磁力泵在火力發電廠的應用

　　基于磁力泵的無泄漏特性，解決電廠設備的泄漏問題。分析磁力泵的設備結構及其優點,針對使用過程中出現的故障進行研究。

　　1 磁力泵原理

　　磁力泵是根據磁性物質同相斥、異相吸的原理來實現傳動,以替代機械式傳動。電機帶動由強磁材料做成的外磁鋼形成主動件,由強磁材料做成的內磁鋼與泵葉輪形成從動件,隔離體將主動件和從動件分開或密封。由于是主動件通過磁場的作用磁力線穿過隔離套帶動從動件,因而磁力傳動是無接觸傳動,內、外轉子無摩擦,震動和功耗小。此外內轉子被隔離套與外界密封隔離,消除了泵送易燃、易爆、有毒、有害流體時,這些流體通過泵軸密封裝置泄漏而帶來的安全隱患。

　　2 磁力泵的結構

　　磁力泵主要由電機驅動軸和外磁缸組成主動件、隔離套、內磁鋼和葉輪組成的從動件、泵體等組成。如圖1磁力泵結構圖所示。內磁缸(含導環和包套)、外磁缸(含導環)及隔離套組成了“磁性聯軸器”,這是磁力泵的關鍵部件。隔離套與泵體一起將內、外磁鋼進行分隔,內磁缸與葉輪處于被輸送的介質之中,電動機帶動外磁缸,外磁缸通過磁場的作用磁力線穿過隔離套帶動內磁缸,從而使葉輪與內磁缸同步轉動,進而泵送輸送的介質。

　　3 優缺點分析

　　磁力泵與傳統泵相比,有以下優點。

　　(1)徹底解決了油泵軸封泄漏的問題。因為由于泵軸與被隔離套與外界密封隔離,不需穿過泵殼,泵所泵送的液體被封閉在靜止的隔離套內,因而完全沒有泄漏。這是磁力泵通過磁場的作用磁力線穿過隔離套傳遞動力,以靜密封取代了傳統設計中的動密封,從而解決了軸封泄漏的問題。

　　(2)使用壽命長。磁力傳動主動件與從動件不是通過聯軸節相連,而是通過無接觸的磁傳動,主動件與從動件對中要求低,軸承基本不存由于對中不良而存在的附加負荷。電機振動和泵運行時的由于泵流量的變化產生的振動基本不傳遞給對方,泵運行起來整套裝置非常平穩,幾乎沒有振動,裝置使用壽命得到延長。

　　(3)傳遞動力時有過載保護作用。過載時,由于磁力的限制,內、外轉子相對滑脫,對電機、泵有保護作用。

　　(4)磁力泵的維護和檢修工作量較小。美國石油工業協會曾經制定了一個行業標準:API Std685-2011,滿足標準的磁力泵可直接運行50000hr,不需要任何檢修。

　　(5)不需要立的潤滑和冷卻,減少能耗。

　　但是,磁力泵也有以下的缺點。磁力泵不得輸送帶有固體顆粒性的雜質，例如介質含有易結晶的顆粒，或者介質中的金屬顆粒易將磁力泵的內磁缸、隔離罩卡死，導致無介質潤滑干轉。

　　4 磁力泵的應用

　　(1)高溫介質中的應用。目前,中國內地市場主流的磁力泵永磁鐵的材料大都選用的是乳鐵硼,其耐溫性能在200℃,而其他的稀土磁性材料例如Sm2、Co17的耐溫限已達到350℃,采用異步式(渦流型)的磁力泵更可以達到450℃,不需要任何介質冷卻,適用于許多的高溫環境。這可以省去許多的冷卻和密封系統，提高設備的可靠性。

　　(2)高壓系統中的應用。對于傳統式的油泵,壓力高對于其泵的機械密封而言又是一個巨大的挑戰，需要常常更換價格昂貴的機械密封來處理泵的泄露問題，但磁力泵必須將隔離罩的壁厚加厚。當今的磁力泵，可以應用于35MPa的系統壓力。

　　(3)腐蝕性介質中的應用。密封的腐蝕對于傳統泵而言又是一個問題，然而對于磁力泵而言卻是輕而易舉。磁力泵的所有過流部件都可以采用非金屬材料，目前的主流是采用氟塑料襯里磁力泵，來解決所有的腐蝕性介質運輸問題。對于比較危險的介質運輸，磁力泵目前已經開發出了二次密封技術，用二層密封技術來確保系統介質不會泄露，并開始著力于配置磁力泵的運行泄露測點、溫度測點、防空轉測點,以保證磁力泵運行正常。

　　5 磁力泵在火力發電廠的應用

　　雖然磁力泵在其他化工行業開始了應用，并取得了良好的經濟效益。但是在傳統的火力發電廠，其還未得到充分的運用。火力發電廠中傳統泵與磁力泵相比，其實際不足在于以下幾個方面。

　　(1)為了節約成本,火力發電廠目前絕大多數的泵還是采用的傳統機封，傳統機封壽命短且不穩定，維修頻繁，消耗了過多的備件采購費用和人工維護費用，并且還會產生因泵機封泄露維護導致的系統停運問題，從而增加了生產成本。另外隨著目前國內環保意識的加強，傳統泵工質的泄漏已經不符合目前火力發電廠安全文明生產標準化的要求，工質的泄漏清理也將會給作業人員帶來相當的大的麻煩。

　　(2)傳統的泵都是將電機和泵通過聯軸器對接在一起，常常由于對中不良非常容易導致電機振動過大，引發電機軸承損壞或者泵軸彎曲的情況出現,甚至造成電機過載燒毀情況。

　　6 磁力泵在中國

　　目前，中國的磁力泵市場形成三大主體。

　　(1)以日本世博panworld、日本三和sanwa、日本易威奇IWAKI等為代表的跨國企業，他們或通過在中國設立代理企業，或通過向中國出口磁力泵產品參與競爭。這些企業由于發展時間長，產品質量比較穩定，市場競爭能力較強。

　　(2)以臺灣泓川、江蘇冠裕流體設備有限公司等為代表的本土磁力泵生產和銷售的企業，這些企業的研發能力強，產品種類豐富，產品質量也較高，市場競爭力較強。

　　(3)其他中小型企業。這些企業具有一定的生產能力，但是生產技術水平一般較低，產品種類單一，產品質量和性能相對較差，主要依靠價格方面的優勢爭取較小的市場份額。

　　7 結語

　　磁力泵從發明至今，已經走過了很長的一段路，在國外磁力泵早已經成為主流。然而在中國火力發電行業應用卻剛剛起步。磁力泵的發展關乎著一個綜合實力的體現，它是一個永磁傳動技術和全密封裝置多學科的集成。

　　現在中國的科技實力已經足夠磁力泵的發展，磁力泵的應用將不斷地進入火力發電企業。這將不斷開拓中國的磁力泵市場，也將會給火力發電企業的檢修人員帶來新的挑戰。