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磁力泵面临的技术问题及对策

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磁力泵面临的技术问题及对策

王玉良

抚顺石油学院　113001

摘　要　针对目前磁力泵应用中出现的一些问题,分析了原因,就如何实现磁力泵高温、高效、安全可靠提出了具体意见。 关键词　磁力泵　技术问题　对策

1　磁力泵是化工流程泵中的最佳选择化学工业用泵来输送各种酸、碱、盐溶液及有

机物等,在处理上述流体时,轴封的泄漏会给环境

带来污染,使产品造成浪费,甚至会带来灾难。所以,对化工泵的密封提出了更加苛刻的要求。

填料密封作为泵的传统密封结构,由于有一定

的泄漏量且在高速下效果差等问题,使用领域日益

缩小。机械密封已服役多年,虽然在密封技术、密封产品和密封系统三个方面已趋成熟,并实现了标

准化、系列化。但机械密封存在磨损泄漏问题,且

结构复杂,不宜安装更换,耗费辅助系统。密封是

泵的薄弱环节,德国一家化工厂统计:1986年～1987年常规泵破坏率是无密封泵的8倍。

由于磁力泵内磁半联轴器与叶轮共轴,同在一

个压力空间内,泵轴无需伸出泵壳的独特结构在无密封泵市场中赢得了较大的份额。它结构简单、维

护费用低、可以与常规泵互换,这些特点要优于屏

蔽泵。诚然,磁力泵的制造成本要贵于常规泵,但

维护费用与操作费用低,实现了腐蚀性、易燃易爆、有毒及昂贵介质的零泄漏,无环境污染,从整个寿

命周期看,磁力泵的费用明显少于常规泵。

2　高温问题2.1　磁性材料的选择

磁力泵的工作温度取决于磁性材料的性能,磁

性材料的选择要综合考虑剩磁、矫顽力、磁能积;对

于有温度要求的泵,应重点考虑居里温度、剩磁可逆温度系数。居里温度是物质从铁磁性转变成顺磁性的临界温度,通俗地说,达到居里温度的永久磁

体则完全丧失磁性。在居里温度范围内,剩磁随温度上升呈线性下降。

Brt=Br(1+󰀁Br󰀂t)

式中:Brt——工作温度下磁性材料的表面剩磁,T;

Br——常温下磁性材料的表面剩磁,T;󰀁Br——剩磁可逆温度系数,%/℃;󰀂t——温升,℃。

由于材料的󰀁Br不同,温度每升高100℃,铁氧

体剩磁下降18%,钐钴(SmCo5)剩磁下降4%;钕

铁硼(NdFeB)下降12%;钐钴(Sm2Co17)下降3%。而传动扭矩与Br2成正比,故可计算出每当温

度升高100℃,上述材料的传动扭矩分别减少33%,

8%,23%,6%。磁性材料厂样本中的数据是在常温下测定的,设计磁传动必须考虑工作温度的影响,

以保证传动可靠。

铁氧体应用得最早,其价格便宜,但磁能积低

(36kJ/m3以下),用它制成的联轴器尺寸大,它仅用于传动扭矩15N・m以内、工作温度为85℃以下;

NdFeB近年来广泛用于磁传动器件,因它的Br值

可达1.25T,磁能积(BH)max≤280kJ/m3,工作温

度150℃以下;Sm2Co17是一种高级合金,稀土与合金之比是2∶17。对于高温工况,选择它最为有

效,工作温度可达300℃,但价格贵,毛坯1200元

/kg。2.2　采取冷却措施

内磁转子在泵送流体内旋转,它直接受流体的

热影响,再者扭矩波动和尖峰载荷时,内外磁联轴

器发生滑动产生涡流热。为此,必须对其进行冷却。

(收稿日期:1997-01-28)　动设备石油化工设备技术,1998,19(1)・31・Petro-ChemicalEquipmentTechnology图1给出一简单的内流式冷却系统。叶轮甩出的高压流体,经后盖板上的小孔分为两支,一支经内半

