FGD浆液循环泵主要故障分析及对策.docx

图 1 典 型 的 无 水 机 械 密 封 结 构图 2 典 型 叶 轮 偏 磨 损 图 3 叶 轮 和 前 盖 板 间 隙图 4 采 用 碳 化 硅 陶 瓷 材 料 制 造 的 循 环 泵 过 流 部 件 王 曙 光 ( 江 苏 新 海 发 电 有 限 公 司 江 苏 连 云 港 2 2 2 0 2 3 )摘 要 :本 文 主 要 论 述 影 响 烟 气 脱 硫 (FGD)工 程 浆 液 循 环 泵 安 全 运 行 的 几 个 主 要 问 题 ,结 合 泵 设 计 、 选 型 及 浆 液 系 统 设 计 等 影 响 因 素 及 多 个 电 厂 近 几 年 运 行 过 程 中 的 经 验 和 教 训 ,分 析 了 引 起 循 环 泵 机 械 密 封 损 坏 、 振 动 、 断 轴 及 磨 损 等 原 因 ,提 出 可 行 解 决 方 案 ,对 浆 液 循 环 泵选 型 及 安 全 运 行 提 供 借 鉴 关键词: 浆 液 循 环 泵 机 械 密 封 振动 汽蚀 磨损 断轴 分析 对策浆 液 循 环 泵 为 石 灰 石 - 石 膏 湿 式 烟 气 脱 硫 系 统 (FGD)主 要 设 备 ,其 输 送 的 石 灰 石 浆 液 为 浓 度 10 ～ 20%的 石 灰 石 、 石 膏 和 灰 渣 ,PH 值 为 4 ～ 6, 氯 离 子 含 量 为 2000 ～25000ppm,浆 液 温 度 多 在 55℃ 以 上 ,且 其 中 含 有 大 量 气 泡 ,甚 至 会 达 到 饱 和 状 态 ,运 行工 况 十 分 恶 劣 , 是 脱 硫 系 统 中 最 易 出 问 题 的 设 备 , 其 安 全 运 行 直 接 影 响 脱 硫 效 率 及 系 统 正 常 投 用 。

以 下 针 对 循 环 泵 工 程 实 践 中 经 常 出 现 的 问 题 及 改 进 措 施 等 方 面 进 行 论 述 证 实 ,这 些 工 程 中 的 循 环 泵 机 械 密 封 ,平 均运 行 寿 命 可 达 20000小 时 以 上 但 是 ,在 近 来 的 不 少 FGD工 程 中 ,使 用冲 洗 水 的 机 械 密 封 又 逐 渐 增 多 , 大 有 取 代 无 水 机 械 密 封 的 趋 势 1 . 2 机 械 密 封 设 计 采 取 的 措 施 泵 叶 轮 进 口 的 浆 液 压 力 是 最 低 的 , 大约 相 当 于 吸 收 塔 中 的 液 位 造 成 的 静 压 ;经 过 叶 轮 做 功 ,机 械 能 转 变 为 动 能 ,浆 液 进 入 泵 壳 ; 泵 壳 将 动 能 转 变 为 势 能 , 获 得 扬 程 ; 浆 液 被 输 送 出 泵 腔 的 同 时 , 不 可 避 免 地 进 入 叶 轮 后 部 的 区 域 ;这 时 ,经 过 叶 轮 背 叶 片的 减 压 ,进 入 机 械 密 封 室 流 体 向 低 压 区 流 动 ,是 流 体 的 特 性 ,气 泡 也 一 样 。

随 着 机 械 密 封 室 的 压 力 变 低 ,气 泡 必 将 向 这 一 低 压 区 流 动 ,并 聚 集 ,在 机 械 密 封 室 内 形 成 空 气 腔 ;这 样 ,机 械 密 封 的 动 静 环 之 间 的 润 滑 膜 将 被 破 坏 , 热 量 散 发 不 出 去 , 必 将 损 坏 机 械 密 封 机 械 密 封 设 计 方 面 主 要 采 取 了 以 下 措 施 :* 经 过 叶 轮 背 叶 片 的 减 压 , 机 械 密 封 室 的 压 力 相 对 泵 腔 较 低 , 汽 泡 容 易 在 机 械 密 封 处 聚 集 ,破 坏 机 械 密 封 的 润 滑 膜 为 保证 机 械 密 封 不 会 干 运 转 , 在 叶 轮 轮 毂 上 开设 有 排 气 孔 设 计 锥 形 机 械 密 封 室 , 加 大 机 械 密 封 室 容 积 , 保 证 机 械 密 封 的 润 滑 和 冷 却 叶 轮 后 盖 板 增 加 副 叶 片 , 尽 可 能 避免 介 质 中 较 大 固 体 物 进 入 机 械 密 封 腔 结 构 设 计 可 使 泵 腔 中 的 浆 液 易 于 排 空 , 尽 可 能 地 保 证 机 械 密 封 的 充 分 润 滑 和 充 分 冷 却 。

