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​液氧充装泵联轴器防冻卡的研究

2021-03-27 16:09:36

液氧充装泵联轴器防冻卡的研究

   针对间歇运行-x-~T液氧充装泵联轴器易出现冻卡的现象,通过分析加温气流量控制和辅助加热方式2个改造方案,提出了在电机靠泵体侧外壳加装电伴热带进行加温的技改方法。介绍伴热改造的实施方案和效果。

空分设备的产品液氧、液氮及液氩属于低温流体,三者纯度均超过99.96,而高 纯 度的低温液体产品及易发生汽化,即便少量的液体泄漏亦会在局部空间形成高密度气体集中区间。富氧环境具有强烈的助燃作用,因而对液体产品,尤其是液氧的输送流程需要严格管控。液氧充装泵是液氧产品输送过程中的关键一环,泵的正常开启是产品充装和运输的基础。液氧充装泵在设计时添加了加温气管道,对低温介质泵体的正常开启进行不间断加热。此方式对处于长时间运转状态的泵的启动优化有明显效果J。但在间歇运行状态下会发生联轴器冻卡的情况,这时传统加温气的加热效果不佳。鉴于此,主要从泵体加温改良方式出发,进行间歇运行状态下液氧充装泵联轴器防冻卡方法的研究。

1、盘车对泵启动的重要性分析

1.1液氧充装泵预冷流程在间歇状态下运行,充装操作时需要进行液氧充装泵的预冷,预冷后需要保  证泵体无冻卡现象。具体操作包含以下6个步骤:(1)确认液氧充装泵已完成除霜、吹扫工作。(2)确认液氧充装泵密封吹扫气已建立。(3)确认液体贮槽出口至泵人口已经贯通,贮槽出口管线上的阀门都已经全开。(4)打开液氧充装泵入口阀、出口阀、回流阀。(5)正常冷 却时间为15~20分钟,泵体结满较厚的一层霜,打开泵出口放空阀,如果此时出口放空阀喷气快 速而且连续,说明泵已经预冷完成。(6)检查电机泵轴的结霜情况,如果电机泵轴结霜明显,需要手动盘车数圈,确认无卡阻。从上述步骤中可以看到,电机泵轴盘车良好是液氧充装泵正常启动的较终标志。一旦发生电机侧联轴器冻卡,导致盘车不能顺利进行,液氧充装泵将不能正常开启,使充装工作中断,甚至引发安 全生产事故。

1.2盘车的作用盘车是指在启动电机前,用人力将电机转动几圈,来判断由电机带动的负荷(即机械或传动部分)是否有卡死而阻力变大的情况,从而不会使电机因启动负荷变大而损坏(即烧坏)。常规电机盘车的周期一般是停歇8小时后再次启动时需要进行盘车操作。而对于液氧充装泵来说,即便是短时间内再次启动,也需要保 证电机的盘车正常。低温状态下冷量辐射易形成结冰区间,使电机联轴器冻卡,电机无法开启。盘车的目的主要是为了防·14·止电机运行时卡住:(1)防止转子变形后,未按照规范工作;(2)检查是否存在机械卡涩;(3)通过手动盘车来检验检修、安装质量。

1.3盘车冻卡的危害盘车冻卡是工厂运行的重大安 全隐患。(1)一旦发生液氧充装泵电机侧联轴器冻卡,则直接导致充装工作不能正常运行。停机复热或换用备用泵,均需重新冷 却。频繁的冻卡将严重影响充装操作的顺利进行,不利于经济效益的保 障和提升。(2)若冻卡事实发生且操作人员没有事进行盘车而直接开启液氧充装泵,轻则可能造成电机损毁,重则造成液氧泄漏,甚至危及人身安 全。

2、防冻卡方案分析液氧充装泵属于输送低温流体的叶轮机械,其特性参数有流量一扬程曲线、流量一效率曲线、流量一汽蚀余量曲线、流量一功率曲线。液氧充装泵作为将电能转化为流体动能和势能的设备,在工作的过程中会引起液氧产品的热物理参数发生变化,进而发生液氧汽化,产生汽蚀或泄漏问题。在保 障 技改效果、操作安 全的前提下,综合经济性考虑,从不同角度提出了两个技改方案:①变大加温气流量;②添加辅助加热手段对加温气管道进行加热,或者对电机靠泵体侧直接加装伴热带。

2.1变大加温气流量液氧充装泵在初始设计时,考虑了低温液体的低温热传导影响,因此安装了加温气管路。加温气采用液氮汽化后的常温氮气,主要通过气体冲刷效果来变加小区间局部的对流换热效果,保 障机械设备的正常运行。在泵体发生冻卡时,首先考虑加温气的加热效果不佳。技改方案一通过主动调节加温气流速来变大流量,以提高气源压力;或更换大直径加温气管道来变大加温气的单位时间流量。(1)加温气运输距离长,沿程阻力损失大,理论上通过提高气源压力能够实现流量的变加。但其调节效果不佳,在小范围内可以满足使用。当液氧充装泵在2台地磅同时使用时,直接通过调节气源压力不能满足使用需求。

(1)间歇运行状态下液氧充装泵联轴器冻卡危害严重,盘车不能顺利进行将直接导致充装工作中断,甚至引发人身伤害事故,液氧充装泵联轴器冻卡存在较大的风险。对冻卡现象的解决方案进行分析后得出结论:变大加温气流量与变设辅助加热手段两种技改方式中,后者具有环保节能、技术创新的优势。(2)对伴热效果的测试分析表明,电伴热带安装后能够明显改 善液氧充装泵联轴器冻卡状况,在环境温度为19℃的情况下,稳定运行后的外侧测试温度为13℃。