潜液式电动泵是专用于输送LNG等易燃、易爆的低温介质。其特点是将泵和电机整体安装在一个密封的金属容器内,因此不需要轴封,也就不存在轴封的泄漏问题。泵的进、出口用法兰结构与输送管路相连。
潜液式电动泵的设计,与传统的鼠笼式电机驱动的泵有较大的差别。动力电缆系统需要特殊设计和可靠的材料,电缆可以浸在低温的液体中,在-200℃条件下仍保持有弹性。
电气连接的密封装置是影响安全性的关键因素之一。电气接线端设计成可经受高压和电压的冲击。使用陶瓷气体密封端子和双头密封结构,可确保其可靠性。对于安装在容器内的电动泵,所有的接线密封装置不是采用普通焊接而是由特殊的焊接技术。
低温泵的电机转矩与普通空气冷却的电机不同,转矩与速度的对应关系和电流与速度的关系曲线类似。在低温状态下,转矩会有较大的降低。因而,泵从启动到全速运转,对于同样功率的电机来说,低温条件下的起动由于电阻和磁力特性的变化,转矩会大大减小,电机的电力特性发生改变。
低温潜液式电动泵起动电流很大,大约是满负载工作电流的7倍。通过一些措施可以减少起动电流。主要有如下方法:
1)双速电机。可以降低起动电流,净吸入压头(NPSH)特性更好、抽吸性能好,减少液锤现象。但需要双倍的电缆,成本增加。
2)软起动系统。通过控制电流或电压,限制加速时的转矩,减少起动电流和液击。但需要增加起动装置,因此成本也有所增加。
3)调节频率。可实现无级调速,抽吸特性好,减少液击。但调频系统复杂,使成本增加。
4)中压启动(3300V)。可以减少全负荷运转和起动时的电流。但电机的成本较高。
*液击:泵将LNG输送上来,由于金属容器壁或其他设备处于高温状态,在"热"的容器的热传导下,LNG温度上升,LNG沸腾使内压升高。由于液面以上气象部位的温度上升较快,同时气液相界存在温度差,LNG蒸汽从容器上部迅速喷出,导致泵内压力急速下降,这样泵内呈现过热状态。为了再次维持气液相的平衡,液相内的部分热量会转变成蒸发热,使得液体加速蒸发;同时过热液体内部产生许多的沸腾核,无数气泡形成和增大,液体体积急剧膨胀,冲击泵体而呈现液击现象。