动 静 磨 擦 副 普 遍 采 用 碳 化 硅 (SiC)材 料 ,硬 度 高 ,耐 磨 损 能 力 强 ;易 于 加 工 ,加 工精 度 高 ,密 封 效 果 好 ;散 热 快 ,稳 定 性 好 但 它 也 非 常 脆 ,在 润 滑 膜 不 连 续 时 ,磨 擦 副 处 的 温 度 增 高 ,会 在 短 时 间 内 使 碳 化 硅 (SiC) 密 封 环 破 裂 ;因 此 ,使 用 碳 化 硅 (SiC)动 静 环 的 机 械 密 封 绝 对 不 能 干 运 转 机 械 密 封 加 低 压 冲 洗 水 冲 洗 水 的 压力 达 到 或 略 低 于 泵 的 扬 程 即 可 , 目 的 仅 是 冲 散 聚 集 在 机 械 密 封 室 的 气 泡 1 . 3 技 术 措 施1.3.1 加 强 维 护 维 修 在 循 环 泵 长 时 间 停 机 时 ,应 将 泵 排 空 ,充 分 冲 洗 ,并 注 满 清 水 ,以 防 浆 液 中 的 钙 镁离 子 结 垢 或 沉 淀 ,堵 塞 通 气 孔 每 次 拆 开 循 环 泵 检 修 时 均 应 清 理 叶 轮轮 毂 上 的 通 气 孔 ,保 证 其 畅 通 无 阻 。

另 外 ,循 环 泵 绝 对 不 能 反 转 螺 纹 连 接叶 轮 的 循 环 泵 ,如 果 反 转 ,将 会 如 千 斤 顶 一 样 给 设 备 造 成 恶 性 事 故 ; 即 便 是 键 连 接 叶轮 的 循 环 泵 , 也 不 能 反 转 , 反 转 时 ,由 于 压 力 不 够 , 机 械 密 封 摩 擦 副 间 将 不 能 形 成 润 滑 膜 ,很 快 就 将 破 坏 机 械 密 封 1.3.2 提 高 系 统 整 体 建 造 水 平 经 过 这 些 年 的 跟 踪 和 调 查 , 通 气 孔 堵 塞 往 往 是 由 于 吸 收 塔 和 管 路 中 的 衬 胶 层 脱漏 引 起 的 橡 胶 颗 粒 非 常 讨 厌 ,压 力 高 时 收 缩 , 压 力 低 时 展 开 若 进 入 通 气 孔 , 随 着 压 力 的 降 低 ,很 有 可 能 堵 塞 通 气 孔 这 就 要 求 彻 底 清 理 吸 收 塔 内 部 和 管 路 中 有 可 能 造 成 脱 落 的 衬 胶 部 分 及 其 它 杂 物 , 既 保 护 循 环 泵 , 也 保 护 喷 淋 层 。

1 浆 液 循 环 泵 的 机 械 密 封 问 题1 . 1 机 械 密 封 在 吸 收 塔 循 环 泵 中 的 应 用 在 欧 洲 和 一 些 发 达 国 家 , 大 批 的 不 需 冷 却 水 和 冲 洗 水 的 机 械 密 封 普 及 在 各 种 泵 的 轴 封 ,并 取 得 了 很 好 的 运 行 效 果 随 着 欧 洲 技 术 全 面 带 入 ,在 我 国 较 早 的 FGD工 程 中 , 循 环 泵 的 机 械 密 封 通 常 都 要 求 不 采 用 轴 封 水 和 冷 却 水 在 我 国 已 建 成 并 运 行 多 年 的 FGD工 程 中 ,装 有 无 水 机 械 密 封 的 循 环 泵 取 得 了 很 好 的 运 行 效 果 , 如 : 由 德 国 Stainmuler公 司 承 建 的 浙 江 半 山 电 厂 ,重 庆 九 龙 坡 电 厂 和 北 京 第 一 热 电 厂 等 的 FGD工程 中 ,都 采 用 了 这 一 技 术 经 过 多 年 的 运 行作 者 简 介 :王 曙 光 (1976-),男 ,江 苏 连 云 港 人 ,工 程 师 ,从 事 电 厂 生 产 和 基 建 管 理 方 面 工 作 。

