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大型浆液循环脱硫泵研究和实践
发布日期:2015-09-17  来源:淄博华成泵业有限企业  编辑:郑峰云  浏览次数:598
 大型浆液循环脱硫泵研究和实践

淄博华成泵业有限企业

郑峰云

摘要: TL系列大型浆液循环脱硫泵作为火电厂烟气脱硫系统中的关键大型设备,价格昂贵,输送介质既含有磨蚀性的石膏固相物,又有腐蚀性的高含量Cl离子,因此对泵可靠性、寿命、运行效率及检修维护的方便性提出了很高的要求,我企业在引进消化吸取国外同类产品的基础上在提高泵的可靠性、寿命、运行效率及检修维护的方便性方面进行了一些有益的探索和实践。

关键词:大型浆液循环脱硫泵、可靠性、寿命、运行效率、检修维护

1、过流件材料研发

过流部件是浆液循环脱硫泵的关键零件,它的材质要求及制造质量直接影响到整机的性能和使用寿命,所以在选择材料时应首先考虑使用的可靠性,即材料的耐腐蚀耐磨蚀性。目前我企业采用超低碳双相不锈钢2605N(CD4MCuN)和高铬耐磨耐蚀合金Cr30A。

 由于浆液循环脱硫泵输送的介质为含Cl离子的石灰石石膏或电石泥等浆液, 该浆液Cl离子浓度为20000ppm左右,(我企业选用的过流部件材质可耐Cl离子浓度60000ppm。)ph值2.5-13;因此与浆液接触的过流部件的材质必须是在耐Cl离子点蚀和耐酸碱腐蚀的同时还能够耐固体颗粒的磨蚀。

 泵体材料采用超级双相不锈钢2605N,强度高、韧性好、硬度大、耐腐蚀耐磨蚀性能优异,使用寿命5年以上。 该材料是超低碳含氮双相不锈钢,其金相组织为奥氏体+铁素体+析出相,既有奥氏体不锈钢的优良韧性,又有铁素体不锈钢较高的强度和耐氯化物,耐磨蚀性能优异。2605N材料的孔蚀抗力当量值(PRE)大于40,抗氯离子腐蚀及抗晶间腐蚀性能均优于普通奥氏体不锈钢。年腐蚀磨损率降低到0.78mm/a。

 叶轮材料采用高铬耐磨合金Cr30A,其金相组织为铁素体+粒状共晶碳化物+二次碳化物。分布于晶界的含铬碳化物和沉淀于基体上的二次碳化物赋予材料优良的耐磨性能。 Cr30A是一种高铬耐磨合金,具有易钝化、抗孔蚀性良好、耐磨蚀性能强的优点,年腐蚀磨损率降低到0.46mm/a。相比Cr30,Cr30A有以下特点:

1)  提高Mo的含量至1.8~ 2.2%,Mo元素富集于靠近基体的钝化膜中,提高膜的稳定性,显著提高其耐孔蚀性能,特别是钝化膜中MoO2,对叶轮、前后护板等在低PH值的高浓度氯化物中有良好的保护性。Cr30A部件的年腐蚀磨损率低于0.5mm(通过对现场浆液泵使用1年后的测量)。

2) 该材料适当的调整了其含碳量,以减小腐蚀性浆体对泵体材料的晶间腐蚀;

3) 该材料稳态腐蚀电位较高,其耐蚀性较好,选择高电位的材料,避免由于存在不同的电位差而引起对主要部件产生的电位腐蚀。

4) Mo的含量至1.8~ 2.2% ,有效的防止由于含氧量下降导致的缝隙腐蚀。

5) 正火处理:在匀速加热到1050℃后,取出使其在空气中迅速冷却至室温,其金相组织转变成最终组织为铁素体+马氏体+残余奥氏体,少量贝氏体的状态。高温退火处理:此后再加热至600℃后,随炉冷却至室温后,消除其由于正火而产生的应力。

