磁力泵在氢氟酸车间的应用

詹小军刘慈军

（多氟多化工股份有限公司)

磁力泵在氢氟酸车间的应用

詹小军*刘慈军

（多氟多化工股份有限公司)

指出了在氢氟酸车间硫酸吸收工段氟塑料衬里离心泵运行存在的问题，介绍了采用磁力泵的优势及其在实际应用中的良好效果。

离心泵磁力泵机械密封硫酸吸收氟塑料衬里

多氟多化工股份有限公司氢氟酸车间硫酸吸收工段安装有一台磁力驱动泵，用于公司氢氟酸2#线硫酸吸收。该泵的型号为ITF65-50-160，流量20 m3/h，扬程25 m，功率7.5 kW。该泵的作用是将硫酸吸收塔中喷淋的浓硫酸打循环。工艺流程为：高位槽浓硫酸通过溢流进入到吸收塔，将无水氟化氢气体中的二氧化硫气体等进行吸收，形成为约50℃的混酸，然后用氟塑料衬里离心泵将其打到吸收塔中循环使用。近一年来，以磁力泵代替四氟泵使用效果良好，极大地改善了车间的操作环境，为连续均衡稳定生产打下了基础。

1 IHF氟塑料衬里离心泵存在的问题

1.1 机械密封损坏频繁IHF

系列氟塑料衬里离心泵（见图1）按国际标准设计，泵体采用金属外壳，内衬聚全氟乙丙烯(F46)；泵盖、叶轮和轴套均用金属嵌件外包氟塑料整体烧结压制成型，轴封采用外装式波纹管机械密封；静环采用99.9%氧化铝陶瓷（或氮化硅)材料；动环采用四氟填充材料。其特点是耐腐耐磨，密封性能优越可靠。该泵适用于输送任何浓度的硫酸、盐酸、醋酸、氢氟酸、硝酸、王水、强碱、强氧化剂、有机溶剂、还原剂等苛刻条件的强腐蚀性介质，是目前世界上最新的耐腐蚀装备之一。它的最大优点是结构先进合理、耐强腐蚀、密封性能严密可靠、工作稳定、噪声低、使用寿命长。

因此氟塑料衬里离心泵用于硫酸吸收工况应该是没有问题的，但是就实际生产情况看，效果并不理想。根据对生产车间了解的情况，平均每半月就需更换机械密封一次，有时候一周更换一次。据不完全统计，2009年共领用了70套机械密封，型号为WB2-35。车间同型号的泵共有14台，用于硫酸吸收4台，用于氟硅酸吸收8台。2010年1～8月份车间领用机械密封50套。WB2-35型机械密封从理论上讲是适用于该工况的。

在无水酸生产过程中，来自二级冷凝器、精馏塔冷凝器和脱气塔冷凝器的氟化氢和四氟化硅气体，通过尾气风机产生的负压进入到硫酸吸收塔。通过硫酸吸收循环泵，将硫酸吸收循环槽内的洗涤酸经过硫酸吸收冷却器冷却后打入硫酸吸收塔，对氟化氢气体进行循环吸收。当硫酸吸收循环槽内的液位达到上限后，通过液位联锁控制将吸收酸不断地输送到洗涤塔中，另一方面，通过控制电动调节阀将来自硫酸过渡槽的新鲜硫酸不断地补充到硫酸吸收循环槽中。这个过程在理论上应该是没有粉尘的，但是从机械密封的损坏情况看，大部分都是因为磨损而损坏的。可见硫酸在吸收二氧化硫和四氟化硅气体的同时，也将气体中的粉尘吸收了，经过不断循环，洗涤酸中的杂质含量越来越多，大大缩短了机械密封的使用寿命。

图1 离心泵结构

1.2 机械密封不正确安装导致损坏

我们知道，WB2-35型机械密封适用于清洁的、无悬浮颗粒的介质，要求管理系统十分干净，严防固体杂质进入机械密封端面。安装要求也是严格的，不允许有任何细微划痕和碰破缺陷，过流部件在安装密封前须冲洗干净，动静环面清洗后用柔软布擦干净，然后涂上一层清洁机油或油脂。据车间反映，那些刚更换没有多长时间就损坏的机械密封是因为安装不当造成的。一方面，机修工的安装水平有差异，主观上未能严格按照要求进行安装；另一方面，现场环境不是很好，粉尘较多，机修工稍不注意就容易造成安装不当。

1.3 安全和环保问题

机械密封的泄漏将带来很多安全隐患和环保问题。因为该泵输送的是硫酸等混酸，腐蚀性强，一旦泄漏溅到工人身上就是一起安全事故。此外，泄漏的酸流到楼板上，影响现场卫生，冲洗后废水流到水沟里也给环保处理带来压力。

