电厂脱硫浆液循环泵磨损问题分析

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4 1消除泵的气蚀现象 泵发生气蚀的条件足由泵本身和其吸人装置两
方面决定的,因此,防止泵发生气蚀应从泵本身和 其吸人装置两方面来考虑。 4 1.1提高泵本身抗气蚀能力的措施
a)改进泵吸人口至叶轮附近的结构设计。如 通过增大叶轮盖板进口段的曲率半径、适当增加叶 片进口侧的宽度或减少叶片进口侧的厚度等,均可 以减少液流的急剧由¨速与压降;提高叶轮叶片的表 面光洁度和流线形可减小阻力损失;设计时确保泵 的平衡fL面积至少大于5倍的密封环间隙的面积, 可减少泄漏液流对主液流的影响;将叶片进口边向 叶轮进口延伸.使液流提前接受做功,可提高泵的 人口压力等。
万方数据
广东电力
第2()卷
削后的叶轮,虽没有拆开检查,应该存在同样的 问题。
图2循环泵叶轮的磨损
3浆液循环泵叶轮磨损原因分析 通过对沙角C电厂吸收塔浆液循环泵的墁计
资料、运行数据、叶轮磨损的部位和形状等的分 析,认为其叶轮磨损主要是由于泵运行中存在严重 的气蚀现象造成的。气蚀是指泵在运转时,若其过 流部分的局部区域(通常是叶轮叶片进口稍后处)因 为某种原因,抽送液体的绝对压力降低到当时温度 下的液体汽化压力时,液体便在该处开始汽化,产 生大量蒸汽,形成气泡,当含有大量气泡的液体流 过叶轮内的高压区时,气泡周围的高压液体致使气 泡急剧缩小以至破裂。在气泡凝结破裂的同时,液 体质点以很高的速度填充空穴,在此瞬问产生强烈 的水击作用,并以很高的冲击频率打击金属表面, 冲击应力可达几百至几千个大气压,冲击频率可达 每秒几万次,这种在泵中产生气泡和气泡破裂使过 流部件遭受到破坏的过程就是泵的气蚀过程。泵产 生气蚀后除了会对过流部件产生破坏作用以外,还 会产生噪声和振动,并导致泵的性能下降,严重时 会使泵中液体中断,不能正常工作。该泵设计的气 蚀余量△^一^Hr大于9.5m(泵的气蚀余量△^wPsH,很 难IHj理论准确求得,均用试验确定,且主要取决于 泵的结构型式),泵的气蚀余量过大会造成泵抗气 蚀性能降低。另外由于系统本身布置时,5台搅拌 器均匀布置在吸收塔的同一圆周上,3台泵的吸入 口就布置在2台搅拌器之间,造成各台泵吸人口之 间的距离过小(只有1.5 m左右),泵的入口管径 为1.2 m,因此当3台泵同时运行时可能造成“抢 流”现象,使泵人口压力下降,还有吸收塔内的氧 化空气管和其中2台搅拌器就布置在循环泵吸人口
收稿日期:2吼)7—03-20
到报废的程度),甚至连泵壳也有局部的磨损,叶 轮远不能达到合同保证的使用周期(制造厂承诺的 使用周期为16 000 h),这严重影响了脱硫装置安 全连续运行的可靠性。
1浆液循环泵的选型及主要设计参数
FGD装置吸收塔浆液循环泵就其过流部件所 采用的耐蚀耐磨技术而言,世界上主要有两种方 案:一种是采用铸铁外壳,内衬橡胶技术的衬胶 泵;另一种是采用耐蚀耐磨合金制造泵的过流件, 即合金泵。两种技术方案互有优劣,采用合金泵, 虽初期投入成本较高,但泵装置运行可靠性高,使 用寿命长,检修维护方便,另外,从国外实施烟气 脱硫的经验来看,使用合金泵的也较多,基于这些 因素考虑,沙角c电厂最终确定采用奥地利某公 司生产的合金泵方案。循环泵的主要设计参数见表
Absh州:The wear of absorber slIIrry rec打culati彻pumps k introduced,which operated less than 4()()【)h in山c wet
1imcstone/gypsum nue g琳desuIfurization(FGD)system for 660 Mw coa】一fired uni堪in sha如ao c Power station.upon analys括·it扭conclude that cavitation k the main reason 0f the wear;jn addition,some fac协such as des远n flow of pumP, material of blade,er。ctiIlg西te of purnp and charactcr 0f slurry have an infl∞nce on the wear,In the cnd,∞mB piec鼯of
