屏蔽电泵国内基本情况与发展趋势分析

(佳木斯防爆电机研究所，黑龙江佳木斯 154005)

屏蔽电泵国内基本情况与发展趋势分析

陈长燕

(佳木斯防爆电机研究所，黑龙江佳木斯 154005)

介绍了国内屏蔽电泵行业发展的基本情况，并对屏蔽电泵的发展及趋势进行总结与分析，为行业企业进行产品结构调整提供参考，为行业宏观管理提供科学依据。

屏蔽电泵；市场需求；发展趋势

0 引言

屏蔽电泵是50年代初为满足核能工业完全无泄漏和最高可靠性要求而研制生产的，我国屏蔽电泵的研制开发始于1963年，后来在日本屏蔽电泵技术基础上自行研发。屏蔽电泵是一种无泄漏泵，泵的叶轮直接安装在转子的轴伸端，并在同一密封壳体内，不需要添加机械密封结构，从根本上消除了被输送介质的泄漏隐患，具有低噪音、无泄漏、无污染、运行可靠、安装方便等优点，产品被广泛应用于石油、化工、核能、制药、食品、制冷等行业。本文重点介绍屏蔽电泵国内的基本情况，并对发展趋势进行分析。

1 基本情况

经过近60年的不懈努力，国内各生产企业都积累了较丰富的经验，生产技术已日趋成熟，为满足不同行业的特殊需求，产品系列、品种、规格不断增加，应用领域不断扩大，主要分为以下七大基本类型。

(1)P、PB系列普通型屏蔽电泵

实际应用最多的型式，用于输送不易汽化，温度不高于规定的电机入口最高温度，不含颗粒和融点较低的介质，如图1、图2所示。

图1普通型

图2普通型

普通型是从泵出口引出一小部分输送液体经过过滤网进入后轴承，通过定、转子间隙又进入前轴承，最后回到泵的吸入口处，以此进行循环。

(2)PN、 PBN系列逆循环型屏蔽电泵

由于润滑冷却的路径与普通型相反，故称为逆循环型。适用于输送易汽化的液体。逆循环是一小部分液体从叶轮出口经前轴承座的小孔进入前轴承，流经定、转子间隙、后轴承，最后通过后轴承座的逆循环出口排到系统管路中，如图3所示。

图3逆循环型

这种泵本身无排气阀，其逆循环管路可将电机循环液排到进液罐的汽相区，从而保证泵和电机腔内无气体存在，确保轴承的润滑和电机的冷却。对于在工作温度和压力下，容易汽化的介质，应当选用逆循环型。

(3)PG、PBG系列高温型屏蔽电泵

适用于输送高温液体，且液体本身不含有颗粒，且融点较低。泵输送的介质温度高于规定的电机入口液体最高温度，但由于连接体的热屏作用和热交换器的降温作用，使得进入电机内的液体温度低于规定的电机入口液体最高温度。高温型也是由热屏和电动机结合处引出一小部分液体，流经水夹套中的蛇形管，再依次经后轴承、付叶轮、定、转子间隙、前轴承、热屏和电动机结合处，再返回到蛇形管进行循环，同时在转子上装有副叶轮，靠它来完成自循环液体的输送，如图4所示。

图4高温型

(4)PZ系列自吸型屏蔽电泵

适用于从地下容器中抽提液体，自吸时间小于5min，自吸型屏蔽电泵也分内、外循环两种，其特点是靠内泵体的作用，在吸入管路内未充满液体时，泵能通过自动抽气功能扬液，最大吸上高度可达5m，如图5所示。

图5自吸型

(5)PR系列高融点型屏蔽电泵

适用于输送融点高、易结晶的液体，分内、外循环两种。为了防止输送液结晶，泵体、电机、循环管以及连接体等全部有保温夹套，在保温夹套内通高温气体，确保工作介质处于液体状态，这种泵也不能输送带颗粒的液体，如图6所示。

图6高融点型

(6)PBLK系列泥浆密封型屏蔽电泵适用于输送含有少量柔软颗粒的液体，其特点是电机循环液为后部注液罐注入清洁的母液，电机腔和泵腔内液体由机械密封隔开。一般通过加压使注液罐内压力高于泵入口压力，以防止颗粒进入电机腔，在此基础上开发了气封泥浆型，其特点是在泵和电机之间设有气腔将泵和电机完全分开，不会产生输送液磨损轴承现象，如图7所示。

