夾套式磁力泵在苯酐裝置中的應(yīng)用
2018-02-16 16:30:00
苯酐,全稱鄰苯二甲酸酐,是重要的有機(jī)化工原料之一,廣泛的用作增塑劑、樹脂、醫(yī)藥、染料及農(nóng)藥等的原料和中間體。常溫下,苯酐結(jié)晶為片狀白色固體,熔點(diǎn)131.6℃。苯酐工業(yè)生產(chǎn)采用的是鄰二甲苯的氣相催化氧化法,它是在易燃、易爆、高溫、有毒等條件進(jìn)行的,氧化溫度高達(dá)440℃,液體苯酐的精制溫度也高達(dá)180-250℃。生產(chǎn)過程中,若液態(tài)苯酐濺到皮膚上,除燙傷外,它還易吸水生成具有強(qiáng)腐蝕性的鄰苯二甲酸;氣態(tài)苯酐,具有強(qiáng)烈的刺激性,吸入后,咳嗽、咽喉疼痛、粘膜充血、眼睛紅腫流淚等對(duì)人體危害很大,在明火條件下還可導(dǎo)致燃燒爆炸等嚴(yán)重事故。因此,苯酐裝置的設(shè)備(shèbèi)技術(shù)要求很高,關(guān)鍵設(shè)備多為進(jìn)口。比如苯酐泵,國內(nèi)裝置一般選擇(xuanze)德國KSB公司、美國DURCO公司等的產(chǎn)品(Product),全為夾套式機(jī)械密封離心泵。但由于苯酐物化特性的原因,該類型機(jī)泵密封壽命短,維護(hù)費(fèi)用高,而且在設(shè)備維護(hù)修理過程中,苯酐對(duì)人體和環(huán)境的危害都很大。
二、機(jī)械密封離心泵的缺陷
根據(jù)苯酐的物化特性和其對(duì)人體,環(huán)境的危害,苯酐泵的密封多選波紋管(Corrugated pipe)機(jī)械密封,以保證較好的密封效果。上海凱泉由于葉輪進(jìn)口不可能形成絕對(duì)真空,因此離心泵吸水高度不能超過10米,加上水流經(jīng)吸水管路帶來的沿程損失,實(shí)際允許安裝高度(水泵軸線距吸入水面的高度)遠(yuǎn)小于10米。但由于苯酐為高熔點(diǎn)物質(zhì),在開、停車過程中,機(jī)械密封處的溫度常低于物料熔點(diǎn)溫度,會(huì)出現(xiàn)少量苯酐凝固或結(jié)晶物析出現(xiàn)象,波紋管會(huì)因堵塞等原因逐漸喪失彈性,摩擦副失效,導(dǎo)致機(jī)泵泄漏。
其次,在苯酐泵的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中,波紋管(Corrugated pipe)表面結(jié)晶物積累造成軸向折疊,出現(xiàn)波紋管斷裂或密封壓縮量不均勻,輔助密封圈的高溫老化,補(bǔ)償性降低,致使密封失效泄漏。上海凱泉泵業(yè)集團(tuán)有限公司性能的技術(shù)參數(shù)有流量、吸程、 揚(yáng)程、軸功率、水功率、效率等;根據(jù)不同的工作原理可分為 容積水泵、葉片泵等類型。 容積泵是利用其工作室容積的變化來傳遞能量; 葉片泵是利用回轉(zhuǎn)葉片與水的相互作用來傳遞能量,有 離心泵、 軸流泵和 混流泵等類型。
第三,由于苯酐氧化反應(yīng)是在鄰二甲苯爆炸極限范圍(fàn wéi)內(nèi)操作控制,存在較大的危險(xiǎn)性,裝置偶發(fā)事故較多,苯酐泵機(jī)械密封的使用壽命常因頻繁開、停車而大為縮短。
第四,在維護(hù)修理機(jī)泵時(shí),泵體機(jī)封室處的溫度已遠(yuǎn)低于苯酐的熔點(diǎn)溫度,輸送的介質(zhì)(起決定作用的物質(zhì))在機(jī)封室內(nèi)已全部凝固,這樣整套的密封組件包括軸套等必定全部更換。這樣,即使是國產(chǎn)化的同類型波紋管機(jī)封一套的價(jià)格也在0.5萬元左右,可見該設(shè)備的維護(hù)費(fèi)用比較高,而且物料對(duì)操作工和環(huán)境危害很大,很有必要用合適的無密封自吸機(jī)泵替代。
三、夾套式磁力泵的優(yōu)點(diǎn)
選用靜密封機(jī)泵替代動(dòng)密封的離心泵(Centrifugal pump),首先考慮屏蔽泵,它是一種常用的無密封式機(jī)泵,但是存在高溫介質(zhì)(起決定作用的物質(zhì))對(duì)屏蔽馬達(dá)運(yùn)行的不利和初次開車前沒有辦法判斷滑動(dòng)軸承(bearing)處有無不熔固體介質(zhì)的困難,故不適合輸送高熔點(diǎn)苯酐產(chǎn)品的要求。相對(duì)磁力驅(qū)動(dòng)的無密封泵卻能滿足以上條件。