联轴器外缘与隔离套之间,经轮幅上的孔与经内缘

的另一支流在后轴承汇合,对轴承进行润滑冷却,后

又经前轴承,由叶轮平衡孔流入叶轮入口低压区。如果流体温度很高,可在后盖板上铸出冷却室进行水冷。

图1　内磁转子冷却示意图

2.3　涡流型磁联轴器

永磁联轴器分为两类:同步型与不同步型(涡

流型)。我国生产的磁力泵均为同步型。据美国调查资料显示,美国磁力泵市场涡流型占8%。涡流型磁

联轴器(见图2)与电动机原理相类似,磁体用高温

粘结剂粘在外转子上与电动机相连,而内转子没有永磁体,它是由平行于轴的铜条制成鼠笼型(称扭

矩圈)。由于外磁转子旋转,则建立了旋转磁场,铜条在磁场中产生感生电流、电磁场、扭矩。

图2　涡流型磁联轴器原理示意图涡流联轴器有下列特点:a.磁体不接触过程流体,所以工作温度可以很高。这一点对于热泵有十分重要的意义。英国最大

的磁力泵制造商HMD无密封泵公司,1992年在欧

洲化工展览会上展出温度可达450℃的涡流型磁力

泵;

b.联轴器由于超载造成的滑脱不会造成永磁体退磁,滑脱大产生转矩也大,因此涡流型磁力泵

有较大的起动转矩;

c.输送含有铁成分的颗粒介质,不会吸附在内

转子上;

d.内外转子不同步,存在滑差率,尺寸大、效

率低,对于工作点要求严格的泵不宜选用。

3　效率问题

常规泵的功率损失分为机械损失、水力损失及

容积损失三部分。磁力泵因内磁半联轴器在流体内旋转,增加了机械损失与金属隔离套的涡流损失。

3.1　内磁半联轴器的圆盘摩擦损失

圆盘摩擦损失的功率:

Py=Krn3D52(1+5BD2)

式中:K——圆盘摩擦功率损失系数;

r——流体密度,kg/m3;

n——转速,r/min;

D2——圆盘外径,m;

B——圆盘轴向尺寸,m。内磁转子的摩擦损失是泵功率损失很大的组成

部分,例如一台30kW泵,Py约0.71kW,损失

2.4%。

减少圆盘摩擦损失的措施:

a.由公式可见,这一损失与转子直径的5次方

成正比,所以在磁路参数优化设计时,应力求减小直径尺寸,增大轴向尺寸;

b.圆盘摩擦损失与表面粗糙度关系很大,欲减

少这一损失,隔离套及内联轴器轮毂、封罩应尽量

光滑;

c.圆盘摩擦损失还与密封室中液流旋转形成的

环流消耗的功有关,间隙增大,摩擦损失增加。为

此,应尽量减小密封空间的尺寸。

3.2　隔离套的涡流损失

磁力泵由于有压力要求,隔离套大都采用金属材料,内外磁转子同步旋转,相当于隔离套在磁场32石　油　化　工　设　备　技　术1998年　中旋转,结果产生感生电流。此感生电流在套内自行闭合,像水的旋涡一样,因此称为涡流。涡

(电)流的磁场方向与永磁场方向相反,产生反力矩;

另外隔离套相当电器设备的铁心一样产生大量的

热,浪费了电能,使机器效率降低。涡流损失的功率一般占5%～25%。

涡流损失功率可表示为:

PW=f(B,n,r)2/R

此式表明:涡流损失随磁场强度B、转速n、回

转体半径r三者的平方增加,与隔离套材料的电阻

R成反比。减少涡流损失的措施:

a.设计师习惯选用强磁材料以使磁场强度足够

大,不幸的是涡流损失也迅速增加。实际上使用磁

性材料必须结构紧凑,传动半径尽可能小,适当增大轴向尺寸,且轴向磁块成异性交替排列;

b.隔离套材料的选择

奥氏体不锈钢与哈氏合金C-4均是耐腐蚀顺磁性材料,它们的电阻率分别为0.75 ・mm2/m和

1.25 ・mm2/m,后者的涡流损失相对减少40%。

因此,推荐选择哈氏合金C-4制作金属隔离套。

非金属材料没有涡流损失,早期使用过塑料,但因其强度差使用温度有限,应用受到限制。工业陶

瓷氧化锆有着特殊的前途,它耐腐蚀、硬度高、耐

磨损、高的机械强度和弹性模量(E=2×105N/

mm2)、工作温度大于300℃。另一种是合成材料,如

PVDF用玻璃纤维增强;

