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针对磁力泵磁路计算与改造

产品简介:

灌注与排气为了使磁力泵能正常运转,必须充分地灌注与排气。启动泵前,泵内应灌满液体,开启泵出口阀门、针形阀阀门,将泵体内及放气管内气体放空,要反复几次排气,直至保证泵中充满液体,待泵内灌满液化石油气体后再关闭泵出口阀门。

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    针对原设计中存在的传递功率不足、扭矩太小,采取了磁路改造措施,重新设计制造磁力偶合器,增大传递扭矩,达到传递30kW功率的要求。
    ①磁力传动形式的选择磁力传动部分,采用圆筒形偶合器,内外磁钢采用高性能的稀土磁钢,具有较高的剩磁强度、高的内禀矫顽力、最大磁能积和很高的居里点,充分保证了磁力联轴器具有可靠的性能。而且稀土磁钢具有很高的稳定性,能防止在组装和拆卸转子时或泵在最大传递扭矩下工作时产生的不良影响。正常工作时,磁力联轴器与三相异步电动机同步运转,性能稳定。内磁钢与叶轮轴连接,外磁钢与电动机轴连接。隔离罩采用不锈钢。磁力偶合器使动密封转变为静密封,保证无泄漏。同时磁力偶合器传动有以下特点:保证无泄漏、安全可靠、运转时间长、维修少;运转平稳、振动小、噪声低、电动机的振动可通过磁力偶合器减振;结构简单、维修方便、省功省力;有过载自动保护作用,当超负荷时,主、从传动会自动滑落,起到保护电动机及整个机组的作用。

 图8 15  圆筒形磁传动结构


    1--外转子;2一外磁钢;3  内磁钢;4  内转子;5隔离罩
    ②磁力矩的计算磁力联轴器的磁路计算十分复杂,而且难以精确。我国著名磁路专家李国坤教授根据静磁能理论和优化设计的“组合拉推磁路”,导出了磁力矩的简化计算公式:
    式中,T为磁力矩;K为系数;M为磁化强度;H为耦合态间隙中心磁场强度;孢为磁极数;s为每极磁极面积;h为磁极高度;R为磁力作用半径;口为两磁极相对的位移角。
    用该式计算出的磁力矩与实测力矩的偏差不超过10%,完全满足要求。
    磁力泵要求输出功率30kW,流量100m3/h,扬程60m,根据计算得其额定磁力矩为98.3N•m;通过设计计算最后确定内磁钢内径为139.5mm,外径为l51.5mm,磁钢长为60ram;外磁钢内径为161.5mm,外径为l73.5mm,磁钢长为60mm;磁极数为36。


    (2)针对原泵气路不通问题进行改造
    磁力泵温升原因主要是由于轴承、内磁转子和隔离罩在泵的运行中都会产生热量,使泵工作温度升高。温升一方面使传递的功率下降,另一方面对输送易汽化介质的泵会产生很大的麻烦。因此磁力泵应设计可靠的冷却系统,由于冷却液本身是易汽化的液化石油气,循环冷却液一旦汽化,若回到叶轮进口将导致汽堵,从而影响到泵的正常工作。故本泵采用逆循环结构,将液流引到泵外的储液罐,将可能产生的气泡带到储液罐的气相部,避免热量回到吸人口,同时装好气体放空管,出口放在出口管路中并加针形阀,以便起到气体放空、调节流量和降温作用。
   

     (3)针对同轴度问题的改造
    针对电动机与磁力泵安装困难,不能保证内外磁钢、隔离罩的同轴度问题进行如下改造:在泵和电机间安装连接托架,将原来的悬架式改为直联式,它既可保证内外磁钢的同轴度,又可避免泵或电机运行中松动而引起同轴度的改变。改造后的结构如图8—16所示。
 


    1一泵体;2叶轮;3泵盖;4轴承;8-~泵轴;6  内转子7~外转子;8一托架;9电机;10底座

磁力泵的操作要点
       为了使磁力泵能正常运转,泵的使用和操作要点如下。
       ①灌注与排气为了使磁力泵能正常运转,必须充分地灌注与排气。启动泵前,内应灌满液体,开启出口阀门、针形阀阀门,将泵体内及放气管内气体放空,要反复几次排气,直至保证泵中充满液体,待泵内灌满液化石油气体后再关闭泵出口阀门。
       ②启动程序磁力联轴器如在不适的情况下启动(例如电机功率过大、出口阀门开启过大或电压较高等),将超过磁力联轴器的最大转矩,使无法正常运转,所以注意一定要正确启动。启动程序为:完全打开入口管路的阀门;关闭出口管路的阀门;启动电机;缓慢打开出口管路的阀门;调节出口阀直至达到正常工作压力;为使泵正常运转,应使在其允许的范围内工作。
      ③停车程序停车时应先关闭泵的出口阀门,停车后重新启动程序停车后重新启动时,却管内气体,灌泵使泵体及吸人管内充满液体。再关闭电源,最后关闭泵进口阀门。也应先打开放气管阀门,并放空泵及冷却液流量调节  用针形阀调节冷却液的流量大小。
      ④运行时的注意事项  磁力泵绝对不允许在断液状态下以及在出口管路阀门关闭时工作,否则将导致滑动轴承烧坏。必须与电动机同步工作,如果泵失效(扬程很小),则表明已超过了磁力联轴器的最大扭矩,应避免在不适工况下长时间工作。正常工作情况下,发生振动、较大的噪声及功率增长,说明轴承发生磨损,应立即检查。介质中如有固体颗粒,在泵的人口处要加装过滤网,以防造成隔离套划伤或划穿。

    某石化公司炼化部储运区三车间LPG泵房一台输送液化石油气的磁力泵出现功率不足、气路不通、最后不能运转等问题。经过现场拆卸、检测、分析后,发现内外磁钢已完全失去了磁性,不锈钢隔离罩已经发黑,并有蓝色条纹。诊断认为,是由于泵长时间超功率和断液运行,使泵温升高达31。C以上,从而把磁钢烧坏。所以要在磁路、气路及安装等方面采取若干措施来恢复它的正常运行,经此技术改造后,泵试车成功,达到规定要求。

磁力泵存在的主要故障及分析
    ④磁力偶合器功率不足,扭矩太小。原因是磁力泵效率较低,原设计中估算偏高,因
此达不到传送30kW功率的要求。
    ②气路不通。开泵后必须能及时将泵内的气体导出,包括因磁涡流产生的热量使液化气温度升高后产生的气体。原安装中把气体放空管(冷却液管)与泵出El压力表相通,这样不仅气体排不出泵体外,而且测量的泵出l2]压力也是不正确的,导致泵不能正常运行。
    ③电动机与磁力泵安装困难,不能保证内外磁钢、隔离罩的同轴度,使泵不能正常运行。原因是安装中泵轴、电动机轴偏差较大影响功率的传递,同时由于电动机座是悬臂式,容易造成内外磁钢不同轴,引起内外磁钢与隔离罩摩擦生热,使液化气体大量汽化,滑动轴承干摩擦,泵不能正常运行,甚至损坏。
    ④磁钢烧坏。原因是由于泵断液,使泵温度升高达31℃以上,从而把磁钢烧坏了。

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