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          夾套式磁力泵在苯酐裝置中的應用

          一、前言

          苯酐,全稱鄰苯二甲酸酐,是重要的有機化工原料之一,廣泛的用作增塑劑、樹脂、醫藥、染料及農藥等的原料和中間體。常溫下,苯酐結晶為片狀白色固體,熔點131.6℃。苯酐工業生產采用的是鄰二甲苯的氣相催化氧化法,它是在易燃、易爆、高溫、有毒等條磁力泵件進行的,氧化溫度高達440℃,液體苯酐的精制溫度也高達180-250℃。生產過程中,若液態苯酐濺到皮膚上,除燙傷外,它還易吸水生成具有強腐蝕性的鄰苯二甲酸;氣態苯酐,具有強烈的刺激性,吸入后,咳嗽、咽喉疼痛、粘膜充血、眼睛紅腫流淚等對人體危害很大,在明火條件下還可導致燃燒爆炸等嚴重事故。因此,苯酐裝置的設備技術要求很高,關鍵設備多為進口。比如苯酐泵,國內裝置一般選擇德國KSB公司、美國DURCO公司等的產品,全為夾套式機械密封離心泵。但由于苯酐物化特性的原因,該類型機泵密封壽命短,維護費用高,而且在設備維修過程中,苯酐對人體和環境的危害都很大。

          二、機械密封離心泵的缺陷

          根據苯酐的物化特性和其對人體,環境的危害,苯酐泵的密封多選波紋管機械密封,以保證較好的密封效果。但由于苯酐為高熔點物質,在開、停車過程中,機械密磁力泵封處的溫度常低于物料熔點溫度,會出現少量苯酐凝固或結晶物析出現象,波紋管會因堵塞等原因逐漸喪失彈性,摩擦副失效,導致機泵泄漏。

          其次,在苯酐泵的運轉過程中,波紋管表面結晶物積累造成軸向彎曲,出現波紋管斷裂或密封壓縮量不均勻,輔助密封圈的高溫老化,補償性降低,致使密封失效泄漏。

          第三,由于苯酐氧化反應是在鄰二甲苯爆炸極限范圍內操作,存在較大的危險性,裝置偶發事故較多,苯酐泵機械密封的使用壽命常因頻繁開、停車而大為縮短。

          泵泄漏。

          其次,在苯酐泵的運轉過程中,波紋管表面結晶物積累造成軸向彎曲,出現波紋管斷裂或密封壓縮量不均勻,輔助密封圈的高溫老化,補償性降低,致使密封失效泄漏。

          第三,由于苯酐氧化反應是在鄰二甲苯爆炸極限范圍內操作,存在較大的危險性,裝置偶發事故較多,苯酐泵機械密封的使用壽命常因頻繁開、停車而大為縮短。

          泵泄漏。

          其次,在苯酐泵的運轉過程中,波紋管表面結晶物積累造成軸向彎曲,出現波紋管斷裂或密封壓縮量不均勻,輔助密封圈的高溫老化,補償性降低,致使密封失效泄漏。

          第三,由于苯酐氧化反應是在鄰二甲苯爆炸極限范圍內操作,存在較大的危險性,裝置偶發事故較多,苯酐泵機械密封的使用壽命常因頻繁開、停車而大為縮短。

          泵泄漏。

          其次,在苯酐泵的運轉過程中,波紋管表面結晶物積累造成軸向彎曲,出現波紋管斷裂或密封壓縮量不均勻,輔助密封圈的高溫老化,補償性降低,致使密封失效泄漏。

          第三,由于苯酐氧化反應是在鄰二甲苯爆炸極限范圍內操作,存在較大的危險性,裝置偶發事故較多,苯酐泵機械密封的使用壽命常因頻繁開、停車而大為縮短。

          泵泄漏。

          其次,在苯酐泵的運轉過程中,波紋管表面結晶物積累造成軸向彎曲,出現波紋管斷裂或密封壓縮量不均勻,輔助密封圈的高溫老化,補償性降低,致使密封失效泄漏。

          第三,由于苯酐氧化反應是在鄰二甲苯爆炸極限范圍內操作,存在較大的危險性,裝置偶發事故較多,苯酐泵機械密封的使用壽命常因頻繁開、停車而大為縮短。

          第四,在維修機泵時,泵體機封室處的溫度已遠低于苯酐的熔點溫度,輸送的介質在機封室內已全部凝固,這樣整套的密封組件包括軸套等必定全部更換。這樣,即使是國產化的同類型波紋管機封一套的價格也在0.5萬元左右,可見該設備的維護費用比較高,而且物料對操作工和環境危害很大,很有必要用合適的無密封機泵替代。


          三、夾套式磁力泵的優點

          選用靜密封機泵替代動密封的離心泵,首先考慮屏蔽泵,它是一種常用的無密封式機泵,但是存在高溫介質對屏蔽電機運行的不利和初次開車前無法判斷滑動軸承處有無不熔固體介質的困難,故不適合輸送高熔點苯酐產品的要求。相對磁力驅動的無密封泵卻能滿足以上條件。

          首先,考慮輸送物料會因泵腔溫度的下降而出現結晶或凝固,故對蝸殼泵體和隔離套部位增加熱夾套設計,隔離套和內部轉子間的間隙很小,是非常重要的技術要求,前后兩段夾套要起到保溫或加熱的一致性、完全的保證受熱,即使在滑動軸承的微小間隙處和隔離套的尾部都要保證物料完全處于熔融狀態,以免損壞磁力泵的關鍵部件。保溫的熱媒通常為蒸汽。注意,保溫夾套要確保輸送介質和熱媒絕對分離,避免苯酐與水蒸氣結合生成更高熔點的鄰苯二甲酸堵塞管道。磁力泵熱夾套的合理設計,完全可以達到離心泵的泵體的夾套伴熱效果。

          其次,輸送的苯酐在完成內部循環的過程中,會因溫度的降低流動性減弱,尾部的副葉輪,會讓小空間成為高速流區,避免了可能發生的堵塞故障。同時,在停泵時,磁力區尾部不會積液,倒空徹底,避免了因物料凝固而導致的下次開車困難。這一點明顯優于離心泵停機時造成的積液缺陷。

          再者,根據輸送高熔點物質機泵的操作經驗,在機泵停止運轉后,應當將介質全部倒空,一則防止因物料形態的體積變化損壞設備,二則在開車前的磁力泵預熱過程中提高效率,保持升溫均勻。磁力泵開車前,同樣可以盤車檢查轉子是否有卡堵現象,確認無誤后再送料、暖泵、開車,有效的保證了機泵啟動時的可靠性。

          綜上所述,夾套磁力泵完全能夠滿足苯酐生產的工藝條件,替代動密封的離心泵后,機泵泄漏檢修率大大降低。

          機械密封泵和無密封磁力泵的運行費用的比較

          五、結論

          只要切實注意夾套磁力泵的停車倒空和開車磁力泵預熱過程,保證盤車輕便,不損傷滑動軸承和隔離套,該形式的機泵優于機械密封泵,它不僅大幅降低維護費用,而且操作簡單,有利于裝置的連續運行,同時減少了對操作工的傷害和對環境的污染。

          由此可以進一步將該類型的無密封磁力泵推廣到相似性質的產品生產中,如DMT,焦油等。

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