屏蔽泵使用多发问题

摘 要 CMP（canned motor pump），中文翻译成屏蔽泵，意即包装起来的电泵，电机定子和转子均采用屏蔽套封闭，两者之间存在很小的间隙，屏蔽泵区别于普通离心泵设计中电机与泵体通过联轴器连接，其泵体与电机从外部看没有明确界限，以致于会让非专业人员产生屏蔽泵只有电机没有泵体的错觉，严格密封的腔体和区别于传统离心泵机械密封的新型静密封，保证了屏蔽泵可以做到完全无泄漏。

根据输送流体介质的物理化学性质，可将屏蔽泵分为基本型、逆循环型、高温型、高熔点型、高压型、自吸型、多级型、泥浆型等。其中以基本型、逆循环型、高温型、多级型应用最为广泛，同时也是本装置所采用的几种类型。

本文结合本厂实际情况，总结在大规模使用屏蔽泵的化工场所，屏蔽电泵容易发生的事故类型，分析原因及使用注意事项。

关键词 屏蔽泵；静密封；泄漏；事故

中图分类号TM3 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）98-0103-02

1）2011年4月29日，车间DMC工段正常生产，17点40分，四塔回流泵P2402出口流量及电流短暂波动后开始迅速下降，17点42分，泵出口流量降到零，电机电流瞬间超量程，转速反馈开始大幅波动，17点44分，电流及转速反馈均降到零，P2402跳车；经检查，泵跳车原因为电机电流过载保护，电仪人员对P2402进行复位，为确认P2402故障原因，车间人员再次启动该泵，启动后泵体震动剧烈、噪音较大，且流量与电流均不能达到正常值，判断泵体及电机内件损坏，停泵后组织设备人员拆检，通过拆检发现电机转子与轴套抱死，转子与前后轴承均严重磨损，前轴承碎裂，转子组件损坏。

原因分析：经中控DCS画面电机电流、转速反馈、出口流量、四塔回流罐温度及液位、启停信号的趋势记录分析及操作人员对当时泵运转情况的描述，4月29日岗位人员在开泵前确认四塔回流罐液位满量程，四塔与回流罐压力分别为0.68MPa和0.52MPa，满足四塔回流泵吸入口的必需汽蚀余量，但在泵启动之后，由于其他原因四塔再沸器蒸汽停投，低温回流液造成塔内蒸汽冷凝，四塔及回流罐压力下降很快，此过程中回流罐内温度一直保持在65℃左右，至17点40分，回流罐内压力降到0.05MPa，泵叶道入口附近局部低压区的压力降低到液体饱和蒸汽压，致使回流泵发生气蚀。

由于转子轴与轴套逐渐抱死，在DCS画面泵转速反馈出现大幅波动的情况下，中控人员没有及时发现并联系现场人员停泵，导致泵电机转子与轴套及推力盘在没有的情况下干磨约2分钟，电机绕组短路电流超量程，造成泵的跳车及转子轴及易损件的损坏，这事本次事故发生的直接原因；

2）2012年5月22日， 16点46分，岗位人员在三塔进料泵的开车过程中，由于前系统采出量偏小，进料泵开启后进料罐液位下降较快，中控人员调小P2301变频器，现场人员见出口压力偏低，稍微关小泵的出口阀，结果是为了保证出口压力，使泵在约10%（8～9m3/h）的流量下运行15分钟，最低值达到3.7m3/h，17点14分，泵的转速反馈出现一次大幅波动，电机电流超量程，泵体开始出现震动，TRG表显示红区，现场人员发现异常后，紧急停泵，车间维修人员对泵进行拆检。

原因分析：事故发生后经中控趋势分析及岗位人员描述当时现场运行情况，开泵后由于三塔进料罐液位下降较快，操作人员采取了调小变频和关小出口阀的方式，使泵在低于10%流量下运行约15分钟。

泵在小流量运行时，部分经叶轮加压的输送介质没有排出去.聚集在泵体内，温度逐渐升高，屏蔽泵用输送的介质本身进行和冷却，因此冷却液的温度也升高了，部分冷却液产生汽化，电机冷却液接近中断，轴承表面温度急剧上升，轴承磨损，此为事故发生的一个主要原因。进料罐在泵运行过程中压力一直为零，液位最低时降至约550mm，与泵入口中心线只有约750mm高位差，入口液位压力低造成泵入口处液体气化，发生气蚀现象，造成电机过热和泵体震动，轴套抱死；

