陈林丹
中石化上海工程有限公司 上海市 200120
摘 要：由于屏蔽泵具有无泄漏的优点，已在石油化学工业中得到广泛的应用。屏蔽泵的无泄漏结构使之最适用于抽送易燃的、贵重的、有腐蚀性的和有毒的液体。因屏蔽泵是不泄露的，它有助于易燃液体系统的安全；对于贵重的和腐蚀性的液体更具有突出的经济效果。
关键词：屏蔽泵，无泄漏，无密封
1.工作原理
屏蔽泵属于离心式无密封泵，泵和驱动电机都被封闭在一个被泵送介质充满的压力容器内，此压力容器只有静密封。这种结构取消了传统离心泵具有的旋转轴密封装置，能做到完全无泄露。[1]
屏蔽泵把泵和电机联在一起，电动机的转子和泵的叶轮固定在同一根轴上，利用屏蔽套将电动机的转子和定子隔开，转子在被输送的介质中运转，其动力通过定子磁场传递给转子。详见图1
屏蔽泵的液力端可以按照一般离心泵通常采用的结构形式和有关的标准、规范设计制造。
.png)
2.屏蔽泵的型式
根据输送液体的温度、压力、粘度和有无颗粒等情况，屏蔽泵可分为以下几种：
(1)基本型：输送介质温度不超过120℃，扬程不超过150m。其它各种类型的屏蔽泵都可以在基本型的基础上，经过变型和改进而得到。
(2)逆循环型：在此型屏蔽泵中，对轴承润滑、冷却和对电机冷却的液体流动方向与基本型正好相反。其主要特点是不易产生汽蚀，特别适用于易汽化液体的输送，如液化石油气、一氯甲烷等。
(3)高温型：一般输送介质温度最高350℃，流量最高300m3/h，扬程最高115m，适用于热介质油和热水等高温液体。
(4)高融点型：泵和电机带夹套，可大幅度提高电机的耐热性。适用于高融点液体，温度最高可达250℃。夹套中可通入蒸汽或一定温度的液体，防止高融点液体产生结晶。
(5)高压型：高压型屏蔽泵的外壳是一个高压容器，使泵能承受很高的系统压力。为了支承处于内部高压下的屏蔽套，可以将定子线圈用来承受压力。
(6)自吸型：吸入管内未充满液体时，泵通过自动抽气作用排液，适应于从地下容器中抽提液体。
(7)多级型：装有复数叶轮，适用于高扬程流体输送，最高扬程可达400m。
(8)泥浆型：适用于输送混入大量泥浆的液体。
3.屏蔽泵的应用
屏蔽泵适用于以下几种场合：
(1)压力状况不正常的场合。在泵的吸入侧压力较高，与排出侧压力之差比较小的状况下使用，如采用填料密封会承受额外的应力。
(2)需要保持高度真空的场合。如采用机械密封，当轴稍有偏心或发生磨损时，就会有空气通过密封进入。
(3)真空、压力交替操作的场合。用于普通真空运转的填料密封或机械密封结构，不能用于压力下运转。
(4)处理贵重液体的场合。如果采用填料函，由于泄漏每年要损失相当数量的贵重液体，造成较大的经济损失。
(5)处理有毒液体的场合。如采用填料函，有毒液体的泄漏，将会造成对人体健康和生命的危害。
(6)发生爆炸性气体的场合。虽然，易燃的液体，如汽油、煤油、喷气燃料等都能用一台具有机械密封的离心泵连上防爆电机来输送，但是泄漏的液体和变成蒸气的液体将使整个场地成为有爆炸危险的地方。
(7)处理有放射性液体的场合。具有放射性液体是不允许从填料函处泄漏的。此外，许多填料的材质是不能与具有放射性液体长期接触的。
(8)处理腐蚀性液体的场合。除了因填料函的泄漏会产生局部腐蚀外，工艺流程装置还会有被腐蚀性液体泄漏产生的蒸汽所侵蚀。
4.屏蔽泵的特点
4.1优点
(1)与有密封泵相比，省去了维修和更换密封的麻烦，也省去了联轴器，零件数量少（只有机械密封泵的30%左右），可靠性高。无滚动轴承和电机的风扇，不需要加润滑油，且运转平稳、噪音低[一般为60~65dB(A)]。可配置轴承磨损监视器，检测轴承的磨损情况。
(2)结构紧凑，占用空间小，对底座和基础的要求低，没有联轴器的对中问题，安装容易且费用低。日常维修工作量少，维修费用低。
(3)能在真空系统或“真空”与“正压”交替运行的情况下正常运转而无泄漏。可以在高真空度情况下直接从真空槽中把物料送至其它容器中。使用范围广，对于高温、高压、极低温、高熔点等各种工况均能满足要求。
4.2缺点
(1)由于采用滑动轴承，且用被输送的介质润滑，故对润滑性较差的介质就不适宜采用屏蔽泵输送。一般适合于屏蔽泵的介质粘度范围为0.1~20 mPa.s。
(2)屏蔽泵的效率通常低于有密封的离心泵。但在中、小功率的情况下，与双端面密封泵相比，后者由于增加了冷却和冲洗系统的功率消耗，故总效率相差不大。
(3)离心泵运行时，要求流量应高于最小连续流量。对屏蔽泵这点尤为重要，因为在小流量情况下，泵效率较低且会导致发热，使流体蒸发而造成泵干转，引起滑动轴承的损坏。
5.屏蔽泵选型时的注意事项
一般的屏蔽泵采用输送的部分液体来冷却电机，且环隙很小，故输送液体必须洁净。对输送多种液体混合物，若它们产生沉淀、焦化或胶状物，则此时选用屏蔽泵(非泥浆型)可能堵塞屏蔽间隙，影响泵的冷却与润滑，导致烧坏石墨轴承和电机。
屏蔽泵一般均有循环冷却管，当环境温度低于泵送液体的冰点时，则宜采用伴管等防冻措施，以保证泵启动方便。
另外屏蔽泵在启动时应严格遵守出口阀和入口阀的开启顺序，停泵时先将出口阀关小，当泵运转停止后，先关闭入口阀再关闭出口阀。
总之，采用屏蔽泵，完全无泄漏，有效地避免了环境污染和物料损失，只要选型正确，操作条件没有异常变化，在正常运行情况下，几乎没有什么维修工作量。屏蔽泵是输送易燃、易爆、腐蚀、贵重液体的理想用泵。
参考文献
[1]兰州石油机械研究所. 石油化工用泵第五分册屏蔽泵[M]. 兰州: 兰州石油机械研究所, 1977.
[2]陈伟,黄正林. 无密封泵的选用[M]. 上海: 上海工程有限公司, 2005.
[3]SH/T 3148-2006石油化工无密封离心泵工程技术规定
[4]API STANDARD 685-2000 Sealless Centrifugal Pumps for Petroleum, Heavy Duty Chemical, and Gas Industry Services.