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料浆泵

料浆泵主要用于输送磷酸料浆介质,是关键的装置用泵之一。它可以采用立式或卧式设计,其中立式泵通常安装在萃取槽上方。料浆泵能够为多种产品提供合适的料浆。

原理

料浆泵,又称涡流泵,属于一种叶片泵。其主要组成部分包括叶轮、泵体和泵盖。叶轮呈现圆形,周围分布着辐射状的叶片。泵体与叶轮之间形成了环形流道,吸入口和排出口位于叶轮外部。两者之间通过隔板隔离。我们把ZHB型料浆泵内部的液体分成两个部分:叶片间的液体和流道内的液体。当叶轮旋转时,受离心力影响,叶轮内的液体圆周速度超过流道内的液体,从而形成"环形流动"。同时,由于液体跟随叶轮移动,两种运动的结合导致液体产生了与叶轮转向相同的"纵向旋涡",因此被称为旋涡泵。值得注意的是,流道内液体的圆周速度低于叶轮的圆周速度。在纵向旋涡的过程中,液体质点多次进入叶轮叶片间,通过叶片将能量传递给流道内的其他质点。每个质点每次经过叶片都会获得能量。这是为什么在同一叶轮直径下,旋涡泵相对于其他类型的叶片泵具有更高扬程的原因。并非所有的液体质点都要经过叶轮,随着流量的增加,"环形流动"减弱。当流量为零时,"环形流动"最强烈,扬程达到最大值。由于流道内的液体是通过液体碰撞传递能量的,这也造成了较大的撞击损失,因此料浆泵的效率相对较低。

特点

工况特点

料浆泵处理的介质是二水磷酸钠物磷酸料浆,其中磷石膏占25%-32%,液相磷酸(五氧化二磷)含量为20%-30%,游离硫酸(H2SO4)含量为1%-4%,氟硅酸(H2SiF6)含量为1%-3%,氯离子(Cl⁻)含量微乎其微。料浆的粘度范围为5-15 mPa·s,密度约为1.3-1.5 t/m³。介质温度介于70-85℃。与二水物磷酸装置相比,料浆泵的工况特点是液相磷酸浓度和反应温度均较高,具体数据显示,液相磷酸(P2O5)含量为40%-48%,反应温度为95-105℃。这些介质都在强烈的搅拌条件下。

选型要求

料浆泵的选型要考虑介质特性和反应槽中的搅拌条件,优先选择具备耐腐蚀和耐磨性的泵过流部件材料,以及结构合理的立式泵。在磷酸介质(含固量小于3%)环境下,超低碳钼二钛和钼三钛表现出良好的耐腐蚀性,但在磷酸料浆(含固量25%-35%)环境中,它们的磨损程度显著,寿命缩短。因此,选择泵过流部件材料时,应注意介质和工况条件。(1)介质温度:泵过流部件的腐蚀速率随温度升高而加快。例如,萃取磷酸温度从70℃升至85℃时,腐蚀速率翻倍。因此,选材时应考虑介质温度。(2)磷酸浓度:磷酸浓度增加会导致腐蚀加剧。例如,钼三钛不锈钢二水磷酸钠物磷酸生产中能抵抗腐蚀,但在半水物磷酸中,作为反应槽搅拌轴衬套使用时,仅一个月就会有85%被腐蚀,出现蜂窝状麻点。因此,二水物磷酸反应槽上立式泵过流不见推荐使用CD—4Mcu;Z3CNUD26-05;铬30(F30%CrMo和FCr30)合金;半水物磷酸生产中泵过流部件推荐使用铬30(F30%CrMo和FCr30)合金;J-1合金;F5合金;SaniCrO28;HastelloyC。(3)泵转速:提高泵转速会加速叶轮和蜗壳等过流部件的磨蚀腐蚀。根据国外磷酸磷氨装置用泵和云南磷肥厂70年代引进的磷酸装置用泵的转速,大部分是970和1460r/min(后者更常见),而没有高于2900 r/min的转速。因此,在满足流量、扬程前提下,应尽可能选择低转速的泵。(4)立式泵与卧式泵:80年代以前,中国磷酸磷氨装置用泵几乎全是立式泵。当时,国内卧式泵的轴封泄漏问题严重。如今,国内许多卧式泵的密封技术已取得显著进步,除了大连大耐泵业有限公司的双端面机械密封使用较成功外,江苏张家港市江南化工设备厂生产的副叶轮带飞铁停车密封泵也在不同规模的磷酸磷氨装置上运行良好。卧式泵使用的填料密封,普遍认为碳素纤维填料的效果更为可靠。与立式泵相比,卧式泵还有以下优势:①价格低廉,通常是同等流量、扬程条件下立式泵的一半到三分之一,甚至四分之一。②立式泵支撑架下的悬臂轴长度有限,可能给生产中控制液位带来困难。③若立式泵无法直接安装在大型槽上(如磷酸成品储槽),则必须从小槽下方侧边开口将介质引入,以便设置立式泵,这会增加投资,有时还需要额外的操作人员。(5)泵叶轮型式:由于磷酸、料浆和磷氨料浆中均含有固体颗粒,加上磷矿石带来的钠、钾、铁、铝、镁等杂质(特别是钠、钾),在磷酸生产过程中会产生氟硅酸钠和氟硅酸钾盐,溶解于磷酸中。当温度下降时,溶解度降低并结晶,容易在泵的叶轮尤其是蜗壳上形成硬垢层(这些结垢物还混有如硫酸钙等其他固相物)。因此,在磷酸磷氨装置中,一般应选用开式叶轮,特别是在磷酸装置反应槽及磷酸过滤系统中,务必选用开式叶轮;磷氨料浆泵也应选用开式叶轮。

结构特点

料浆泵均为立式、单级、单吸悬臂式液下泵,底座、出液管与圆柱管分离,无需轴封。泵轴在液下位置不设有轴承,以适应输送含固体颗粒的介质。泵浸入介质的深度可为700-2000毫米,必要时还可配备吸入管。

参考资料

料浆泵的工作原理.环保在线.2024-09-18

耐腐耐磨料浆泵的K型动力密封详解.南京绿环泵业.2024-09-18

料浆泵主要应用领域分类,明白用在哪了吧!.安徽江南泵阀集团有限公司.2024-09-18