3）2012年11月22日，系统开车配置混料进料时，由于气温较低，甲醇钠的甲醇溶液粘度增大，DMC工段催化剂输送泵P2101打量一直不好，严重影响混料配比，为满足泵入口流量，车间人员擅自拆下泵前过滤器的滤芯，将滤芯内丝网剪下，回装后当天下午开启P2101，发现泵体出现轻微震动，有摩擦响声，泵体发烫，判断泵内屏蔽套磨损，马上停泵，组织设备人员拆检，发现定转子屏蔽套均出现划痕，严重部位已经露出线圈绝缘皮，判断为泵体内进大颗粒物，颗粒物直径超过定子与转子屏蔽套间隙，造成泵屏蔽套磨损。

综合以上几起屏蔽电泵的事故，可以总结屏蔽电泵的操作注意事项：

1）非泥浆型屏蔽泵其入口介质必须保证一定的清洁度，流体内颗粒物直径超过或者接近定转子屏蔽套间隙都极有可能对屏蔽套甚至绕组线圈造成划损和烧毁。如果入口介质不能保证清洁无杂质，则必须选用泥浆型屏蔽泵或者其他容积式泵；

2）除特殊几种类型，屏蔽泵均有循环冷却管线（基本型为内循环），当输送易凝固流体时，泵体应增设伴热管线，建议使用低压蒸汽；

3）离心泵都有其各自的最小流量值，生产运行时一定要保证其出口总流量高于Qmin，在最小流量一下运行会对泵造成严重的损坏。如果系统低负荷时要求出口流量不能过大，建议可以在泵的出口增加最小回流管线，保证泵在运行时其出口总流量一直大于泵设计值的Qmin；

4）同所有的离心泵一样，屏蔽泵最容易出现，同时也是对泵损害最大的问题就是气蚀，至于如何预防气蚀现象的发生，除了运行时要保证经换算后泵入口的NPSHa>NPSHr之外，还要注意连续运行时，泵入口压力不要出现大幅度快速的波动，事实证明这种情况也会造成泵发生气蚀；

5）屏蔽泵的开停车顺序也要注意，同其他的叶片泵一样，开泵之前要确认入口阀打开，出口阀关闭，从泵体尾部排气阀排气至物料连续流出（几种特殊类型的屏蔽泵还要保证每个循环管的排气阀都要排气充分），启动电机之后等待中控人员确认泵转速反馈已经正常，泵出口压力正常后再缓慢打开出口阀门，根据需要调节压力流量。停泵时也要注意，最好先将泵的转速降下来之后，先关闭出口阀门，再停掉电机，启泵时出口阀门打开和停泵之前先停掉电机都会对泵造成损害，缩短屏蔽泵的使用寿命。

对比传统的分离式离心泵，屏蔽泵的优点主要包括：

1）密封性好。屏蔽泵绝对无泄漏的特点，决定了它适合输送易燃、易爆、有毒、有害、贵重和有腐蚀性的介质；

2）安全性高。密闭的密封腔可以保证物料即使泄漏，也不会对环境和人身造成伤害；

3）结构紧凑占地少。取消了联轴器的屏蔽泵其结构显得十分紧凑合理，不仅节省占地和安装费用，还节省了很多维修上的麻烦；

4）运转平稳，噪声低，不需加油。由于屏蔽泵本身采用所输送的介质自，且没有滚动轴承和电机风扇，即无需对泵加油，节约了成本；

5）使用范围广。屏蔽泵的多种类型基本满足化工生产的各种需要，适合批量使用。

任何一种产品都不是毫无瑕疵的，除以上事故案例所表露出来的缺点外，屏蔽泵由于电机与泵体的严格密封，在其发生事故后，拆检困难会使得很难在第一时间通过观察内部结构来判断事故发生的原因，这对工艺系统的运行不是十分有利。

总之，随着化工行业对环保要求越来越严格，作为可以完全无泄漏且有诸多优点的新型屏蔽泵，必将拥有更广阔的使用空间。

参考文献

[1]季建刚，孔繁余，孔祥花.屏蔽泵发展综述[J].水泵技术，2006-02-28.

[2]梁超国.屏蔽泵的结构、原理及其应用[J].化工设备设计，1998-02-15.

[3]涂建安.屏蔽泵的性能特点及选型[J].流体机械，2000-02-29.