首先,考慮輸送物料會(huì)因泵腔溫度的下降而出現(xiàn)結(jié)晶或凝固,故對(duì)蝸殼泵體和隔離套部位增加熱夾套設(shè)計(jì),隔離套和內(nèi)部轉(zhuǎn)子間的間隙很小,是非常重要的技術(shù)要求,前后兩段夾套要起到保溫或加熱的一致性、完全的保證受熱,即使在滑動(dòng)軸承(bearing)的微小間隙處和隔離套的尾部都要保證物料完全處于熔融狀態(tài),以免損壞磁力泵的關(guān)鍵部件。保溫的熱媒通常為蒸汽。注意,保溫夾套要確保輸送介質(zhì)(起決定作用的物質(zhì))和熱媒絕對(duì)分離,避免苯酐與水蒸氣結(jié)合生成更高熔點(diǎn)的鄰苯二甲酸堵塞管道。磁力泵熱夾套的合理設(shè)計(jì),完全可以達(dá)到離心泵的泵體的夾套伴熱效果。
其次,輸送的苯酐在完成內(nèi)部循環(huán)的過程中,會(huì)因溫度的降低流動(dòng)性減弱,尾部的副葉輪,會(huì)讓小空間成為高速流區(qū),避免了可能發(fā)生的堵塞故障。同時(shí),在停泵時(shí),磁力區(qū)尾部不會(huì)積液,倒空徹底,避免了因物料凝固而導(dǎo)致(cause)的下次開車?yán)щy。這一點(diǎn)明顯優(yōu)于離心泵(Centrifugal pump)停機(jī)時(shí)造成的積液缺陷。
再者,根據(jù)輸送高熔點(diǎn)物質(zhì)機(jī)泵的操作控制經(jīng)驗(yàn),在機(jī)泵停止運(yùn)轉(zhuǎn)后,應(yīng)當(dāng)將介質(zhì)(起決定作用的物質(zhì))全部倒空,一則防止因物料形態(tài)的體積變化損壞設(shè)備(shèbèi),二則在開車前的預(yù)熱過程中提升辦公效率,保持升溫均勻。磁力泵開車前,同樣可以盤車檢查轉(zhuǎn)子(rotor)是否有卡堵現(xiàn)象,確認(rèn)無誤后再送料、暖泵、開車,有效的保證了機(jī)泵啟動(dòng)時(shí)的可靠性。
綜上所述,夾套磁力泵完全能夠滿足苯酐生產(chǎn)的工藝條件,替代動(dòng)密封的離心泵(Centrifugal pump)后,機(jī)泵泄漏檢修率大大降低。上海凱泉由于葉輪進(jìn)口不可能形成絕對(duì)真空,因此離心泵吸水高度不能超過10米,加上水流經(jīng)吸水管路帶來的沿程損失,實(shí)際允許安裝高度(水泵軸線距吸入水面的高度)遠(yuǎn)小于10米。
機(jī)械密封泵和無密封磁力泵的運(yùn)行費(fèi)用的比較
五、結(jié)論
只要切實(shí)注意夾套磁力泵的停車倒空和開車預(yù)熱過程,保證盤車輕便,不損傷滑動(dòng)軸承和隔離套,該形式的機(jī)泵優(yōu)于機(jī)械密封泵,它不僅大幅降低維護(hù)費(fèi)用(expense),而且操作控制簡單,有利于裝置的連續(xù)運(yùn)行,同時(shí)最大化減少了對(duì)操作工的傷害和對(duì)環(huán)境的污染。凱泉泵業(yè)由此可見,若離心泵葉輪不斷旋轉(zhuǎn),則可連續(xù)吸水、壓水,水便可源源不斷地從低處揚(yáng)到高處或遠(yuǎn)方。綜上所述,離心泵是由于在葉輪的高速旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力的作用下,將水提向高處的。
由此可以進(jìn)一步將該類型的無密封磁力泵推廣到相似性質(zhì)的產(chǎn)品(Product)生產(chǎn)中,如DMT,焦油等。凱泉泵業(yè)開動(dòng)前,先將泵和進(jìn)水管灌滿水,水泵運(yùn)轉(zhuǎn)后,在 葉輪高速旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的離心力的作用下,葉輪流道里的水被甩向四周,壓入蝸殼,葉輪入口形成真空,水池的水在外界大氣壓力下沿吸水管被吸入補(bǔ)充了這個(gè)空間。繼而吸入的水又被葉輪甩出經(jīng)蝸殼而進(jìn)入出水管。