图7泥浆密封型

(7)多级型屏蔽电泵

装有复数叶轮的高扬程用屏蔽泵，因为这种泵装配叶轮多，为提高抗空化性能，它的首级叶轮常与后面的各次级叶轮不同，故其结构比单级泵复杂。通常按照采用的泵壳形式分为中开式多级泵、节段式多级泵和双壳泵，如图8所示。

图8多级型

2 屏蔽电泵的发展趋势

自20世纪90年代以来，屏蔽电泵在产品应用范围、系列和品种、技术水平等方面有了明显的发展和进步，同时市场竞争也日趋激烈，尤其是国外屏蔽电泵制造企业的介入，更加剧了国内市场的竞争，也加速了国内屏蔽泵行业新产品开发的步伐。促进屏蔽电泵制造技术日趋完善，研制出适应市场需求的高新技术产品，在市场竞争中立于不败之地。

2.1 积极进行国际认证

自从中国加入WTO以后，机电产品出口大幅度增加，出口所带来的利润是巨大的，因此各企业在立足国内市场的同时，着眼于开拓国际市场，将会给企业创造无限商机。进入国际市场的先决条件是必须有准入证，即产品必须通过相应国家或地区的认证。目前各屏蔽电泵生产企业普遍都通过了ISO 9001质量体系认证，还有少数企业进行了国外其他认证，如CE认证、美国的RAB认证等，在国内市场竞争激烈的情况下，及早占领国际市场已是大势所趋，因此各企业应积极进行国际认证，使自己的产品早日进入国际市场，给企业创造良好的发展空间。

2.2 新技术在屏蔽电泵中的应用

目前，国内屏蔽电泵制造企业都围绕着如何延长屏蔽电泵的使用寿命，如何提高屏蔽电泵的安全性、可靠性、可维修性及可操作性，广泛开展科研攻关，利用现代电子产品的高科技优势，使屏蔽电泵运行的稳定、可控不断得以完善。

2.2.1 轴承监视器

屏蔽电泵的可靠运转很大程度上取决于泵内的动配合部件，而其中石墨轴承是最重要的部件。以往屏蔽电泵产品对石墨轴承只有径向监测，而实际使用中，轴承在轴向也会产生磨损。对此，行业技术工作者研发了机械式轴承监视器，它既能监视石墨轴承的径向磨损，又能监视轴承的轴向磨损。另外，机械式轴承监视器监测部分因采用了和泵相同的材质，还能起到监视腐蚀的作用。而电气式轴承监视器是由埋在电机内部的检测线圈来测定轴承的磨损量，尤其是对于轴承轴向磨损的检测，精确度非常高。该仪表可以对轴承的磨损进行监测，对屏蔽电泵的逆转、断相、短路都可以检测。使用简单方便，当仪表指针在绿色区域时，表示轴承磨损很小，可以安全使用；当仪表指针在黄色区域时，表示轴承磨损量较大，需要更换轴承；当仪表指针在红色区域时，必须马上更换轴承。除现场监视外，还可以远距离监控。

2.2.2 空运转保护器

屏蔽电泵是采用自身母液润滑，这样避免了注油的麻烦，但屏蔽电泵里的石墨轴承在缺液断流的情况下无法长期运转，如果断液运转会造成轴承干磨，极大地降低了轴承的使用寿命。针对这个技术难题研制出的空载运转保护装置，是一种可避免屏蔽电泵空运转和气蚀运转而使电泵自动停车的保护装置。该装置使屏蔽电泵的使用性能得到了极大地完善，使用寿命也相应的得到提高。

2.2.3 电机绕组过热保护装置

为了防止因为液体温度的改变，冷却水的减少、断水、热交换器的污染等原因引起绕圈异常发热，在电机定子绕组端部埋置1个或3个热继电器，用于监测电机的定子温度。当温度超过170℃，可以自动断电。起到热保护作用，保证了电泵运行的安全性和可靠性。

2.2.4 故障监测装置

屏蔽电泵在易燃易爆气体混合物存在的危险场所中运行时，为了保证安全可靠地运行，在屏蔽电泵上安装故障监测装置。监测装置由电流放大器(S30)、温度控制仪(T30)、液位监测仪(N30)组成。温度控制仪(T30)是带微型开关的液体胀缩温度计。通过温度控制仪(T30)触头温度的调节，可以将泵的温度控制在允许范围内。液位监测仪(N30)内部装有一个带磁块的浮体，它在内装惰性气体接触器(弹簧触点)的导管中移动。当液面升高或降低时，里面的弹簧触电通过磁铁产生作用，接通或断开电路，从而实现控制作用。

