液氯直連充裝槽車的設(shè)計(jì)

液氯直連充裝槽車的設(shè)計(jì)

氯是一種嚴(yán)重的有害介質(zhì)。傳輸?shù)母鱾€(gè)階段都必須滿足零泄漏和低誤差的要求。浙江巨化股份有限公司電化廠(以下簡(jiǎn)稱“巨化電化廠”)原采用干氣氣囊密封液下泵輸送液氯,由硬管直連充裝液氯槽車,主要存在以下問題:干氣氣囊密封液下泵能耗較高;干氣密封壓力不穩(wěn)定,易泄漏;設(shè)備體積較大,維修費(fèi)時(shí)費(fèi)力;硬管直接與充裝槽車相連,因停車位置、不同槽車高度差異等因素,充裝連接硬管對(duì)接難度大,充裝效率低;硬管長(zhǎng)期受應(yīng)力強(qiáng)行牽拉,密封處存在泄漏隱患。近年,巨化電化廠采用雙隔離套磁力液下泵替代干氣氣囊密封液氯液下泵,由液體裝卸臂替代硬管連接充裝槽車,取得了較好效果。1兩種密封性能下的泵1.1關(guān)鍵部件磁力耦合器設(shè)計(jì)雙隔離套磁力液下泵由泵頭、磁力耦合器、軸承架、軸承體、滑動(dòng)軸承、滾動(dòng)軸承和電動(dòng)機(jī)等構(gòu)成,其結(jié)構(gòu)如圖1所示。關(guān)鍵部件磁力耦合器由外磁驅(qū)動(dòng)、內(nèi)磁轉(zhuǎn)子以及隔離套構(gòu)成。當(dāng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)外磁驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)時(shí),磁場(chǎng)穿透隔離套,帶動(dòng)與葉輪相連接的內(nèi)磁轉(zhuǎn)子作同步旋轉(zhuǎn),實(shí)現(xiàn)動(dòng)力的無(wú)接觸傳遞。葉輪安裝在泵軸與內(nèi)磁轉(zhuǎn)子的共用軸上,介質(zhì)充滿泵腔和內(nèi)磁轉(zhuǎn)子,在隔離套與內(nèi)磁轉(zhuǎn)子腔體內(nèi)循環(huán),帶走磁渦流產(chǎn)生的熱量,同時(shí)潤(rùn)滑滑動(dòng)軸承。1.2內(nèi)外隔離套強(qiáng)化隔離無(wú)須采用干氣密封,可實(shí)現(xiàn)完全無(wú)泄漏,能耗低、安全可靠、檢修方便;電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速相對(duì)較慢,故氣蝕余量低;泵和外殼體整體組裝,無(wú)須另外配置中間罐,可有效解決液氯泵容易氣蝕的問題。與干氣氣囊密封液下泵相比,雙隔離套磁力液下泵取消了復(fù)雜的干氣氣囊軸封結(jié)構(gòu),通過(guò)內(nèi)外磁轉(zhuǎn)子無(wú)接觸間接傳遞動(dòng)力,內(nèi)外磁之間采用雙層隔離套隔離(見圖1),由動(dòng)密封轉(zhuǎn)換為靜密封,實(shí)現(xiàn)零泄漏。采用雙隔離套結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)雙重靜密封,確保安全。內(nèi)外隔離套之間設(shè)置壓力傳感器接口,以監(jiān)測(cè)第一層隔離套的有效性。隔離套采用哈氏合金材料,其承壓能力較高,耐腐蝕性強(qiáng),磁渦流能量損失較低,保證了隔離套的穩(wěn)定性。磁性材料采用磁穩(wěn)定性高的Sm2Co17,不可逆退磁溫度達(dá)450℃,并且耐腐蝕性好,矯頑力可靠,充分保證整機(jī)使用壽命。1.3葉輪卡死與液氯質(zhì)量檢測(cè)雙隔離套磁力液下泵投用后曾出現(xiàn)葉輪卡死的情況。解體后發(fā)現(xiàn),葉輪和殼體之間的間隙積聚了大量酸渣。分析后認(rèn)為:液氯中酸渣等雜質(zhì)含量較高,而泵葉輪和殼體之間間隙較小,運(yùn)行時(shí),酸渣容易積聚在間隙。由于葉輪連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn),積聚的酸渣等雜質(zhì)一直處于相對(duì)疏松的狀態(tài)。