磁力传动离心泵基本原理及特点

       石油化工用泵的跑、冒、滴、漏现象和机械密封失效引发的维修约占故障总量的50%～60%,由于化工生产中的介质具有易燃、易爆、易挥发及有毒有害的特性,其泄漏不仅会造成环境污染,而且可能造成较大的事故。1940年, 英国人Charles 和Geoff reyHwward首次使用磁力驱动泵解决了具有危险性介质化工泵的泄漏问题。20世纪50年代末期,李国坤教授发明了拉推磁路理论,创下了国内外同类试验的先进记录,其技术水平处于国际领先地位。近年来磁力传动技术更是得到了快速发展,逐步应用于石油、化工、冶金、制药、印染、电镀、食品及环保等领域。

       磁力传动离心泵(以下简称磁力泵)的应用推广由于其本身故障较多而受到一定影响,如由于磁性材料容易失磁导致扭矩不能正常传递、介质和压力的局限性不能适应生产工艺的需求等。文中对磁力泵现场维修改造过程中出现的故障进行了分析,其结果可为磁力泵的长周期运行提供一定的借鉴。

磁力泵基本原理

       磁力泵是利用磁性联轴器永磁体磁力传动的工作原理来实现扭矩的无接触传递的一种新型泵。当电动机带动外磁转子(即外磁钢) 总成旋转时,通过磁场的作用,磁力线穿过隔离套带动内转子(即内磁钢)总成和叶轮同步旋转,由于介质封闭在静止的隔离套内,从而达到无泄漏抽送介质的目的。磁力泵是一种由设计保证的全密封、无泄漏、无污染的新型工业用泵,可以彻底解决机械传动泵的轴封泄漏问题。

磁力泵的优点

       (1)消除了泵的机械密封,完全消除了离心泵机械密封不可避免的跑、冒、滴、漏的弊病,是实现无泄漏、零污染的较好选择,可以实现设备的本质安全。

      (2) 泵的过流部件选用不锈钢及工程塑料来制造,可以达到耐腐蚀目的。

      (3) 磁性联轴器和泵体结合为一体,具有结构紧凑以及磁性联轴器可以对传动电机起到超载保护作用的特性。

      (4) 配套的磁力泵监控系统可以对流量、温度、压力、功率以及轴承的磨损进行在线监测,进一步提高了泵的安全性和可靠性。

     (5) 易损件较少,维修方便,使用寿命延长。

磁力泵的缺点

       (1) 传动效率较低。与离心泵等相比较,在同等工艺条件下能量消耗较大。

       (2) 现在国内使用的钕铁硼(NdFeB)等永磁材料的性能还不完全稳定,工艺选择还有一定的局限性。一般情况下,工艺要求的介质额定温度、压力和磁力泵的泵体材料有关。当泵体为金属材质或F46衬里时,工作介质的额定温度不超过80℃,额定压力不超过1.6MPa 。当泵体为非金属材质时,工作介质的额定温度不超过60℃, 额定压力不超过0.6MPa。当工作介质的额定温度不小于350℃时,磁力泵还存在失磁的危险,很难实现长周期安全运行,则需要另行设计。

       (3) 适合于输送介质密度不超过1300kg/m3,粘度不超过30 ×10-6m3/s的不含铁磁性和纤维的液体。对于密度高、粘度大的介质,由于传动的扭矩相对较大,暂时还没有很好的应用。

      (4) 轴承一般采用被输送的介质进行润滑冷却,故磁力泵严禁空载和反转运行。

      (5) 磁性材料带来的失效分析比较专业,在实际运行中的故障解决比较困难。