c.特殊的结构设计哈氏合金C-4与氧化锆复合双层隔离套。金属迭层隔离套在国外已开始应用,效率可达

99%。详见文献[3]。

4　安全问题

同步联轴器在出现尖峰载荷时,内外半联轴器要发生滑脱不同步,严重时输出轴停止,如不及时

关掉马达会产生很大的振动和噪声,造成整个传动

系统的破坏。另一方面两半磁体发生滑脱,磁体产生涡流,1～3分钟热量就会增至很高水平,粘结剂

失效,磁体退磁,磁块卡死,带来灾难性后果。内

轴承的磨损造成间隙过大,内磁联轴器与隔离套碰

撞也会造成泄漏和永久性的破坏。磁力泵是为解决密封泵的泄漏问题应运而生

的。事实上设计合理、安装操作得当的磁力泵可以

运行多年无故障。重要部位的磁力泵,为加强它的安全可靠性,应装设监测控制系统。在双层隔离套

法兰处联接压力传感器或温度传感器,一旦内外套

磨损、腐蚀或机械损坏,经传感器获得的信号,经

放大发送到控制开关,触发机组停车。轴承磨损可通过位移传感器,当超出允许间隙时,系统可自动

报警或停机。

参　考　文　献1　8thInternationalPumpUsersSymposium.March19912　蒋大辉.国外磁力驱动泵发展综述.水泵技术,1993,(3)3　王玉良.磁力传动泵的涡流问题.水泵技术,1996,(5)

