永磁调速器在脱氨塔回流泵的应用

点击量：2588   日期：2019-03-22     摘要
    酸性水汽提装置二系列脱氨塔回流泵检修频繁,主要问题为叶轮及口环冲刷腐蚀严重。分析了泵腐蚀原因并提出加装永磁调速器的技改方案,加装永磁调速器后,泵的运行工况得到明显改善,并且系统节能降耗效果明显,全年可节电80558.78kWh。
    泵在运行中存在的问题在2014年大检修时对一系列和二系列脱氨塔回流泵进行了更新改造，运行过程中一系列回流泵状况良好，二系列回流泵运行状况不佳，多次进行检修更换配件。频繁的检修不仅耗费大量费用，同时也影响装置的平稳运行。近两年泵的检修记录如表1所示。

    由表1可以看出:泵的检修周期很短且问题集中，主要检修原因是叶轮和口环腐蚀及机封密封失效。结合现场实际工况，泵在运行中主要存在三方面问题。

    1.1机泵过流部件冲刷腐蚀严重泵的过流部件，包括叶轮、口环、泵壳等冲刷腐蚀严重。叶轮腐蚀状况。
脱氨塔回流泵叶轮腐蚀情况根据叶轮腐蚀形态分析，腐蚀主要原因为NH4HS的冲刷腐蚀。酸性水汽提二系列主要处理来自加氢装置的酸性水，相比于一系列，原料水中的H2S及NH3浓度都要高出许多。一系列和二系列原料水的主要成分。
    此外，化验结果显示，脱硫化氢塔底脱硫水中硫化物(ρ)为3g/L，脱氨塔顶回流罐内富氨液的硫化物(ρ)为40g/L。分析可知，脱硫化氢塔对于原料水中的H2S脱除不彻底，大量的H2S进入脱氨塔，H2S与NH3一起进入脱氨塔顶回流罐中。P－203A/B介质中高浓度的H2S和NH3结合生产NH4HS结晶，对泵叶轮及口环形成冲刷腐蚀。由于脱氨塔顶回流量小，泵出口阀门开度小，但泵的转速较高，加剧了酸性水对叶轮和口环的冲蚀。
    1.2轴承、机封、联轴器膜片等配件使用寿命较短由于电机与泵之间采用的是刚性联轴器的机械连接，一方面，会使两者的振动相互传递影响，放大系统的振动效应;另一方面，使用刚性联轴器对于对中精度的要求较高，如对中稍差则会加速轴承、联轴器膜片、机械密封等配件的损耗，导致泵频繁检修更换相应配件。

    1.3系统能耗高泵在实际使用的过程中，受制于原料水不同的浓度工况，二系列脱氨塔顶回流量变化较大。多数情况下，原料中酸性水浓度较高，脱氨塔顶回流量偏小，回流阀开度较小。但电机和泵都在额定转速下工作，造成较高的能耗。此外，也对回流阀造成严重的冲刷腐蚀。

    解决方案

    根据以上分析可知，造成P－203A/B泵频繁检修的主要原因为介质中硫化物含量过高，NH4HS对叶轮及口环冲刷腐蚀严重。分析酸性水冲刷腐蚀特性可知，影响腐蚀的关键因素为NH4HS浓度、速度和局部紊流及流量分布，且腐蚀随着NH4HS浓度增大和速度加快而增快。

    由于酸性水中NH4HS浓度由上游装置来料所决定，受限于工艺条件，通过降低NH4HS浓度减轻腐蚀的方法实现起来较为困难。因此，从降低速度方面考虑，通过降低电机和泵的转速，进而改变介质的速度和流态以达到减轻泵冲刷腐蚀的目的。现阶段广泛应用的方式主要有使用变频电机和永磁调速器。

    2.1永磁调速器的结构和原理

    永磁调速器由铜转子、永磁转子和控制器三部分组成。铜转子与电机轴连接，永磁转子与工作机的轴连接。铜转子和永磁转子之间有空气间隙，没有传递扭矩的机械连接。在电机转动时，铜转子的铜环在切割永磁体的磁力线时产生感应涡电流的磁场与永磁体之间的作用力实现了电机与工作机之间的扭矩传递。当气隙小时，永磁调速器的传动能力强;相反，气隙大时传动能力小。而控制器可通过手动调节空气间隙的大小，从而控制工作机的转速和扭矩
    2.2永磁调速器的优点永磁调速器具有以下优点:
    1)无机械连接。永磁调速器不采用联轴器，一方面，隔绝了电机和泵之间振动的传递，降低了系统振动。另一方面，不需要激光对中，不仅减少了检维修时的工作量，还减少了因对中误差造成的轴承、机封、联轴器膜片等配件的损耗。
    2)软启动。由于永磁调速器的导体转子在电机启动瞬间，没有切割磁力线，没有感应磁场产生，因此铜转子上没有力矩。电机和负载可以实现独立启动，整个启动过程平稳、冲击小，具有软启动功能特点。
    3)调速方便。可以根据现场实际运行工况，通过控制器手动调节气隙大小，从而达到调速目的。
与变频调速相比，没有高次谐波的干扰。

    4)运行成本低。与变频调速相比，永磁调速器在前期设备采购、现场安装调试及后期的管理维护方面具有优势。

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