磁力泵內外磁轉子消磁原因淺析

張永強 李耀霞 酒海濤(中石化洛陽分公司 河南洛陽471012)

一、堿液循環泵簡介

中石化洛陽分公司液化氣脫硫醇裝置劑堿循環泵原密封形式為機械密封，其運行效果一直不理想，經常出現機封泄漏，漏堿、甩堿現象，影響操作人員人身安全及裝置長周期安穩運行。2005年初，經機動處批準，劑堿循環泵由原來的機械密封離心泵改為磁力驅動泵，該磁力泵由丹東克隆集團生產，型號為CMC40-315。機泵具體設計參數見表1：

表1 CMC40-315設計參數

設備更新為磁力泵有效解決了機泵漏堿、甩堿的問題，機泵衛生易于保持。

二、磁力泵工作原理

圖1 磁力泵立體剖視圖

圖2 磁力泵示意圖

CMC40-315型磁力泵采用的是圓筒型磁力傳動方式,從動磁極動力分析如圖3所示，它由外轉子、驅動 (外)磁鋼、從動(內)磁鋼、內轉子和隔離套等零件組成,當磁路及磁鋼規格確定后,圓筒形磁力傳動的磁力矩就取決于耦合器外磁鋼相對于內磁鋼的位移角。這種磁路稱為吸斥式 (或稱推拉式)磁路,它具有磁能利用好、漏磁少、工作磁場強、結構緊湊等優點。

圖3 從動磁極動力分析

從動磁極動力分析:

1.自然狀態下，相反極性的磁極(N-S)彼此面相對,相互吸引此時磁力距為零；

2.當內、外磁極轉一個微小角度則必然產生一個微小的磁力矩,隨著角度的增加,磁力距增大，當達到圖3所示位置時，磁力距達到最大值,磁系統的磁能最大,在這期間，磁力傳遞保持穩定。

3.當角度繼續增大時，根據力的平行四邊形法則可知,磁力距逐漸減小，到一定角度時，彼此相對的內、外磁極完全錯開,同級磁極相對,互相排斥。這時磁力距為零，在這一過程內,磁力傳動是不穩定的,即發生磁極滑動。

三、設備故障現象

自2013年2月1日以來，車間磁力泵頻繁出現抽空、流量不穩定、磁轉子消磁現象，三個月來檢修次數高達6次，檢修記錄見表2。其中，內件腐蝕裂紋檢修1次，內外磁轉子失磁檢修4次，更換軸承及推力盤檢修1次。

表2 機泵檢修記錄表

P702BP702BP702B2013-3-202013-4-92013-4-25補堿配堿系統補堿

6次機泵檢修中，4次是涉堿作業使用機泵時出現泵不上量，泵抽空或半抽空狀，故加強對班組人員磁力泵使用培訓。

四、原因分析及措施

1.堿介質對機泵內件腐蝕

4.1.1 P704使用過程中，發現泵不上量，電機超電流，隨后電氣人員空試電機，正常。鉗工檢修機泵，解體后發現軸承座2個定位螺栓中1個脫落，1個螺桿腐蝕斷裂，致使軸承軸向無法定位，軸向竄量超，葉輪與泵殼之間發生摩擦(如圖4、圖5所示)。機泵內磁轉子受阻,磁極間發生滑動,嚴重影響磁力泵磁轉子使用壽命。

圖4 定位螺栓損壞

圖5 葉輪末端磨損情況

2.工藝操作因素

(1)磁力泵啟泵前要盤車需充分灌泵

盤車是為了提前判斷內外磁轉子是否有卡澀現象。由于各堿罐為常壓罐，當罐容較低時，入口壓力較低，再加上入口管線阻力損失，造成灌泵困難。車間改用泵入口新鮮水灌泵，這樣既能提高灌泵時的入口壓力，又能沖洗泵入口管線，減少入口管線內堿結晶。

(2)磁力泵啟動后3-5分鐘內，泵易抽空。

分析原因有兩點：(1)泵入口有一段倒U形管線，灌泵時，通過DN20排凝排液，流量較小，有部分氣體存在于倒U形管狀管線頂部無法排出，啟泵后，流量增大，氣體斷續的進入泵體，造成泵氣敷不上量；這時，操作工需停泵，外部冷卻，排氣灌泵后再開泵運行；(2)機泵剛啟動時，由于滑動軸承潤滑不良，溫度上升，使軸承周圍的液體汽化，造成泵氣敷不上量，啟泵時需稍帶負荷，潤滑軸承。

(3)禁止泵無流量運轉，抽空或長期低流量運轉

低流量運轉可造成軸承潤滑不良，長時間低流量運轉造成泵內溫度過高，超過磁極的許用溫度，磁轉子消磁?，F場操作時，往往入口堿液罐液位較低時，泵上量不好，出口壓力降，操作員關小出口閥，泵低流量運轉，長時間低流量運轉將造成磁轉子消磁。為防止罐抽空后泵無液運轉或長期低流量運轉，車間規定堿作業后，泵入口堿罐需留有一定液位：堿渣罐下部玻璃板液位≥50%；原堿罐、劑堿罐下部玻璃板液位≥20%，留存入口罐一定液位有效提高磁力泵內外磁轉子的使用壽命。

(4)滑動軸承及推力盤損壞，轉子卡死

P702某次檢修滑動軸承及推力盤粉碎性損壞，如圖6所示。內磁轉子卡死，電機超載跳閘，內外磁轉子失磁。

圖6 磁力泵軸承粉碎性損壞

滑動軸承材質為碳化硅，硬度高，較脆。損壞原因應為：1.泵抽空或半抽空未及時停泵，滑動軸承干摩擦，軸承溫度急劇升高，軸承炸裂；2.泵抽空后軸承溫度較高，此時灌泵，冷介質突然進入，局部溫升不等時造成軸承開裂。涉堿作業時，車間規定作業現場不離人，機泵異常工況及時停泵，防止泵長時間抽空導致內外磁轉子消磁，軸承炸裂。

3.機泵入口過濾器臟

堿液入口罐及與罐相連管線均為碳鋼材質，易腐蝕產生銹渣，機泵入口過濾器需定時清理，防止過濾器壓差過大，泵汽蝕抽空。某次過濾器拆開檢查情況如圖7所示。

圖7 P704入口籃式過濾器

每次定期切泵作用后，車間對各磁力泵入口過濾器集中清理，消除過濾器差壓過大帶來的機泵上量不暢現象，有效降低機泵故障率。

4.管線吹掃風漏量

為冬季防凍防凝，堿液罐至泵入口管線設計有吹掃風，氣溫低時，每次補堿或配堿工作結束后操作工需將泵入口管線吹掃干凈，防止管線內堿結晶。經仔細排查發現，泵在停用狀態下，入口管線內有風壓，隨即檢查吹掃風兩道手閥，確有輕微漏量，將風線手閥全部更換。 并在風線2道手閥之間安裝排空線，防止泵入口管線再次串入吹掃風。

結語

針對機泵幾次檢修進行原因分析，采用以下措施:新鮮水灌泵及沖洗泵入口管線、入口罐保持一定液位防止泵低流量運轉或抽空、排查與泵入口管線相連的蒸汽線、風線，更換風線閥門防互串、涉堿作業現場不離人，泵運行異常時及時停泵等，同時要求檢維修單位提高檢修質量，保證各部件配合間隙在標準范圍內，各組件規格、質量符合要求。近一年來，磁力泵運轉良好，未發生內外磁轉子失磁，滑動軸承炸裂等故障，有效降低機泵故障率，大幅提高磁轉子使用壽命。