1.4 运行成本

频繁更换机封增加了车间的各项成本。在目前无水酸生产紧张的情况下，一旦机械密封损坏就得尽快抢修。在更换机械密封时必须用清水将泵整体清洗干净，否则就会造成酸烧的危险。冲洗泵不仅耗费了大量清水，也损失了大量硫酸。更换零部件等都会增加生产的成本。单是因为更换机械密封造成停产的损失就是相当巨大的。

2 解决措施

2009年10 月份我们开始在氢氟酸车间硫酸吸收工段试用磁力驱动泵。实际运行证明，磁力泵能较好地解决IHF氟塑料衬里离心泵存在的问题。

2.1 磁力泵的结构

磁力泵，是一种通过磁力传动器(磁力联轴器)来实现无接触力矩传递从而以静密封取代动密封、达到完全无泄漏的离心泵。磁力泵系统由泵、磁力联轴器和驱动电机三部分组成。泵轴的左端装有叶轮，右端装有内磁转子，泵轴由滑动轴承支承。托架连接泵和电机并保证内外磁转子的位置精度。当电机驱动外磁转子旋转时，磁场通过空气气隙和隔(离)套带动内磁转子同步旋转，从而带动叶轮旋转。磁力泵的结构如图2所示。

图2 磁力泵结构

磁力泵与氟塑料衬里离心泵的主要区别在于以静密封取代动密封，使泵的过流部件处于完全密封状态，彻底解决了机械密封无法避免的跑冒滴漏的弊病。同时选用耐腐蚀、耐高温、高强度的工程塑料、陶瓷、不锈钢等作为制造材料，具有良好的抗腐蚀性能，可以使被输送介质免受污染。

2.2 磁力泵的优点

（1）零泄漏，清洁卫生。该泵轴由动密封变成封闭式静密封，彻底避免了介质泄漏。从车间使用的情况看，2009年10月份开始运行至2010年5月16日，在长达八个月时间里，运行稳定，极大地解决了频繁更换机械密封带来的种种问题。

（2）无需独立润滑和冷却水，降低了能耗。

（3）由联轴器传动改为磁力传动，不存在接触和摩擦，功耗小、效率高，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。

（4）过载时，内、外磁转子相对滑脱，对电机、泵有保护作用。当磁力传动器的从动部件在过载情况下运行或转子卡死时，磁力传动器的主、从动部件会自动滑脱，保护机泵。此时磁力传动器上的永磁体在主动转子交变磁场的作用下，将产生涡损、磁损，造成永磁体温度升高，磁力传动器滑脱失效。

2.3 磁力泵操作注意事项

（1）安装完毕后，用手转动联轴器检查有无碰擦现象。

（2）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（停泵后向泵腔内灌注清水，运转1 min后排放干净），以保障滑动轴承的使用寿命。输送含有固体颗粒的介质时，应在泵入口处管道中安装过滤器，过滤面积大于管道截面积的3～4倍。

（3）防止干摩擦。严禁空转，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2 min，以防磁力传动器过热而失效。

（4）扬程高的磁力泵在出口管路上应安装止回阀，以防突然停机时发生水锤破坏。

（5）防止退磁。磁力矩不可设计得过小。应在规定温度条件下运行，严禁介质温度超标。可在磁力泵隔离套外表面装设铂电阻温度传感器检测环隙区域的温升，以便温度超限时报警或停机。

（6）启动和停车。开泵程序:开车前打开进口阀门，将泵内灌满须输送的液体;关闭出口阀;点动电动机，检查磁力泵的转向是否正确;磁力泵启动后，出口阀应缓慢开启，待泵达到正常运行状态后，再将出口阀调到所需开度。试运转5～10 min，如无异常，可投入运行。停车程序:关闭出口阀门;切断电源;关闭进口，长期停机不用时应清洗泵内流道，然后切断电源。

3 总结

氢氟酸车间的硫酸吸收工段离心泵改用磁力驱动泵的试验表明，只要严格按照磁力泵的使用规程进行操作和使用，加强巡检和管理，就一定能大大降低车间的检修频率、故障停机率和故障率，为整个装置的稳定运行提供强有力的保证。该车间的氟塑料衬里离心泵更换为磁力泵的步骤正在有序进行，相信磁力泵的推广使用将为公司节能降耗、降低成本做出应有的贡献。

Application of Magnetic Drive Pump in Hydrofluoric Acid Plant

Zhan Xiaojun Liu Cijun

The problems of centrifugal pump with fluoroplastic lining in hydrofluoric acid plant sulfate absorption section are pointed out,and the advantages and good effects in actual application of magnetic drive pump are introduced.

Centrifugal pump;Magnetic drive pump;Mechanical seal;Sulfate absorption;Fluoroplastic;Lining

TQ 051.21

*詹小军，男，1980年生，助理工程师。焦作市，454191。

2012-02-25）