主要有:

(1)屏蔽电机功率损耗大,效率比独立电机低一些;

(2)泵损坏后,用户自行检维修较难;

(3)水力(流量、扬程)适用范围窄。

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