科 技 创 业 家 TECHNOLOGICAL PIONEERS 53 2013 年 12(上)TECHNOLOGICAL PIONEERS 工 业 技 术1.3.3 提 高 制 造 水 平机 械 密 封 是 精 密 部 件 , 其 本 身 的 制 造 标 准 很 高 同 时 ,对 泵 的 相 关 零 部 件 也 有 较 高 的 要 求 ,比 如 泵 轴 的 圆 跳 度 的 要 求 等 泵 的 制 造 商 应 该 注 意 这 方 面 的 问 题 1.3.4 低 吸 收 塔 和 大 曝 气 量 问 题 七 、 八 年 前 ,美 国 的 FGD工 程 ,爆 发 式 地出 现 了 吸 收 塔 浆 液 循 环 泵 机 械 密 封 损 坏 的 局 面 ; 原 本 很 好 用 的 机 械 密 封 , 在 这 些 新 FGD 工 程 中 完 全 不 能 运 行 拆 检 后 的 情 况 证 实 , 这 些 机 械 密 封 都 是 经 过 干 磨 损 后 破 裂 的 这 些 工 程 与 我 国 已 经 运 行 的 大 部 分 FGD工 程 有 很 大 的 不 同 ,这 些 工 程 都 具 有 几 乎 相 同 的 以 下 几 个 特 点 :* 吸 收 塔 中 要 求 的 补 气 量 超 过 正 常 设计 值 的 2倍 以 上 。

氧 化 风 机 的 排 气 口 直 入 到 吸 收 塔 的 进 口 位 置 与 循 环 泵 的 吸 入 口 同 样 的 水 平 线 , 甚 至 更 低 照 清 水 的 计 算 方 法 ,估 算 出 泵 的 装 置 汽 蚀 余 量 可 以 根 据 经 验 和 实 际 运 行 结 果 ,给 出 一 个 比 较 保 守 的 简 单 公 式 :NPSHa ≥ 1.5 × NPSHr 即 : 吸 收 塔 浆 液 循 环 泵 的 管 路 装 置 汽 蚀 余 量 需 大 于 等 于 泵 本 身 的 必 须 汽 蚀 余 量 的 1.5倍 这 是 有 根 据 的 , 某 些 工 程 选 用 的 循 环 泵 , 扬 程 相 对 较 低 , 转 速 相 对 较 慢 按 照 磨损 机 理 ,磨 损 量 应 该 与 速 度 的 立 方 成 正 比 ,这 些 泵 的 效 果 应 该 更 好 啊 ？ 为 何 会 差 很 多 呢 ？ 分 析 其 中 的 原 因 , 可 以 肯 定 , 汽 蚀 在 其 中 起 了 很 大 的 作 用 经 过 调 查 发 现 ,这 些 工 程 中 泵 的 装 置 汽 蚀 余 量 NPSHa 普 遍 低 于 必 须 汽 蚀 余 量 NPSHr 的 1.5倍 。

2.1.2 磨 损造 成 循 环 泵 过 流 部 件 严 重 磨 损 , 从 工 程 上 来 讲 , 主 要 是 由 于 泵 系 统 计 算 和 选 型 出 现 问 题 , 造 成 泵 的 严 重 偏 流 量 引 起 的 泵 的 正 常 使 用 范 围 是 有 一 定 的 限 制 的 , 过 大 和 过 小 都 不 好 过 大 , 泵 腔 中 的 流 场 速 度 就 会 加 快 , 造 成 泵 的 叶 轮 后 部 和 叶 片 出 口 区 域 的 严 重 磨 损 过 小 ,就 会 在 泵 的 叶 轮 前 部 产 生 漩 涡 ,产 生 不 稳 定 流 动 ,引 起 泵 的 振 动 和 严 重 磨 损 比 如 ,国 内 某 电 厂 的 循 环 泵 的 叶 轮 ,寿 命 只 有 约 3000小 时 观 察 磨 损 情 况 就 会 发现 ,叶 轮 的 前 盖。