第20卷第9期 2(】()7年9月
广东电力 GuANGI)oNG E1.EcrRIc PowER
文章编号:1007.290x(2007)09.()()5(J.04
v01 20 No 9 sep 2【J(}7
沙角C电厂脱硫浆液循环泵磨损问题分析
谢权云1,曾庭华2
(1沙角c电厂,广东东莞523936;2.广东省电力试验研究所,广州51(】6()f))
介质温度/℃ 介质密度/(kg·m一3)
53 1 0511~11Im
介质氯离子的质量浓度/(kg·mq)
3 O(10
50 40
罨30
20 10
60呻
7 O∞
8000
9Im3 h-1)
9000
图1浆液循环泵的性能曲线
2浆液循环泵叶轮Hale Waihona Puke Baidu损及处理经过
3号FGD装置于2005年11月26日首次通烟 气后连续运行,在运行期间,通过对浆液循环泵发 出的声音和一些参数分析,怀疑3台循环泵均可能
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第9期
谢权云等:沙角c电厂脱硫浆液循环泵磨损问题分析
1,其使用材质为:涡壳(外壳)1.446,叶轮 1.4517M,轴cK45/Cr40,轴承座GG25,机械密 封sic/1.4462。循环泵的性能曲线见图1。
表1循环泵的主要设计参数
项目
参数
型号 型式
Ks800.850S 离心式
进(出)口管径 3台泵的叶轮直径/mm
advlce眦put up to prevem the wear of sIurry recirculation p啪ps.
K≈y words:slurry rccirculatiOn pump;abrasion;fI嘴gas d舒ulfurizatiOn(FG_D)l a吣0rber;cavitation
b)采用前置诱导轮,使液流在前置诱导轮中 提前做功,以提高液流捱力。
c)采用双吸叶轮,让液流从叶轮两侧同时进 入叶轮,使进口截面增加一倍,进口流速就可减 少5()%。
d)设计工况采用稍大的正冲角,可增大叶片 进口角,减小叶片进口处的弯曲,增大进口面积, 从而减小叶片阻塞。但正冲角不宜过大,否则影响 泵的效率。
的附近位置,这些因素都加大了循环泵发生气蚀现 象的可能。
吸收塔内循环的浆液是固液双帽流介质,浆液 中的主要固体成分为石膏晶体和少量的石灰石、惰 性物质等,质量浓度为15%~2【)%左右;浆液为 酸性混合物,运行pH值在4.5~6.o之间,浆液 中氯离子的质量浓度一般在20~60 g/一之间,因 此,浆液本身的特性(酸性、存在颗粒及氯离子)会 造成循环泵叶轮的磨损和腐蚀,浆液循环泵过流部 件材料的耐腐蚀和耐磨损性能是决定该泵使用寿命 的重要指标。
类似工程吸收塔策液循环泵的设计选型提供参考。
关键词:策液循环幕;磨损#烟气脱硫;吸收塔;气蚀
中图分类号:TM621.7;TH31
文献标志码:B
Analysis of Slun.y RecircuIation Pump Wearing in Shajiao C Power Station
XIE oLIan—yllnl,ZEN0 Ting-h吼2 (1.shajiao c Power station,D伽ggllaIl,Guallgdong 523936,chilla;2 Guangdong Pdwer Tcst and Research Inst GIla“gzhou 51()6㈣,China)
