工程塑料泵在酸站車間生產中的應用研究

周艇 秦義剛

阜寧澳洋科技有限責任公司 江蘇鹽城（224400）

粘膠纖維生產過程中稀硫酸的使用主要在酸站工段或車間。酸站的任務是為粘膠纖維生產需用的紡絲浴等調配和回收的工段或車間。其任務是蒸發除去多余的水分及結晶析出多余的硫酸鈉，不斷補正酸液的組分，使其達到規定的指示范圍；濾去浴液中的懸浮的硫及硫化物等雜質，并加溫到規定的溫度，保證浴液按需要量進行循環。

循環的主過程是紡絲機臺回酸經混合槽進入到地位槽，在混合槽中補加硫酸、硫酸鋅。地位槽起緩沖儲存作用，地位槽的酸浴經泵送至過濾器、加熱器到高位槽。高位槽的作用是以恒定的壓力輸送酸浴，使酸浴從高位槽流至紡絲機臺，再回流至酸站。循環的另一分支是蒸發多余的水分，以及結晶出多余的芒硝，母液仍回到地位槽。

本文主要針對工程塑料泵（臥式）進行了解研究，在實際生產中投入了使用，從使用情況對工程塑料泵的耐腐蝕性、密封性、及耐磨性是決定其穩定性及使用壽命的三個關鍵因素進行分析：

一、耐腐蝕性

在粘膠纖維的生產過程中化工料：硫酸、堿用的比較多。其中除了一小部分為濃硫酸外，其余大部分為稀硫酸，因此，能耐稀硫酸的腐蝕是作為硫酸法生產用泵選材的一個基本點，幾種常見泵用材質對硫酸（0-80℃，0%-75%）的耐腐蝕性比較：不銹鋼為差，氟塑料和超高分子量聚乙烯為優[1]。

選擇以超高分子量聚乙烯為材質的工程塑料泵完全可以滿足硫酸法生產中介質的耐腐蝕要求，具有優良的實用性、經濟性。

二、密封性

密封形式的選擇是泵選型中的一個重要組成部分，合理的選型是確保生產正常運行、減少物料浪費、避免環境污染、降低維護成本的一個關鍵。在化纖粘膠生產中也是如此，特別是在化工料的輸送中，以前采用一些普通的機械密封或填料密封，結果使用壽命較短，泵泄漏頻繁，有的剛運行幾天甚至幾小時就開始泄漏，嚴重的影響了生產的正常運轉，也加劇了維修工的勞動，加大了維修成本。

化纖粘膠纖維的生產中，在粘膠與紡絲浴（酸浴）的反應過程中，有一些膠塊、結晶等雜質，因此對于酸站所使用的紡絲浴（酸浴）循環泵的密封提出了較高的要求。

1.普通型機械密封是一種標準的機械密封，它主要是靠彈簧及波紋管來平衡動、靜環端面壓力，消除泵旋轉時形成的端面跳動，確保動、靜環緊密接觸面介質密封的。當介質中含有大量小膠塊或其他雜質時，由于波紋管與軸套間隙小而長、波紋管槽較窄，輕則將使波紋管堵塞，失去平衡作用，加劇動、靜環磨損；重則使動環堵死或或與軸套粘合在一起失去軸向補償作用。在離心力及介質壓力的作用下，硬度膠塊或其他雜質進入密封面，加劇動、靜環的磨損，使泄漏愈演愈烈，最終失效。

2.填料密封是一種充填式密封，它是靠軸套與填料內表面的柱面來密封的，隨著泵運行時間的加長，填充料的磨損及其回彈率的減小使密封因缺乏有效補償而引進泄漏。因此填料密封一般須經常調整壓蓋來消除泄漏。而對于含有硬度顆粒的介質，一旦有顆粒進入泵的軸套部位并嵌在填料上，將加劇軸套的磨損，破壞軸套的密封面，造成密封的永久失效。

對于上面的情況，工程塑料泵主要從以下幾個方面來解決含稀酸、硬質顆粒及易結晶介質的輸送問題：

（1)泵運轉時通過葉輪后面的副葉輪來阻止顆粒進入密封腔。

(2)通過采用靜環的彈簧補償及動環的浮動式結構來消除動靜環的端面跳動從而確保動靜環不管是在泵運轉狀況下還是靜止狀態下始終保持緊密接觸，而不致有顆粒或介質進入密封端面。

(3）由于采用了內流式結構，一方面可以使介質進入密封端面，另一方面也可以避免因介質阻塞靜環的軸向補償而引進的密封失效，同時也避免了介質對軸套及彈簧的腐蝕，延長了使用壽命。

（4）在動靜環的制作上由于采用了硬度較硬的SiC，在保證其耐腐蝕性能的同時提高了耐磨性。在結構上則采用平衡型結構，使動靜環端面比壓不致于隨介質壓力的波動而變化，在確保不泄漏的同時，減少了磨損。

通過酸站車間的使用，十一效循環酸泵從更換到目前為止（20個月），紡絲浴循環泵，密封無任何滴漏，一直運行正常，保證生產的穩定運行，同時也減低維修費用和維修工的勞動。

另，十一效循環水泵是為十一效提供冷卻水的，所以采用不需加冷卻水的C3型機械密封。

三、耐磨性

在粘膠纖維的生產工藝中，酸循環中或多或少含有一些固體顆粒，有膠塊、塑料塊、填料塊等。這些都要求選用的泵體、葉輪材質具有較好的耐磨性能，以延長泵的使用壽命、減少維修更換次數、降低維護成本。因此，以超高分子量聚乙烯為過流部件材質的工程塑料泵以其優異的耐磨性能（比鋼鐵耐磨8～9倍，比尼龍耐磨5倍，比黃銅耐磨27倍）及良好的抗沖出性能。幾種常見泵用材料耐磨性的比較:不銹鋼為3.16%，氟塑料為2.56%，超高分子量聚乙烯為0.35%（該數據由上海化工研究院提供，磨損條件：把試片制成60*40*3在砂漿中（砂：水=1：1，砂粒度：20-55目建筑用砂）以1400r/min的轉速旋轉20h后測出的）。

綜上所述，在粘膠纖維的生產中，選用以超高分子量聚乙烯為材質的工程塑料泵，選擇合適的密封形式，完全能夠滿足含稀硫酸的輸送要求，目前在車間已大量的使用，且效果顯著。

[1]黃家玉等，人造纖維工廠裝備[D]，青島海洋大學出版社出版，1993年6月第1版.

[2]左景伊，腐蝕數據手冊[D]，化學工業出版社，1982年.