・技术信息・

一种新型的机组状态监测及故障诊断系统

大连石化公司第三套重油催化裂化装置的烟气轮机能量回收机组采用了在线式机组状态监测及故障诊断系统。该系统是由海南长城机械工程有限公司与大连石化公司共同投资开发研制的。在大连三套能量回收机组中实际应用以来,运行可靠、信息不丢失、数据采集快、分析诊断功能完善、结果准确、实用性强、真正做到了无人值守,随时能全面反映出机组的实际运行状态。为石化企业大型机组的管理水平和操作水平进一步提高,为机组的长周期安全运行提供了可靠的监测手段和管理机制。展示了一种新型的科学、安全、管理途径。全国炼油厂现共有能量回收机组近百套,但真正做到无人值守的机组状态监测及实用性强的故障诊断系统,还为数不多,该系统曾在机组运行轴振动没有改变的情况下,准确地预测出机组故障,及时停机检查,证明了诊断系统的正确性,解决了大问题。希望能推广应用该系统,进一步提高机组的运行水平。(中国石化北京设计院　孙庆供稿)33　第19卷第1期王玉良.磁力泵面临的技术问题及对策THEINQUIRYONWAYSOF“DECREASINGINPUTIN-CREAINGOUTPUT”ShaoZhuguang.SINOPECconsulationcompany,Beijing,P.C100088Keywords　Reduceexpendituretoincreasebenefit,Way,InquirNEWTRENDOFEQUIPMENTMAINTENACEANDMANAGEMENT.——THEINTERNATIONALCONGRESSONPLANTEN-GINEERINGGUANGZHOU󰀁97(IPEC)HuAnding.SINOPEC,Beijing,P.C100029Keywords　Equipmentmaintenaceandmanagement,Internationalcongress,Development,NewtendencyABRIEFTALKONMANAGEMENTOFLARGE——SCALESETOFLANZHOUREFINERYPOWERPLANTZengFende.Lanzhoupetrochemicalcomplexpowerplant,P.C7300060Keywords　Managementprocedure,Technicalprogress,"Machine-electricity-instrument"integrate,Wholecoursemanagement,ModernmanagementTEXTUALRESEARCHONTESTINGPRESSUREOFPRESSUREVESSELSangRubao.CNSCP.DesignCommittee,P.C100101Abstract　Theaimofpressuretestingofpressurevessel,thecruxoftestingandthemeaningoftemperaturemodificationaremen-tioned.Andpointoutthatthetemperaturemodificationoftestingpressurreduringinternalpressuretestingshouldbeconvertedbye-lasticmodulus.butforexternalpressuretesting,thepressuremodifi-cationoftestingpressureisnecessary.Adiscussiononthenewcon-ceptionofpressuretestinggaveinthisarticleiswelcomed.Keywords　Pressurevessel,Testingpressure,TextualresearchOPTIMUMPRESSUREOFHYDROSTATICTESTFORPRESSUREVESSELLiZhiyi,DingXinwei.Dalianuniversityofscienceandengineering,P.C116012Abstract　Bymeansofelasticplasticfeaturecurveofjoiningedgestressconcentrationcrosssectiononpressurevesselisanalyzed.Inviewofabove,theconceptionofoptimumpressureofhydrostatictestforpressurevesselisproposed.Theformulaofoptimumpressureofhydrostatictestisderived.Keywords　Pressurevessel,Optimumpressureofhydrostatictest,FormulaAPPLICATIONOFLIQUIDRINGTYPEVACUUMPUMPONLARGEATOMOSPHERICVACUUMUNITNiWangqing,YanTielun,etc.Liaoheoilfieldpetrochemicalcom-plex,P.C110000Abstract　In100×105t/aatmosphericvacuumunit,thesteamin-jectorissubstitutedbyliquidringtypevacuumpump.Theenergyu-tilizationefficienciesofsteaminjectorandvacuumpumpareana-lyzed.andthefactorsaffectedsuctionpressureofsteaminjectorareanalyzedtoo.Theyhavesomereferentialvalue.Keywords　Vacuumpump,Flowsheet,EfficiencySAFEEVALUATIONOFREPAIREDHEATEXCHANGERHeXiaohua,YinXia,etc.Nanjinguniversityofchemialengineeringchemicalequipmentdesignandresearchinstitute,P.C210009Abstract　Onanimportedheatexchangerinsomechemicalplant,anoffsetcausedbyfabricatingdeviationispresentedonthejointbe-tweenshellandstraightpartofhead.Bymeansoffinitelementmethod.Thestressanalysisiscarriedout.Andthestrengthofoffsetpartisevaluated.Therepairweldedequipmentisalsoanalyzedbyfinitelementmethod.Theresultofanalysisdenotesthatthestressstatusofrepairweldedpartsisdistinctlyimproved.Sothat,thesafe-tyandreliabilityofequipmentareincrased.Keywords　Heatexchanger,Finiteelementmethod,Stressanaly-sis,SafeevaluationANALYSISONBUNDLEDEFORMATIONOFCATALYT-ICSLURRY——FEEDOILHEATEXCHANGERDongbiao,ZhangChunjun,etc.,Shenglipetroleumadministrativebureaupetrochemicalcomplex,P.C257000Keywords　Heatexchanger,Tubeside,Shellside,BundleMAKEAGOODJOBOFDOMESTICATIONFORIM-PORTEDEQUIPMENTTOCREATEMOREECONOMICBENEFIFFORENTERPRISETangWenke.Lanzhouchemicalengineeringcorporationsyntheticrub-berplant,P.C730060Keywords　Technicaldevice,Domestication,Petrochemicalequip-mentTHEEXISTINGTECHNICALPROBLEMANDCOUN-TERMEASUREFORMAGNETICPUMPWangYuliang.Fushunpetroleuminstitute,P.C113001Abstract　Thereasonsfortheexistingprobleuminmagneticpumpapplicationareanalyzed.Andspecificproposaisforhowtoattainhightemperature,highefficiencyandsafereliabilityareputforward.Keywords　Magneticpump,Technicalprobleum,CountermeasureANIMPROVEMENTONDESIGNOFSYNCHRONOUSHOISTINGHYDRAULICSYSTEMFORCOKEGUIDERYuShiming.Shanghaiuniversity,P.C200072Abstract　Basedontheanalysisofthestickingtroubleoftenhap-penedinthecokeguider󰀁shydraulicsynchronoussystematapetro-chemicalcokingwork,thispaperpresentsanewimprovementonhy-draulicsystemwhichcanautomaticallycompensatebi-cylinder󰀁syn-chronouserror,Itsapplicationofthiscokeguider󰀁stechnologicalin-novationprovesthatthebi-cylindersynchronousaccuracysatifiesthedesignrequirement.Keywords　Cokeguiderlifting/fallingmovement,Bi-cylindersyn-ABSTRACTSPETRO-CHEMICALEQUIPMENTTECHNOLOGYStartedPublicationin1980.Bimonthly.Jan.1998Vol.19No.1