存在比较严重的气蚀现象。浆液循环泵厂家服务人 员检查分析后亦认同这一观点,认为这些泵发生气 蚀的主要原因是泵设计的流量过大造成的(浙江浙 大网新科技股份有限公司新提供的循环泵设计流量 为8 100一/h,最大流量为9 ooo m3/h,制造厂 设计时在9 000 d/h的基础上又加大了10%左右 的余量),泵实际运行工况严重偏离了设计工况。 因此在2006年1月7日3号FGD装置由于其它设 备故障退出运行期间,拆下3B浆液循环泵并运输 到奥地利公司在中国的合作工厂检查,这时就发现 该泵叶轮已有一定磨损。2006年2月20日3号 FoD系统停运消缺时,该装置3台浆液循环泵全 部返厂处理,泵解体后检查发现,3台浆液循环泵 的叶轮已磨损得较严重,特别是叶轮根部位置,有 些地方已磨穿,另外泵壳也有一定的磨损。根据厂 家的处理建议,把磨损后的叶轮补焊修复后再切削 部分叶轮,以降低泵的流量,这样就可防止泵发生 严重的气蚀。A,B循环泵按此方案处理后于3月 30日投人运行,而C循环泵的叶轮由于磨损过于 严重已报废,更换一个经切削后的新叶轮于4月 15日投入运行。厂家服务人员对重新投入运行的 泵进行现场检查后认为其气蚀现象已基本消除,不 会再有快速磨损了。
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谢权云等:沙角c电厂脱硫浆液循环泵磨损问题分析
e)采用抗气蚀性能好的材料。实践证明,材 料的强度、硬度和韧性越高,化学稳定性越好,其 抗气蚀的性能就越强。 4 1.2改变吸入装置提高抗气蚀能力的措施
沙角c电厂3×660 Mw发电机组配套的烟气 脱硫(FGD)装置采用石灰石/石膏湿法脱硫T艺, 由浙江浙大网新科技股份有限公司设计并供货(意 大利IDRE(=o公司提供技术支持),一炉一塔,每 个吸收塔布置三层喷淋层(3台浆液循环泵分别供 给),5个侧进式搅拌器均匀布置在吸收塔的同一 圆周上,设计在BMcR工况2 395 655一/h烟气 量(标准状态,湿基实际含氧量)、人口s02的质量 浓度在1 089 m∥m3(标准状态,干基,氧的体积 分数为6%)时,脱硫率大于9()%。3台脱硫装置 分别于2()05年12月23日、2006年6月16日及 10月12日全部通过168 h试运行。相关的运行指 标均满足合同要求。但是FGD装置的关键设 备——吸收塔浆液循环泵却存在严重问题:实际运 行不到4 ooo h其叶轮已磨损得相当严重(差不多
摘要:介绍了沙角C电厂66()Mw燃煤机组配套的石灰石/石膏湿法烟气脱硫(FGD)装置的关键设备——吸收塔
浆液循环泵运行不到4(Mm h的磨损情况,分析认为气蚀是造成循环泵叶轮严重磨损的主要原因,另外泵的设计
流量、叶轮材料、安装位置厦浆液特性等对磨损也有一定影响。最后提出了防止循环泉磨损的建议措施,可给
DN8【N)(DN8(M).PNlO) ∞7,845。852
3台泵的扬程H/m
21 0.22.7.24.4
3台泵的效率/%
85,85 3。86
泵转速/(r·min‘1)
665
泵流量/(m3.h一’)
81(X)
最大流量/(m3·h 1)
泵气蚀余量△hmm/m
装置气蚀余量△^N附n/m
9 000 95
>10
然而2006年8月28日3号FGD装置停运检 查时,拆开3C浆液循环泵后却再次发现其叶轮磨 损严重的情况,相继拆下的A泵、B泵叶轮也已 严重磨损,磨损情况如图2所示。经详细检查发 现:经过叶轮进口边的叶片磨损较严重,叶片出口 边表面有沟槽状,痕迹方向与介质流动方向一致, 前盖板进口处有成片状的尺寸较大的凹坑,部分位 置有穿孔;耐磨环叶轮侧磨损严重,表面有明显沟 槽状破坏痕迹,痕迹方向与介质流动方向一致,耐 磨环内圆直径增大约8 mm;泵壳整体完好,流道 区域未见明显磨损,在易损件耐磨环附近发现有沟 槽状破坏痕迹,痕迹方向与介质流动方向一致。对 此厂家认为这批叶轮已不适宜使用,而应该使用类 似材质且经特殊硬化处理过的叶轮(叶轮表面镀陶 瓷)。因此将3号FGD装置的3台浆液循环泵全部 更换成厂家重新提供的经硬化处理过的叶轮。但此 处理方案并投有就如何消除泵的气蚀现象采取进一 步措篪,因此是否可行,还有待运行时间的考验。 1号、2号FGD装置的浆液循环泵使用的是经切
在循环泵叶轮被严重磨损后,泵制造厂家的处 理方法值得商榷,因为切削部分叶轮只是一定程度 上降低了泵的流量和扬程,并没有从根本上解决泵 发生气蚀的问题,第二次处理时也只是简单地对叶 轮表面作硬化处理。因此若没有真止消除泵存在的 气蚀现象,叶轮的使用寿命也将同样得不到保证。
4防止循环泵叶轮磨损的建议措施
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