濕法煙氣脫硫工程漿液泵設計選型須注意的問題
應用技術
作者：毛莉
摘要 濕法煙氣脫硫係統漿液泵普遍存在腐蝕、磨損嚴重、選型不合理等各種問題，以致影響漿液泵正常運行，進而降低了係統整體的可靠性運行。此文就漿液泵設計、選型過程中需要注意的各項問題進行展開論述、全麵分析，以期為電廠脫硫係統漿液泵設計選型和漿液泵的實際改造工作提供可行性參考意見。
關鍵詞 煙氣脫硫；漿液泵；磨損；腐蝕；轉速
中圖分類號TH14 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2012）77-0164-02
1 概述
濕法煙氣脫硫技術（FGD）因脫硫效率高、使用煤種範圍廣，在火力發電廠中得到了廣泛地應用。火電廠雖在用泵輸送具有磨蝕性的灰漿方麵具有很多經驗，然而FGD係統漿液的磨損性和腐蝕性卻對漿液泵的成功應用提出了嚴峻挑戰。在典型的FGD係統中，大多采用離心泵進行漿液的輸送，其中包括：石灰石漿液的輸送、石膏漿液的輸送、廢水的輸送及事故漿液的輸送。
2 輸送漿液的特性
漿液的物理和化學特性如密度、氯離子含量、pH值、固體顆粒物尺寸等因素影響泵的材料和類型的選擇。通常，脫硫漿液的pH值在5.5～6之間，溫度20℃～50℃，密度範圍1100 kg/m3～1400 kg/m3，漿液固體含量15%～35%，氯離子濃度約20 000ppm[1]。
密度高、腐蝕性強的固體顆粒物使葉輪和襯裏的磨損速度加快，漿液中的大顆粒物和機械異物容易損壞泵組襯膠部件，漿液中氯離子含量對泵材料的選擇也具有重要的影響。
3 漿液泵選型應注意的問題
3.1 漿液泵的材質選擇
3.1.1 葉輪
如果電廠不是燃用雙燃料（煤和油），天然橡膠通常性能很好，但是油分會使天然橡膠老化，受油汙染的漿液會對天然橡膠造成危害。由於天然橡膠比合成橡膠軟，所以它抗水利衝擊的能力低。在軟橡膠不能滿足要求時，可以選擇氯丁橡膠，但必須是加鉛硫化橡膠。國外有些電廠試用過聚氨酯襯覆碳鋼葉輪，但對使用的效果評價不一。
如果不能避免大顆粒物進入泵體，或者希望降低使用橡膠葉輪造成泵嚴重損壞的風險時，可以選用硬質合金葉輪。金屬葉輪使用壽命長，可以通過適當的外形尺寸設計來獲得最佳的水利效率。對低pH值、高氯離子含量的漿液可采用CD-4MCu和雙相不鏽鑄鋼。由於合金葉輪具有較好的防止機械損壞和耐化學腐蝕的性能，使得它可以在氯離子含量大於15 000mg/L的環境中使用，且具有較長的壽命和較高的可靠性[2]。
當流量過大或泵入口沒有足夠的淨吸壓頭，或有較多氣泡進入泵體時，泵的襯膠和金屬部件將很快氣蝕損壞。此外，漿液含固量較高（如30%）會明顯縮短過流部件的使用壽命。細心選擇襯膠葉輪泵的規格和在製造廠規定的溫度、壓力和流速範圍內運行是很重要的。金屬泵體價格比襯膠泵貴3倍左右，但由於使用壽命較長避免了頻繁檢修更換，整體性價比反而較高[3]。
3.1.2 泵殼及其前後護板
泵殼可以采用防腐、防剝蝕合金鋼製造，也可襯以天然橡膠、氯丁橡膠、加鉛硫化氯丁橡膠或者聚氨酯。泵殼的前後護板或通稱防磨板，也是易磨損部件，尤其是前護板為甚。采用的材質一般與葉輪材質相同。近年來已有陶瓷和碳化矽防磨板，據介紹保證使用壽命24 000h，期望使用壽命大於100 000h。
3.2 漿液泵工藝設計應考慮的問題
3.2.1 泵的衝洗
如果漿液泵以及與其連接的管道需要較長時間停止運行，應及時排空泵和管道的漿液，還應用清水衝洗泵和管道，以清除其中無法排盡的漿液，防止葉輪被沉澱的石膏堵塞而無法正常啟動。在泵出口管道上安裝衝洗水管，泵啟動前用壓力水衝除泵殼中的沉澱物，可使泵順利啟動。