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磁力泵常见的5个故障

磁力泵常见的5个故障

上海沈泉泵阀制造有限公司是一家专业生产，销售管道泵，排污泵，消防泵，化工泵等给排水设备的厂家，产品涉及工矿企业、农业、城市供水、石油化工、电站、船舶、冶金、高层建筑、消防供水、工业水处理和纯净水、食品、制药、锅炉、空调循环系统等行业领域。

磁力驱动泵是应用永磁传动技术原理实现力矩的无接触传递的一种新型无密封泵。其主动轴和从动轴之间不存在机械联接，结构中不需动密封存在，所以该型泵无密封、可实现零泄漏，特别适用于输送易燃、易爆、易挥发、有毒、有腐蚀以及贵重液体，磁力泵多用于要求泵只能微漏甚至不漏的场合，以及机械密封较难胜任的高真空的场合。近年来，

国外在石油、化工、电镀、制药、食品、选纸，印染等行业中该泵已得到广泛应用。

但在长时间的使用过程中，也难免会出现一些大大小小的故障现象。其中就有五个故障现象是经常出现的，那么具体都有哪些故障呢?对此，上海沈泉磁力泵厂家便为大家整理出了以下内容，大家请跟着小编一起来看看下面的内容吧。

磁力泵常见的5个故障：

1、轴承损坏：磁力离心泵的轴承采用的材料是高密度碳，如遇泵断水或泵内有杂质，就会造成轴承的损坏。圆筒形联轴器内外磁转子间的同轴度要求若得不到保证，也会直接影响轴承的寿命。 2、扬程不足：造成这种故障的原因有：输送介质内有空气，叶轮损坏，转速不够，输送液体的比重过大，流量过大。

3、轴折断：磁力泵的泵轴采用的材料是99%的氧化铝瓷，泵轴折断的主要原因是，因为泵空运转，轴承干磨而将轴扭断。拆开泵检查时可看到轴承已磨损严重，预防泵折断的主要办法是避免泵的空运转。

4、流量不足：造成流量不足的主要原因有：叶轮损坏，转速不够，扬程过高，管内有杂物堵塞等。

5、磁力泵打不出液体：这是十分常见的故障现象，其造成原因也较多。首先应检查泵的吸入管路是否有漏气的地方，检查吸入管内空气是否排出，磁力泵内灌注的液体量是否足够，吸入管内是否有杂物堵塞，还应查一查泵是否反转(尤其是在换过电机后或供电线路检修过后)，还应注意泵的吸上高度是否太高。

磁力泵运行常见问题及解决措施

磁力泵运行常见问题及解决措施

当代化工研究［斥Modern Chemical Research 丄 Q2020 • 14练述与专论

石玆力泵运行 常见问 题及解决措施

*李维

(中国原子能科学研究院北京102488)

摘耍：磁力泵是应用于新型离心泵的一项工业产晶.其工作的原理是将永磁连轴应用在离心泵上.这样餉设计不仅能够合理运用离心泵 还能够精进制作工艺具有圈封闭性的特点，不会出现泄漏和腐蚀的情况.本文重点分析了磁力泵的概念和原理，以及如何选型，日常出现 问题该如何解决” 关键词：磁力泵；运行；问题；解决措施 中图分类号：T 文献标识码：A

Common Problems and Solutions of Magnetic Pump Operation

Li Wei

(China Academy ofAtomic Energy, Beying, 102488)

Abstracts Magnetic pump is an industrial product applied to new centrifugal pump. Its working principle is to apply permanent magnet coupling to centrifugal pump. This design can not only use the centrifugal pump reasonably, but also refine the manufacturing process. It has the characteristics of ring sealing without leakage and corrosion. This paperfocuses on the concept and principle ofmagnetic pump, as well as to select the type, /tow to solve the daily problems.Key words： magneticpump\ operation^ problems； solutions