2、高效的水力设计和优化的结构设计

TL系列浆液循环脱硫泵,运行效率较高,一般高于80%,以550TL-75为例,设计点:流量5700m3/h,扬程25m,效率为85%。经过多次模拟试验最终确定了方案。较衬胶泵高3%,较其他厂家金属泵高1%,节能效果明显。

a) 该叶轮水力模型是引进德国KSB技术,经过消化吸取而成。叶片包角适当的增大,叶片前伸了5°,随之排挤系数增大,而要兼顾高效率与高抗汽蚀性,叶片比一般的扭曲叶片更加复杂,虽然对模型制造和沙型的铸造造成较大的困难,但是可适当采取新措施将问题解决。

b) 泵体与叶轮的匹配合理,并控制好基圆与隔舌的间隙,以减少环流造成的损失, 防止低效或引起震动。

c) TL系列浆液循环脱硫泵设有一套可调装置,使叶轮的前盖板与前护板(耐磨板)配合间隙保证在一个合理的范围内,同时,前护板(耐磨板)做成长锥形,与叶轮前盖板的形状保持一样,保证其泄漏量小于0.5%,大大提高了容积效率。

d) 机械密封选用结构为全集装式,不用调整压缩量、同轴度等复杂工作,直接安装使用即可。接触浆液的零件和弹簧材料使用316L,摩擦副采用SiC材料,该材料硬度高、耐腐蚀、摩擦系数小、表面不易结垢,有效地解决了密封面泄漏的选材问题,理论使用寿命大于10000小时。在叶轮上增加了平衡孔,不仅起到了平衡轴向力的作用,更主要的是改善了机械密封摩擦副介质侧的流动条件,使得机械密封的冷却改善,即使在运行中偶尔停供冷却水,也不会对其寿命造成影响。

e) 叶轮为双键联接,能有效避免因叶轮反转造成的事故。

f) 轴承的结构形式:

1) 在石灰石-石膏湿法脱硫工艺中,浆液易于沉积,浆液循化脱硫泵必须连续运转,采取了一对圆锥滚子轴承和一个圆柱滚子轴承的组合。该结构中的一对圆锥滚子轴承轴承可以承受双向轴向力,非驱动端的圆柱滚子轴承,具有很强的承载能力,运行更可靠。

f ) 轴承的润滑方式选择了稀油润滑方式,较一般选用的脂润滑更好,散热效果明显提高,更适合于输送温度较高的脱硫浆液。如果烟气导致浆液的温度升高过快,通过泵体传导至轴承,造成轴承过热时,可以通过温度传感器发送报警信号,还可以利用稀油的流动性,通过换热器,将热量带走。提高了轴承的使用寿命。

g ) 考虑到机械密封失效后,浆液可能喷溅,因此在非驱动端轴承的外侧增加了一个挡水盘,利用其随轴旋转时产生的离心力将浆液甩出,对轴承进行保护。

h) 整体结构安装方式,选择成悬架式,该结构为蜗壳地脚安装,转动部件及轴承组件以蜗壳为基准定位,维修泵时,只需将转动部件及轴承组件从蜗壳背面整体抽出即可,不用拆装管线,极大的方便了检修。

i ) 加长型膜片联轴器的选用,既可以保证传递足够的扭矩,又有很好的对中补偿性,还能在修泵时不用挪动电机而引起电线接头的松动。

3、产品应用情况

目前,我企业的脱硫泵凭借优良的产品质量,已经广泛应用于国内电厂及钢厂烧结脱硫工程,比如山东百年电力股份有限责任企业、国电民权电厂、国电库乐电厂、华能黄台电厂、华能辛店电厂、华能白杨河电厂、华能西宁电厂、广州市旺隆热电有限企业、山东鲁北发电有限企业、湖北黄石电厂、焦作电厂、韶关坪石电厂、江西丰城电厂、山东日照钢铁、宜宾天原集团、济南钢铁、莱芜钢铁、陕西汉中钢铁等等,受到用户的广泛好评,获得了良好的赞誉。

4. 综述

   我企业浆液循环脱硫泵,泵体材料采用超低碳双相不锈钢,叶轮及前后护板采用高铬耐腐蚀耐磨合金,应用双相流泵技术进行水力设计,针对行业的特殊性进行了结构优化设计,极大的提高了浆液循环脱硫泵的使用寿命和运行可靠性,而且结构简单,检修维护非常方便。

   作为国内电厂浆液循环脱硫泵主要制造商,我企业拥有高铬耐腐蚀耐磨合金的铸造,材料成分的检验,机械加工及设备,产品的试验等全套设备和专业的生产技术,能够生产流量1000-14000m3/h,扬程10-35m,适用于国内各种脱硫装置的浆液循环脱硫泵。

 

2015-3-16

 
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