磁力泵在醋酸生产中的应用及故障分析

裴声林，赵刚，张婕，李治水

（天津渤化永利化工股份有限公司，天津300450）

磁力泵是无机械密封、绝对无泄漏的离心泵，具有全封闭，不泄漏，安全性好，使用寿命长，运行稳定，噪音较小等优点，因而被广泛应用在石油化工、制药、环保及冶金等领域，尤其是输送易燃、易爆、易挥发、强腐蚀及有毒有害的介质。

醋酸生产中涉及到的介质有醋酸、甲醇、碘甲烷、氢碘酸和氢氧化钾等，具有易燃、易爆、易挥发、强腐蚀及有毒有害等特性,这些物质泄漏不仅会造成环境污染,还可能造成其它事故，因此在醋酸装置上液体输送选用磁力泵较多[1]。但该泵存在液体不上量、泵自停、内磁缸与隔离罩的磨损及轴套腐蚀等故障，对醋酸生产造成一定影响。进行讨论,为磁力泵的长周期稳定运行提供一定参考。

1 磁力泵基本构造

磁力泵是一种通过磁驱动输送液体介质的机械。磁力泵主要由泵体、磁力传动装置、连接部件和电机等组成[2]，见图1。磁力传动装置是关键部分，由外磁缸、内磁缸及隔离套组成，其中，隔离罩是不倒磁的，外磁缸和内磁缸上镶嵌有耐温可达350℃的高性能钐钴2.17级永磁体（Sm2Co17）。当电机通过联轴器和轴承箱带动外磁缸旋转时，通过磁场磁感应作用，内磁钢随同外磁钢一起旋转，从而带动叶轮旋转，实现液体的输送，从而将传统的动密封转化为静密封。由于泵轴、内磁缸被泵体、隔离套完全封闭，从根本上解决了跑冒滴漏问题，彻底消除了介质通过机械密封泄漏的隐患。

图1 磁力泵结构图

2 甲醇低压羰基化合成醋酸中磁力泵的常见故障

由于醋酸生产中含有氢碘酸等介质，高温下腐蚀性较强，因此在工艺条件特殊的地方均选用特材磁力泵，通常较多采用哈氏合金泵，即与介质相接触的部件均采用哈氏合金，价格也相当不菲。但在其它地方采用不锈钢磁力泵。在我公司醋酸装置建设时，共采购33台磁力泵，其中哈氏合金磁力泵有8台。实际生产中，无论是哈氏合金泵，还是不锈钢磁力泵，操作不熟练或对其性能不掌握，都出现过诸多故障，主要有：

2.1 输送介质中含有颗粒

醋酸合成工艺中，催化活性物质为二碘二羰基铑。在无一氧化碳保护时，母液中的二碘二羰基铑容易转化为三碘化铑而沉淀。由于内外磁缸与隔离罩的间隙仅为0.5mm，固体颗粒的存在将会引起内磁缸与隔离罩的磨损，长时间磨损最终造成设备损坏[3]。

防范措施：

（1）在泵入口加装过滤器，并定期清理；（2）根据过滤器的检查情况，确定是否对泵拆检或清理；（3）加强醋酸合成工序工艺控制，避免催化剂沉淀。

2.2 泵的流量或压力不足

在磁力泵调试期间或开工初期，经常出现泵的流量或出口压力不足。导致此问题的原因，有设计、制造及管道检查等因素。

防范措施：

当出现流量不足或不上量时，（1）检查入口过滤器是否有堵塞，输送介质中是否含有杂物聚集在泵入口或叶轮内；（2）检查泵的进口压力，NPSH能否满足要求；（3）检查泵出口回流阀开度。

当出口压力不足时，（1）检查出口流量是否过大；（2）检查出口阀门开度，流量过大压力下降。（3）检查叶轮或口环是否有磨损，如果磨损压力有明显下降；（4）检查压力表波动情况，若波动很大，表明泵内已经气蚀。

2.3 腐蚀

由于高温下醋酸的腐蚀性增强，且工艺介质中还含有少量的氢碘酸，在使用过程中脱水塔进料泵（P072303AB，温度130℃）过流部件虽然采用哈氏B，运行3～5年后定位销、定位螺栓及转子等出现腐蚀断裂，内磁钢直接磨损隔离套，造成内磁钢和隔离套损坏。

防范措施：（1）定位销、定位螺栓及泵轴选用耐腐蚀等级高的材料；（2）定期进行检查定位销和定位螺栓等，出现问题及时更换。

2.4 电机电流过大

当泵的出口流量超过设计值，而超载运行，或输送介质粘度和比重较高，以及轴承有损坏时，出现电机电流过大。

防范措施：（1）开车前，手动盘车是否正常；或者在泵运行时听听轴承箱内是否有噪声，必要时拆检电机轴承和轴承箱内轴承，确认是否损坏；（2）检查出口流量是否超过设计值；（3）检查操作参数和工艺控制是否有异常。

2.5 防干转保护器

磁力泵的润滑和冷却是靠输送的工艺介质来实现，因此，在无工艺介质的情况下，磁力泵严禁进行运行。在出口阀关闭的情况下，如果泵连续干运转时间超过2min，就会出现轴承干磨，温度升高，内外磁缸上的钐钴永磁体由可逆转转化成不可逆转，最终使内外磁缸、隔离罩和轴承等部件损坏。

处理措施：（1）增加防干转保护器（也称功率保护器，是以微信息处理机为基础的数字负荷监测装置，使磁力泵避免低载或过载状态，或者触发警报装置或运行程序）[4]；（2）设置泵回流管线。

3 结束语

目前，我国醋酸的生产能力接近1000万t/a，鉴于醋酸生产的特殊性，磁力泵以其安全稳定、无泄漏等优点在醋酸装置上应用普遍。随着国家环保政策及环保检查越来越严格，对化工企业而言，除了三废排放外，因泄露造成的VOC排放也属于环保检查的内容之一，在此条件下，高密封、低能耗、维护方便的磁力泵应用也就越来越普遍。

参考文献:

［1］李国坤,贾汝正,姬全胜.磁力传动和磁力泵[J].中国稀土学报,1994,(12):534-537.

［2］赵克中.磁力泵驱动技术与设备[M].北京：化学工业出版社，2004．

［3］贝宗琍.醋酸化工生产中磁力泵的应用设计[J].石油石油和化工标准与质量，2012（06）.

［4］胜达因NMD无泄漏磁力驱动泵产品介绍样本及安装维护手册[Z].