永磁調(diào)速器在脫氨塔回流泵的應(yīng)用
點(diǎn)擊量：1959 日期：2019-03-22
摘要
酸性水汽提裝置二系列脫氨塔回流泵檢修頻繁,主要問題為葉輪及口環(huán)沖刷腐蝕嚴(yán)重。分析了泵腐蝕原因并提出加裝永磁調(diào)速器的技改方案,加裝永磁調(diào)速器后,泵的運(yùn)行工況得到明顯改善,并且系統(tǒng)節(jié)能降耗效果明顯,全年可節(jié)電80558.78kWh。
泵在運(yùn)行中存在的問題在2014年大檢修時(shí)對一系列和二系列脫氨塔回流泵進(jìn)行了更新改造，運(yùn)行過程中一系列回流泵狀況良好，二系列回流泵運(yùn)行狀況不佳，多次進(jìn)行檢修更換配件。頻繁的檢修不僅耗費(fèi)大量費(fèi)用，同時(shí)也影響裝置的平穩(wěn)運(yùn)行。近兩年泵的檢修記錄如表1所示。
由表1可以看出:泵的檢修周期很短且問題集中，主要檢修原因是葉輪和口環(huán)腐蝕及機(jī)封密封失效。結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際工況，泵在運(yùn)行中主要存在三方面問題。
1.1機(jī)泵過流部件沖刷腐蝕嚴(yán)重泵的過流部件，包括葉輪、口環(huán)、泵殼等沖刷腐蝕嚴(yán)重。葉輪腐蝕狀況。
脫氨塔回流泵葉輪腐蝕情況根據(jù)葉輪腐蝕形態(tài)分析，腐蝕主要原因?yàn)镹H4HS的沖刷腐蝕。酸性水汽提二系列主要處理來自加氫裝置的酸性水，相比于一系列，原料水中的H2S及NH3濃度都要高出許多。一系列和二系列原料水的主要成分。
此外，化驗(yàn)結(jié)果顯示，脫硫化氫塔底脫硫水中硫化物(ρ)為3g/L，脫氨塔頂回流罐內(nèi)富氨液的硫化物(ρ)為40g/L。分析可知，脫硫化氫塔對于原料水中的H2S脫除不徹底，大量的H2S進(jìn)入脫氨塔，H2S與NH3一起進(jìn)入脫氨塔頂回流罐中。P－203A/B介質(zhì)中高濃度的H2S和NH3結(jié)合生產(chǎn)NH4HS結(jié)晶，對泵葉輪及口環(huán)形成沖刷腐蝕。由于脫氨塔頂回流量小，泵出口閥門開度小，但泵的轉(zhuǎn)速較高，加劇了酸性水對葉輪和口環(huán)的沖蝕。
1.2軸承、機(jī)封、聯(lián)軸器膜片等配件使用壽命較短由于電機(jī)與泵之間采用的是剛性聯(lián)軸器的機(jī)械連接，一方面，會(huì)使兩者的振動(dòng)相互傳遞影響，放大系統(tǒng)的振動(dòng)效應(yīng);另一方面，使用剛性聯(lián)軸器對于對中精度的要求較高，如對中稍差則會(huì)加速軸承、聯(lián)軸器膜片、機(jī)械密封等配件的損耗，導(dǎo)致泵頻繁檢修更換相應(yīng)配件。
1.3系統(tǒng)能耗高泵在實(shí)際使用的過程中，受制于原料水不同的濃度工況，二系列脫氨塔頂回流量變化較大。多數(shù)情況下，原料中酸性水濃度較高，脫氨塔頂回流量偏小，回流閥開度較小。但電機(jī)和泵都在額定轉(zhuǎn)速下工作，造成較高的能耗。此外，也對回流閥造成嚴(yán)重的沖刷腐蝕。
解決方案
根據(jù)以上分析可知，造成P－203A/B泵頻繁檢修的主要原因?yàn)榻橘|(zhì)中硫化物含量過高，NH4HS對葉輪及口環(huán)沖刷腐蝕嚴(yán)重。分析酸性水沖刷腐蝕特性可知，影響腐蝕的關(guān)鍵因素為NH4HS濃度、速度和局部紊流及流量分布，且腐蝕隨著NH4HS濃度增大和速度加快而增快。
由于酸性水中NH4HS濃度由上游裝置來料所決定，受限于工藝條件，通過降低NH4HS濃度減輕腐蝕的方法實(shí)現(xiàn)起來較為困難。因此，從降低速度方面考慮，通過降低電機(jī)和泵的轉(zhuǎn)速，進(jìn)而改變介質(zhì)的速度和流態(tài)以達(dá)到減輕泵沖刷腐蝕的目的。現(xiàn)階段廣泛應(yīng)用的方式主要有使用變頻電機(jī)和永磁調(diào)速器。
2.1永磁調(diào)速器的結(jié)構(gòu)和原理
永磁調(diào)速器由銅轉(zhuǎn)子、永磁轉(zhuǎn)子和控制器三部分組成。銅轉(zhuǎn)子與電機(jī)軸連接，永磁轉(zhuǎn)子與工作機(jī)的軸連接。銅轉(zhuǎn)子和永磁轉(zhuǎn)子之間有空氣間隙，沒有傳遞扭矩的機(jī)械連接。在電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，銅轉(zhuǎn)子的銅環(huán)在切割永磁體的磁力線時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)渦電流的磁場與永磁體之間的作用力實(shí)現(xiàn)了電機(jī)與工作機(jī)之間的扭矩傳遞。當(dāng)氣隙小時(shí)，永磁調(diào)速器的傳動(dòng)能力強(qiáng);相反，氣隙大時(shí)傳動(dòng)能力小。而控制器可通過手動(dòng)調(diào)節(jié)空氣間隙的大小，從而控制工作機(jī)的轉(zhuǎn)速和扭矩
2.2永磁調(diào)速器的優(yōu)點(diǎn)永磁調(diào)速器具有以下優(yōu)點(diǎn):
1)無機(jī)械連接。永磁調(diào)速器不采用聯(lián)軸器，一方面，隔絕了電機(jī)和泵之間振動(dòng)的傳遞，降低了系統(tǒng)振動(dòng)。另一方面，不需要激光對中，不僅減少了檢維修時(shí)的工作量，還減少了因?qū)χ姓`差造成的軸承、機(jī)封、聯(lián)軸器膜片等配件的損耗。
2)軟啟動(dòng)。由于永磁調(diào)速器的導(dǎo)體轉(zhuǎn)子在電機(jī)啟動(dòng)瞬間，沒有切割磁力線，沒有感應(yīng)磁場產(chǎn)生，因此銅轉(zhuǎn)子上沒有力矩。電機(jī)和負(fù)載可以實(shí)現(xiàn)獨(dú)立啟動(dòng)，整個(gè)啟動(dòng)過程平穩(wěn)、沖擊小，具有軟啟動(dòng)功能特點(diǎn)。
3)調(diào)速方便?？梢愿鶕?jù)現(xiàn)場實(shí)際運(yùn)行工況，通過控制器手動(dòng)調(diào)節(jié)氣隙大小，從而達(dá)到調(diào)速目的。
與變頻調(diào)速相比，沒有高次諧波的干擾。
4)運(yùn)行成本低。與變頻調(diào)速相比，永磁調(diào)速器在前期設(shè)備采購、現(xiàn)場安裝調(diào)試及后期的管理維護(hù)方面具有優(yōu)勢。
本文由 油冷永磁調(diào)速器 整理編輯。
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