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磁力泵退磁原因分析及改进措施

发布时间:2016-05-23  |   查看:3584  |  标签:水泵, 磁力泵

CQF型塑料磁力驱动泵

磁力泵由于是新设备、新技术,而且运行时对工艺、操作的要求非常苛刻。事故发生后生产厂家对我们的工艺流程和操作提出质疑,为了彻底将磁力泵退磁原因分析清楚,我们做了以下工作。首先对外部工艺流程系统和司泵操作规程进行了检查。

磁力泵外部工艺流程系统和磁力泵操作规程方面

  1. 对从储罐到泵的入口管线和泵的出口到装火车管线进行了认真细致地检查,通过工艺流程检查和确认,确定我们的工艺流程没有错误,排除了工艺系统的原因。
  2. 对泵入口前面的过滤器进行了检查,并没有发现任何杂质,因此排除了入口堵塞的可能。
  3. 对磁力泵进行了充分灌泵和彻底排空,否定了泵内存在空气的判断。
  4. 当时付料储罐的液位8.6米,不存在低液位付料。
  5. 罐区付料作业、装火车装车作业的工艺人员严格按照操作规程操作,不存在违章作业。
  6. 罐区司泵员操作时严格执行操作规程,而且厂家技术人员也在现场,不存在误操作。

磁力泵的自身结构设计方面

在排除了工艺流程系统和操作因素的原因以后,我们又对磁力泵的自身结构设计进行了认真细致地分析。
由于磁力泵的滑动轴承是以所输送的介质进行润滑冷却的,因此运转时,润滑流道必须提供足够流量的介质对内磁转子与隔离套之间的环隙区域和滑动轴承与推力盘、转轴之间的摩擦副进行润滑冷却。而生产厂家只在一对滑动轴承之间即泵轴的中间部位开一个回流孔,而且轴和回流孔都不是通孔,这样将使通过摩擦副的冷却润滑介质流量不够,产生的热量不能及时带走,不能建立并保持良好的液体摩擦状态。自润滑冷却不好造成滑动轴承干摩擦导致抱轴,而外磁转子继续旋转产生热量。在内磁转子工作极限温度以下(钕铁硼为120℃),其传递能力的下降是可逆的,而在极限温度以上则是不可逆的。即内磁转子冷却后,丧失的传递能力再也不能恢复,使内磁转子逐步失去磁性,终导致内磁转子出现高温退磁。因此磁力泵的自润滑系统设计缺陷是造成退磁的主要原因。

磁力泵介质的性质方面

除了磁力泵自身设计缺陷以外,我们还根据介质的性质,做了以下分析。

  1. 所输送的介质(纯苯)易挥发,温度升高容易汽化。而且隔离套内的内磁转子和隔离套在运行中都会产生热量,(内磁转子与隔离套之间的环隙区域由于涡流产生高热量)这将使工作温度升高。由于磁力泵自身设计缺陷导致润滑冷却不好,如果介质进到泵里的温度高于进口压力所对应的汽化温度,则会使介质产生汽化,形成气泡,这对输送易汽化液体的磁力泵会产生很大的安全隐患。
  2. 介质获得的静压能过低导致汽化温度降低而发生严重汽蚀使介质断流,发生干摩擦导致轴承烧毁抱轴。泵在运转时叶轮内部的压力是不同的,磁力泵由于离心力的作用使入口处的压力低,但是当低于工作状态下的饱和蒸汽压力时介质就会产生汽蚀。当泵刚开始发生汽蚀时,汽蚀区域较小,对泵的正常工作没有明显影响,在泵的性能曲线上也没有明显反映。但当汽蚀发展到一定程度时,汽泡大量产生,堵塞流道,使泵内液体流动的连续性遭到破坏后造成泵的抽空断流而发生干摩擦,由于冷却失效隔离套涡流损失发热严重,将导致介质温度和内磁转子的温度急剧升高。

根据以上分析我们将采取相应的措施加以预防。

如何改善磁力泵的自润滑冷却条件,防止摩擦副液膜不发生汽化导致干摩擦是解决磁力泵内磁转子退磁的关键。同时考虑到所输送的介质有易挥发、汽化的性质,可以根据能量守恒的原理,通过降低介质的速度能,提高静压能来提高介质的汽化温度,这样可以对介质因温度升高而汽化加以有效预防。根据以上思路,提出将磁力泵轴和叶轮同时进行改造的方案,将有望能够彻底解决磁力泵内磁转子退磁的问题。具体改造措施如下:

  1. 将磁力泵轴由半空心改为全空心并且将回流孔钻透改为通孔,以增加介质的冷却润滑过流量。
  2. 安装时使一对滑动轴承的螺旋槽(螺旋槽帮助介质冲洗和润滑转轴,螺旋槽的旋向要特别关注)的旋向相吻合,使冷却介质流动更加流畅,外磁转子高速旋转感应涡电流产生的热量能及时带走,改善滑动轴承与泵轴和推力环的冷却润滑效果,使摩擦副之间维持一层液膜,实现液体摩擦。
  3. 将叶轮进行切割。在保证效率基本不变的情况下将叶轮切割,一方面可以通过降低液体的速度能,提高静压能来提高介质的汽化温度;另一方面也可以减少外部能量的传入,以免介质温度提高而汽化。同时还扩大了磁力泵的操作范围,减少了工艺波动对泵的影响。
  4. 安装磁力泵保护系统,当磁力传动器的从动部件在过载情况下运行或内磁转子因抱轴卡住时,磁力传动器的主、从动部件会自动滑脱保护机泵。