屏蔽泵運(yùn)行過程中斷液或流量不足的危害與預(yù)防監(jiān)控

甘樹坤 周國良 孟 新

(1.吉林化工學(xué)院，吉林 吉林132022；2.中國石油吉林石化公司，吉林 吉林 132021)

屏蔽泵是在離心泵基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)制造的一種新型的環(huán)保型泵。它具有全密封、無泄漏的優(yōu)點(diǎn)，解決了流體輸送過程中的跑、冒、滴、漏的問題。在石油、化工、制造、航天、核工業(yè)、制冷及醫(yī)藥等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。

在屏蔽泵工作過程中，如果出現(xiàn)空載、斷液和流量不足的情況，會對屏蔽泵造成一定的危害，筆者運(yùn)用THJ、KDB、ZDB、TRG裝置對其工作過程進(jìn)行監(jiān)控，以防止上述情況的發(fā)生。

1 屏蔽泵概述①

屏蔽泵葉輪與電機(jī)共軸，裝在同一個密封的壓力容器腔內(nèi)。定子組件的內(nèi)表面與轉(zhuǎn)子組件的外表面裝有非磁性金屬薄板做成的定子和轉(zhuǎn)子屏蔽套，側(cè)面用耐腐蝕的金屬厚板與其焊接在一起，與泵輸送的液體完全隔離。葉輪與電動機(jī)轉(zhuǎn)子由電機(jī)前、后兩組滑動軸承支撐，并由一個電線組提供旋轉(zhuǎn)磁場，驅(qū)動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。這種結(jié)構(gòu)取消了傳統(tǒng)離心泵的旋轉(zhuǎn)密封裝置，形成靜密封，如圖1所示。屏蔽泵是靠本身輸送的介質(zhì)對泵的電機(jī)腔體和軸承裝置進(jìn)行冷卻與潤滑的。屏蔽泵輸送的介質(zhì)在排出口分為兩種流體，一種流體由出口直接進(jìn)入壓力管道，完成生產(chǎn)工況的需求；另一種流體由排出口處進(jìn)入循環(huán)管，對屏蔽泵的電機(jī)腔體和軸承裝置進(jìn)行冷卻與潤滑。

圖1 屏蔽泵結(jié)構(gòu)

2 屏蔽泵的冷卻潤滑

屏蔽泵循環(huán)液部分由排出口進(jìn)入循環(huán)管，對泵的電機(jī)腔體和軸承裝置進(jìn)行冷卻與潤滑。如圖2所示，介質(zhì)由泵吸入口進(jìn)入泵室→通過葉輪的高速旋轉(zhuǎn)將液體帶入泵排出口→過濾器→循環(huán)管→RB軸承端蓋→后側(cè)軸承→通過軸承與軸套之間的間隙→電機(jī)腔內(nèi)(定子屏蔽套與轉(zhuǎn)子屏蔽套)之間的間隙→前側(cè)軸承與前側(cè)軸套之間的間隙→葉輪的平衡孔→葉輪吸入口端(泵室)。

圖2 屏蔽泵工作原理

循環(huán)液在屏蔽泵運(yùn)行過程中往復(fù)流動，可對屏蔽泵電機(jī)進(jìn)行冷卻，防止過熱停車；同時充當(dāng)潤滑劑，防止產(chǎn)生干摩擦。

3 屏蔽泵斷液、流量不足的危害

3.1 對電機(jī)的危害

屏蔽泵在運(yùn)行過程中空轉(zhuǎn)、斷液或流量不足,將無法對屏蔽泵電機(jī)腔內(nèi)(定子屏蔽套與轉(zhuǎn)子屏蔽套)產(chǎn)生的熱量進(jìn)行冷卻。電機(jī)腔內(nèi)溫度過高時，可致使輸送的介質(zhì)汽化。造成泵的零部件損壞甚至自鎖停車，無法正常工作。

3.2 對軸承裝置的危害

屏蔽泵在運(yùn)行過程中空轉(zhuǎn)、斷液或流量不足會使滑動軸承裝置缺少冷卻潤滑劑產(chǎn)生磨損,進(jìn)而形成嚴(yán)重的破壞。磨損危害主要有兩種形式：一種是軸承與軸套之間的磨損,如圖3所示；另一種是軸承與平衡盤之間的磨損，如圖4所示。

圖3 軸承與軸套磨損

圖4 軸承與平衡盤磨損

屏蔽泵軸承與軸套磨損危害的后果有：

a. 劇烈振動和異常噪聲；

b. 產(chǎn)生徑向跳動，造成泵軸彎曲；

c. 葉輪跳動與泵體產(chǎn)生摩擦、磨損和撞擊，造成葉輪和泵體斷裂損壞；

d. 葉輪口環(huán)與泵體口環(huán)產(chǎn)生摩擦、撞擊，導(dǎo)致口環(huán)磨損或泵體碎裂；

e. 轉(zhuǎn)子與定子屏蔽套金屬表面將產(chǎn)生相對摩擦，磨損，介質(zhì)侵入定子和轉(zhuǎn)子鐵芯，造成主線圈受損短路，電機(jī)燒損。

屏蔽泵軸承與平衡盤磨損危害的后果有：

a. 開車時軸向竄動間隙增大；

b. 電機(jī)電流增大；

c. 葉輪與泵體嚴(yán)重摩擦；

d. 產(chǎn)生強(qiáng)烈振動和噪聲；

e. 葉輪與泵體損壞；

f. 產(chǎn)生火花可導(dǎo)致爆炸，造成嚴(yán)重的設(shè)備事故。

4 屏蔽泵監(jiān)測裝置

屏蔽泵監(jiān)測裝置主要由M．K模塊、信號檢測部分THJ熱元件和TRG轉(zhuǎn)動監(jiān)測表3部分組成，并與KZB空轉(zhuǎn)保護(hù)器、ZDB軸承磨損報警器連接，如圖5所示。

屏蔽泵空轉(zhuǎn)(輸送介質(zhì)斷液)時，空轉(zhuǎn)保護(hù)器能夠檢測到電流減小，自動停泵。軸承磨損時，軸承磨損報警器通過現(xiàn)場和遠(yuǎn)距離監(jiān)測、監(jiān)控裝置自動報警，防止空轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)動監(jiān)測表顯示工作狀況，指示過大時，自動監(jiān)測控制系統(tǒng)啟動報警或自動停車，有效防止電機(jī)燒損等設(shè)備事故的發(fā)生。

5 結(jié)束語

圖5 單接線盒直接起動電氣線路監(jiān)控原理(僅供參考)

屏蔽泵運(yùn)行過程中空轉(zhuǎn)、斷液或流量不足，可通過運(yùn)用THJ、KDB、ZDB和TRG裝置對屏蔽泵進(jìn)行預(yù)防。但在實(shí)際工況中，保持工藝狀態(tài)正常、流量平穩(wěn)、防止頻繁波動和不穩(wěn)定狀況的發(fā)生，是保證屏蔽泵正常運(yùn)行的條件之一。操作人員的正確操作和突發(fā)故障的有效處理，是防范事故發(fā)生的重要保障。