2.3 加速新产品开发，适应现代应用要求

随着社会的发展，人民生活水平的日益提高及环保意识的增强，屏蔽电泵的应用领域不断扩大，不仅在化工、制药、核能等工业部门中应用，而且在城市供热部门、高楼给水、机车、空调中也的到了广泛应用，因此屏蔽电泵生产企业要想使产品在市场上争得一席之地，就要不断改进产品设计和工艺，提高产品质量，扩大品种和产品功率范围和应用范围，适应现代应用要求。

2.3.1 高效节能产品的开发

现在人们对电机产品的要求已不满足于只是适于一般应用，而在追求高效节能。因此开发出高效节能产品未来发展的必然趋势。

PBCG系列无水冷超高温屏蔽电泵，当输送液体温度为120℃～350℃时，以往生产的屏蔽电泵需要水冷却，PBCG系列屏蔽电泵由于具有超耐热绕组，所以完全不必用水进行冷却，极大地节约了热能损耗。该系列屏蔽电泵年节水量为9600t～31200t，年节约能量28000kW/h～94000kW/h。

PBCH系列电力机车用屏蔽电泵，可由PWM变频器供电，频率范围为40Hz～100 Hz,通过调频改变流量，降低能耗，达到节能的效果。

2.3.2 提高屏蔽电泵的自动化程度

屏蔽电泵因每次启动前都要进行放气，不仅麻烦，而且又会造成轴承干磨，因此在自动化程度较高的今天，这个问题应该被解决。KQPL系列内循环屏蔽电泵的电机和SFP系列屏蔽电泵的电机加装了自动排气阀，以自动放气代替手动放气，解决了屏蔽电泵频繁启动造成的放气问题。

2.4 应用范围、功率范围不断扩大

屏蔽电泵不仅广泛应用于石油、化工、国防、航天、医药、纺织、制冷、空调、食品等行业中输送低温、常温、高温、常压、高压、高熔点、易燃、易爆、贵重的、有毒的和易挥发的介质，而且在高楼供水、采暖及灌溉装置中也被广泛应用，因此安全、可靠、低噪音、符合环境要求的屏蔽电泵日益受到人们的重视。

随着屏蔽电泵应用领域的不断拓展，其功率范围也在不断扩大，核工业安装的功率更是不断创新高，所以国内屏蔽电泵的功率范围还有很大发展空间。

2.5 优质轴承的采用

屏蔽电泵的轴承一般情况都采用滑动轴承，轴承本身具有自润滑性能，工作时靠输送的介质冷却润滑。采用优质轴承，提高产品使用寿命应该是屏蔽电泵生产企业提高产品质量的关键环节。

目前许多屏蔽电泵生产企业都采用石墨材质、晶体碳化硅SSIC以及硬质合金堆焊接，使用寿命可达10万小时以上。

2.6 新材料的应用研究

由于屏蔽电泵自身结构所决定的效率损耗很大，随着制造技术的进步，新材料的不断问世，选取性能好、损耗小、耐磨损、耐腐蚀的替代材料已势在必行。采用碳化硅材质的滑动轴承代替石墨浸渍树脂材质的轴承，提高轴承的耐磨性，屏蔽套材质选用Hastelloy-C合金，损耗小、性能优良，提高了屏蔽电泵的使用效率，改善了屏蔽电泵的运行性能。

3 结语

以上对屏蔽电泵的用途、现状做了简要的概述并对今后发展方向进行了分析，希望对国内屏蔽电泵生产企业在产品设计、研发等方面提供帮助，使我国屏蔽电泵的发展再上一个新台阶，缩小与国际先进产品的差距，为赶超世界先进水平做出贡献。

[1] 王超，李藏雪，张进宝，等.屏蔽主泵电机定子绕组腔密封设计.防爆电机，2015.5.

[2] 于春燕，国栋.屏蔽电泵调整扬程时叶轮切割的经验.防爆电机，2011.3.

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AnalysisonBasicSituationandDevelopmentTrendofCannedMotorPump

ChenChangyan

(Jiamusi Explosion-Proof Electric Machine Institute, Jiamusi 154005, China)

This paper introduces the basic development situation of domestic canned motor pump industry, and briefly summarizes and analyzes the development and trend of canned motor pump. It provides the scientific basis for macro management of industry and the reference for product structure adjustment of industry enterprises.

Canned motor pump；market demand；development trend

10.3969/J.ISSN.1008-7281.2017.05.18

TM301.3

B

1008-7281(2017)05-0054-004

陈长燕女1977年生；毕业于哈尔滨理工大学机械设计制造及其自动化专业，现从事起重冶金及屏蔽电机标准化工作.

2017-04-13