磁力泵振动过大的原因

磁力泵振动过大的原因

磁力泵振动过大的原因

磁力泵振动过大的原因可能有以下几点：

1. 安装不当或电机异常。

2. 泵体本身质量不合格或者因意外工况导致内部组件破损。

3. 轴承间隙过大，金属松动，油内有异物，油质（粘度、温度）不良，用空气或工艺液体起泡，润滑不良，轴承破损。

4. 密封装置摩擦，外壳变形，轴承破损，支撑共振，推力轴承破损，轴弯曲，不良配合。

5. 联轴器松动，密封装置摩擦，外壳变形，轴承破损，支撑共振，推力轴承破损，轴弯曲，不良配合。

6. 压力脉动不是中间处，而是壳体变形，密封摩擦、支撑台或基础共振、管路、机械共振，加强基础或管路。

7. 轴的摩擦、密封、轴承、不精密、轴承晃动、不良的收缩配合等。

为了解决磁力泵振动过大的问题，可以采取以下措施：

1. 检查后，采取调整轴承间隙，去除油中异物，更换新油等措施。

2. 检查、调整或更换贴纸。

3. 检查后，采取相应措施修理、调整或更换。

4. 加强基础或管路。

5. 检查后采取相应措施修理、调整或更换。

以上信息仅供参考，建议咨询专业人士获取更准确的信息。

甲醇装置磁力泵试车故障分析与整改措施

甲醇装置磁力泵试车故障分析与整改措施

甲醇装置磁力泵试车故障分析与整改措施

【摘要】针对甲醇装置中磁力泵试车运行中发生的转子卡死、轴承磨损等故障现象，分析磁力泵故障原因，改进过滤器结构和滤网，提出整改措施，确保磁力泵安全可靠运行。

【关键词】磁力泵 过滤器 杂质 故障 磨损

1 前言

中海石油化学股份有限公司日产2500吨甲醇装置中是采用英国davy公司甲醇生产工艺技术，以天然气为原料经过转化、压缩、合成、精馏等工序生产出甲醇。根据生产工艺和输送介质的特性，甲醇装置中的预塔、精馏塔和回收塔单元共选用了12台美国汉胜工业生产的圣达因磁力泵，从泵的选型上解决介质无泄漏输送的问题。

磁力泵是一种无泄漏、易维护、运行平稳、可靠性强的离心泵，具有安全、高效、节能等特性。但在日产2500吨甲醇装置试车过程中，磁力泵多次出现转子卡死、泵振动过大等故障现象，需要停车进行解体检修。这严重影响了甲醇装置试车进度。针对故障原因进行分析，做出应对措施，确保磁力泵正常安全运行。

2 磁力泵的基本原理

磁力泵由泵、磁力传动器、和电机三部分组成。其显著特点是该泵无轴封部件，即不存在动密封泄漏点。其关键部件磁力传动器由外磁转子、内磁转子和不导磁的隔离套组成。电机通过联轴器带动外磁转子旋转，外磁转子通过磁场力带动与叶轮相连的内磁转子同步旋转。由原来常规泵的一根轴加设轴封部件改为两根轴加设隔离套结构，将动密封转化为静密封，从而彻底解决了介质的泄漏问题。

3 磁力泵运行中注意事项3.1 防止颗粒进入

不允许有铁磁杂质、颗粒进入磁力传动器和轴承摩擦副；输送易结晶或沉淀的介质后要及时冲洗以保障滑动轴承的使用寿命；输送含有固体颗粒的介质时，应在泵流管入口处过滤网。

3.2 防止干摩擦

严禁空运转；严禁介质抽空；在出口阀关闭的情况下，泵连续运转时间不得超过2min，以防磁力传动器过热而失效。

3.3 防止高温退磁

4 磁力泵故障情况概述

自从日产2500吨甲醇装置于2010年10月进行装置试车以来，预塔塔底甲醇泵j432a、精馏塔回流泵j433a等磁力泵多次出现主轴卡死、泵振动过大、泵体温度过高等现象。检修班组通过几次解体检查，泵的滑动轴承、轴套磨损坏或烧毁；隔离套严重刮伤；泵体内有铁屑等硬颗粒杂质。这几台泵故障情况如下图1、图2和图3所示。