:从分析磁力泵运行的不安全因素入手,提出了磁力泵保护系统的设计方案,为该类设备的安全、可靠和长周期运行提供了保证。
:磁力泵;磁传动器;热扩散
在石化工业中,经常要用泵来输送酸、碱盐及有机物等溶液。在常规泵运行过程中,总存在轴封泄漏问题,造成产品浪费,引起环境污染。因此,在输送有毒、易燃易爆放射性及贵重介质时,应采用无泄漏泵,以杜绝“跑、冒、滴、漏”现象的发生。在无泄漏泵中,因磁力泵具有结构简单、维护费用低及可与常规泵互换等特点,而得到了广泛应用。磁力泵虽然实现了对腐蚀性、易燃易爆、有毒及昂贵介质的零泄漏,但它最大缺点就是磁性材料受工作温度的限制。另外,当出现尖峰负荷时,磁传动器的内外磁缸将产生滑脱现象,严重时甚至造成输出轴停止。因此,为了提高磁力泵的安全可靠性,需要设计一套监控和保护系统。
磁力泵主要由泵体、叶轮、磁传动器(包括内磁缸、外磁缸和隔离套)及电机等组成。电机驱动磁传动器的外磁缸转动,外磁缸通过磁力与内磁缸耦合,使内外磁缸同步运转。隔离套位于内外磁缸之间的间隙中,它把泵轴的旋转部件,包括叶轮和内磁缸等封闭在密封罩内,使泵内液体与外界完全隔离开来,实现了无轴封、完全无泄漏的目的。
当电机带动外磁缸旋转时,内磁缸也同步旋转,而隔离套在交变磁场的作用下,按照电磁感应原理,会产生感应电流。感应电流在隔离套内自行闭合,形成涡流。涡流磁场方向与磁传动器磁场方向相反,产生反力矩。同时,按照焦耳-楞茨定律,涡流在隔离套中会产生大量的热。这就是磁力泵发热的主要原因。同时,屏蔽电机的绕组有铜损、磁损引起的发热,前后导轴承以及推力盘或多或少承受载荷,也将引起发热。
磁力泵的发热造成相当大的功率损失,使传动效率大幅度下降。如果发热造成的热量得不到及时而充分的冷却使温升超过允许值时,磁传动器就可能因高温退磁失效,甚至造成其它故障。
针对上述问题,我们在对隔离套和其它零部件的材料结构作进一步改进的同时,为了加强泵的可靠性,还设计了一套完整的保护系统,以监测和控制泵的运行。
系统总体设计