磁力驱动化工泵在AZF工艺复合肥生产上的应用

赵岩

摘 要：本文介绍了AZF工艺复合肥生产企业需要使用大量浓硫酸，一般的机械密封泵使用时间短，泄漏风险大，巡检人员的安全隐患高。我们经过多次实验研究，对比各种无泄漏泵，最终使用自主研究的磁丰泵业的磁力泵取得了成功。

关键词：硫酸；无泄漏；磁力泵

中图分类号：TQ442 文献标识码：A

法国AZF复合肥工艺是用管式反应器将硫酸、硫酸、氨等液体混合后喷洒在物料上，生产企业需要使用大量浓硫酸，一般的机械密封泵使用时间短，泄漏风险大，巡检人员的安全隐患高。我们经过多次实验研究，对比各种无泄漏泵，最终使用自主研究的磁丰泵业的磁力泵取得了成功。我公司年消耗硫酸约10万吨，为93%浓硫酸，原使用的是襄樊五二五泵业公司制造的HE50-32-250型硫酸泵（位号：13P250A），该泵的设计流量14m3/h、揚程63m，密封形式为机械密封；由于泵扬程较高，泵承受的压力有时高达1.5MPa，机械密封经常被“冲坏”，冬季密封更换的频率更高。由于密封更换频率高，导致泵的维修量较大、浪费了硫酸、污染了环境，并且密封的“损坏时刻”不可预测，巡检工人时时提心吊胆。为了改变这个状况，我公司与襄樊磁丰泵业公司胡严先生联合开发设计出了改进型硫酸泵—IHM50-32-250型磁力驱动无密封化工离心泵，该泵从2004年6月在我公司进行试验使用，经过了炎热夏季和寒冷冬季的考核，到达了预想的设计效果。

我们研究了大量的无泄漏泵，包括屏蔽泵、磁力泵、容积式隔膜泵、电磁泵等。最终选型定为磁力泵。磁力泵是通过分别装在泵轴和电机轴上的内、外磁转子所产生的磁力，将电机转矩传递给泵轴，进而带动叶轮旋转输送硫酸。当电机旋转时，电机端外磁转子通过隔离套与泵轴端内磁转子相互吸引，带动泵轴与叶轮转动。内外磁转子磁铁数量一样，从而形成对应的磁极关系而同步转动。该泵以隔离套法兰静密封代替机械动密封，从而解决和避免了硫酸的泄漏问题。

在新设计的磁力泵结构中（如图1所示），我们用薄壁UB6材料隔离套将泵的工作介质与外界完全隔离开，把液体完全封闭在隔离套内，没有动密封，从而实现完全无泄漏。我们只利用了磁力传动器来传递动力，以静密封代替传统泵设计中的动密封。IHM50-32-250型磁力驱动无密封化工离心泵，电机轴与泵轴之间由原来的轴承箱加联轴器改为用永久磁铁磁力耦合联轴器进行无接触传动，内、外磁转子通过UB6“隔离套”隔开，泵不再需要机械密封，由于“隔离套”通过法兰安装在泵盖上，所以泵不会有泄漏；并且，由于“隔离套”的厚度可以通过定期测厚探伤决定是否更换，不像机械密封损坏那样不可预测。需要注意的是，隔离套厚度的选择要适中，一般2mm为宜，过厚会大大传动效率，过薄又容易磨损泄漏。

我们的磁力泵的工作介质为强酸，因此磁力泵泵体内所有零件都需采用Cr30材料，其滑动轴承选用碳化硅材料制造。由于磁场的作用，泵在运行时金属隔离套内会产生很大的涡流热，我们在磁力泵设计中加入了自润滑冷却回路。硫酸介质从泵的高压区流出，经过内磁转子与隔离套之间的空隙进入隔离套底部，再由泵轴的中心孔返回到泵的低压区。这样该泵无须配备独立的润滑和冷却水系统，对于轴承、磁力联轴器、隔离套等部件也不需要外加冷却系统，这样又降低了生产能耗。该泵由原来的联轴器带动旋转变成同步旋转，不存在接触和摩擦，功耗小、效率高，传到效率达到98%以上，且具有阻尼减振作用，减少了电动机振动对泵的影响和泵发生气蚀振动时对电动机的影响。机械传动泵在运转过程中，由于是硬连接，经常会产生较大振动和噪声。而我们磁力泵采用磁力联轴器驱动振动小，噪声低，运行平稳，大大延长了泵的运转周期。所以该泵只要联轴器找正良好、泵腔内不进入大块异物，长期连续运转就不会出现故障，泵运行的可靠性大大提高。

我公司该工位泵原来配用18.5kW电机，现在配用22kW电机，在达到设计流量14m3/h、扬程63m时，电机工作电流原来为33A，现在为38A，其他工况没有变化。通过改造电能消耗略有增加，但维修成本大大降低。需要重点注意的是输送的硫酸内杂物要少，可在泵入口增加过滤网，防止碳化硅轴承磨蚀损坏。另外，隔离套内为永磁铁，应避免高温退磁，效率下降，所以要求运行时硫酸不能过稀，维修是不要用水直接冲洗沾有浓硫酸的联轴器，避免产生太多的反应热。

经过近10年的实际使用，该磁力泵没有发生任何故障，为我公司连续生产创造了很好的条件，也大大地减少了维修工作，省去了维护保养及油脂润滑等工作，避免了因更换密封导致的硫酸浪费和环境污染，最主要的是避免了硫酸伤人的安全事故。该泵泵体、叶轮等与原泵通用，可以在原泵基础上改造，平时使用也不再频繁更换机械密封，节约了资金。磁力驱动无密封化工离心泵在我公司已成功使用，该泵在AZF工艺的复合肥企业硫酸泵工位应大力推广使用。

参考文献

[1]赵德成.磁力泵的结构特点及使用与维修[J].中国氯碱，1999（4）：35-36.