當(dāng)泵停止運(yùn)行,葉輪較長(zhǎng)時(shí)間未轉(zhuǎn)動(dòng),操作人員又未按規(guī)定在泵停運(yùn)期間定時(shí)盤車,積聚的酸渣就會(huì)結(jié)塊變硬,最終卡死葉輪。由于該設(shè)備采用非接觸式的磁場(chǎng)作用傳遞扭矩,當(dāng)葉輪卡死時(shí),電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)瞬間仍能克服磁場(chǎng)阻力正常運(yùn)轉(zhuǎn),因此操作人員錯(cuò)誤判斷泵仍能正常運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)泵正常啟動(dòng)后,發(fā)現(xiàn)泵出口無(wú)流量壓力,才判斷葉輪卡死。針對(duì)上述問題,巨化電化廠制定了如下防范措施:(1)加強(qiáng)液氯質(zhì)量監(jiān)測(cè),提高進(jìn)口過(guò)濾器的清洗頻率;(2)泵備用時(shí),提高盤車頻率,增加盤車圈數(shù);(3)可安裝電動(dòng)機(jī)變頻器,備用時(shí),可低負(fù)載打回流,保持泵連續(xù)運(yùn)行,避免酸渣等積聚結(jié)塊。2鶴管的液氯裝飾2.1旋轉(zhuǎn)接頭的結(jié)構(gòu)液氯裝卸鶴管是由多個(gè)旋轉(zhuǎn)接頭、多節(jié)管徑、長(zhǎng)短不一的管道、管件、閥門、法蘭、彈簧缸平衡裝置等組成的萬(wàn)向充裝管道系統(tǒng),可實(shí)現(xiàn)一組管道在三維空間完成指定運(yùn)動(dòng),轉(zhuǎn)動(dòng)靈活、密封性好。其核心部件是旋轉(zhuǎn)接頭,其結(jié)構(gòu)密封形式直接決定了鶴管的使用效果。目前,旋轉(zhuǎn)接頭主要有2種結(jié)構(gòu)形式。第1種采用德國(guó)技術(shù),材質(zhì)為合金鋼及不銹鋼,內(nèi)藏雙滾道支承結(jié)構(gòu)(如圖2),其主密封(如圖3)圈采用增強(qiáng)聚四氟乙烯材料,內(nèi)襯316L材質(zhì)的彈簧卡,密封面經(jīng)拋光處理,對(duì)于一般化工介質(zhì),具有較強(qiáng)的耐磨、耐腐蝕性,使用壽命較長(zhǎng)。但對(duì)于液氯介質(zhì),金屬?gòu)椈煽ㄈ菀妆桓g導(dǎo)致泄漏,并且若液氯漏至滾道內(nèi),與潤(rùn)滑脂發(fā)生反應(yīng),致使?jié)櫥不?最終旋轉(zhuǎn)接頭無(wú)法旋轉(zhuǎn)。優(yōu)點(diǎn)是正常時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)靈活。第2種是某公司設(shè)計(jì)的新型鶴管旋轉(zhuǎn)接頭(如圖4),該結(jié)構(gòu)取消了滾珠,主密封改用聚四氟乙烯密封圈并增加了聚四氟乙烯盤根。其優(yōu)點(diǎn)是密封性能良好,缺點(diǎn)是旋轉(zhuǎn)靈活性差。2.2縮短槽車灌裝時(shí)間,避免泄漏巨化電化廠充裝液氯采用第2種旋轉(zhuǎn)接頭的鶴管。該?dān)Q管分氣、液兩相管路,各有5個(gè)旋轉(zhuǎn)接頭,相對(duì)于傳統(tǒng)的硬管,液氯槽車充裝口的高度、停車位置要求條件寬松,并消除了硬管通過(guò)拉拽強(qiáng)行連接使法蘭產(chǎn)生不平衡應(yīng)力可能導(dǎo)致密封面泄漏的安全隱患;縮短槽車灌裝時(shí)間,1臺(tái)24.5t液氯槽車從停車到充裝完畢的整個(gè)過(guò)程縮短1h。使用中曾發(fā)生過(guò)微漏,通過(guò)旋緊盤根壓蓋,即迅速消除了泄漏。在使用過(guò)程中,鶴管內(nèi)壁會(huì)吸附少量氯氣,灌裝完畢后如直接暴露在空氣中,會(huì)被腐蝕。巨化電化廠在氣、液兩相管與槽車相連處增設(shè)了截止閥,并在閥后加裝