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湿法石灰石石膏烟气脱硫泵的选材及选型

发布时间:2020-06-12 18:56

  湿法石灰石石膏烟气脱硫泵的选材及选型_哲学/历史_人文社科_专业资料。2006 年 2 月 22 卷 1 期 电 力 环 境 保 护 第 第 湿法石灰石/ 石膏烟气脱硫泵的选材及选型 The ma

  2006 年 2 月 22 卷 1 期 电 力 环 境 保 护 第 第 湿法石灰石/ 石膏烟气脱硫泵的选材及选型 The material and type selection of wet FG pump D 杨育慧1 ,饶思泽1 ,李落成2 ( 11 襄樊五二五泵业有限公司 ,湖北 襄樊 441021 ;21 重庆发电厂 ,重庆 430053) 摘要 : 简述了湿法烟气脱硫生产中浆液的性质 ,并根据浆液特点阐述了耐磨耐蚀泵的选材与选型 ,为湿法石灰石/ 石膏烟气脱硫浆液输送泵的研发提供参考 。 关键词 : 湿法脱硫 ; 脱硫泵 ; 选材 ; 选型 ro sion2re sisting pump is discussed. 项 目 -3 “十一五” 期间 , 在国家支持脱硫环保产业政策 的引导下 ,火电厂将从 SO2 排放总量和排放浓度两 个方面进行技术改造 , 加大脱硫力度 。根据国家的 强制规定 ,通过国家发改委审批的新建火电厂 ,燃煤 硫分在 0. 7 %以上的 , 必须安装烟气脱硫设施 。这 项政策将使得 80 %以上的新建电厂需要安装脱硫 装置 。从目前国内安装的脱硫装置来看 , 湿法石灰 石/ 石膏脱硫工艺约占 80 % 。该工艺技术成熟 , 运 行可靠 ,脱硫效率高 , 煤种适应性强 , 适用于大容量 水/ % CaSO4? 2O/ % 2H CaCO3/ % 其他固体/ % 总含固量/ % Cl / % - 工作温度/ ℃ 密度/ kg? m pH 值 粘度 (nomal/ max) / mPa? s 2 泵的材质 针对烟气脱硫浆液氯离子含量高 , 含固量大的 特点 , 脱硫泵的选材思路主要有两种 : 以 KSB 为代 表的全金属和以 WARMAN 为代表的天然橡胶加金 属。 20 Abstract : The slurry characteristic s of wet F GD are de scribed. The material and type seletion of wear re sisting and cor 2 Key words :wet de sulfurization ; de sulfurizaton pump ; material selection ; type selection 中图分类号 :TQ051. 21 文献标识码 :B 文章编号 :1009 - 4032 (2006) 01 - 0020 - 02 机组 ,采用的脱硫剂石灰石价格低廉 ,易得 。在该脱 硫系统中 ,泵是输送浆液的主要设备 ,由于输送介质 的特殊性 ,泵的选型和选材显得特别重要 。 1 浆液成分 在湿法脱硫工艺中 , 输送的介质中主要有石灰 石浆液 、 石膏浆液 、 滤液水 、 工艺水等 ,这几类介质的 部分物化性质见表 1 。 表 1 石灰石湿法脱硫系统中泵送介质的物化特性 石膏浆液 80. 00 14. 85 0. 39 4. 76 石灰石浆液 70. 00 0. 34 废水 滤液水 92. 9 1. 70 4. 00 1. 40 石膏漩流器底流 45. 00 49. 55 1. 02 4. 43 92. 94 2. 03 0. 17 4. 86 27. 26 2. 40 ≥ 30 ≥ 20 ≤ 8 ≤ 8 ≥ 50 6. 00 50 6. 00 50 2. 00 2. 00 6. 00 48. 9 1040 48. 9 1050 48. 9 1470 1230 1150 60/ 70 5~8 125/ 150 5~8 20/ 30 5~8 10. 6/ 20 5~8 126. 5/ 140 5~8 襄樊五二五泵业有限公司是全金属泵的典型代 表 。该公司在 20 世纪 80 年代就独家引进了法国 J ? S 公司耐蚀耐磨泵的生产制造技术和 H? 公司的特 S 种耐蚀耐磨合金材料的冶炼铸造技术 , 在耐蚀耐磨 材料的开发 、 高效水力设计 、 泵结构设计以及密封技 术开发等方面有独到之处 。针对烟气脱硫浆液的介 2006 年 杨育慧等 : 湿法石灰石/ 石膏烟气脱硫泵的选材及选型 1 期 第 质特点和国内脱硫行业成功用材经验 , 公司对引进 材质进行了技术改进 : ① 在原 Cr30 的基础上加入了 Ni 和 Cu 元素 ,提高了抗氯离子腐蚀的性能 , 改进后 材料的企业代号为 Cr30A 。该材质具有良好的耐腐 蚀耐磨蚀性能 ,由于其硬度较高 ,被广泛应用于制造 浆液泵的旋转件叶轮及与其配合的前后护板等零 件 ,但因其含 Cr 和 C 量高 ,脆性大 ,有较大的开裂倾 向 ,不适合于生产较大的铸件 , 如循环泵的泵体等 。 ② 在原 2605 材料的基础上 ,将碳含量降至超低碳范 围 ( 0. 03 %以下 ) ; 提高 Mo 含量 , 使 Mo 元素富集于 靠近基体的钝化膜中 ,提高了膜的稳定性 ,并显著提 高了双相不锈钢耐孔蚀性能 , 特别是钝化膜中的 MoO2 ,在低 pH 值 、 高浓度氯化物条件下对钢有良好 的保护性 ; 加入 N 元素 ,提高奥氏体的孔蚀抗力 , 从 而提高整个材料的孔蚀抗力 。而且 ,N 元素能显著 改善材料的力学性能 , 促进相平衡 , 消除因 Mo 含量 提高造成材料脆性倾向增大的不利影响 。改进后材 料的企业代号为 2605N ,其孔蚀抗力当量值大于 40 。 由于该材料既有较好的耐腐蚀耐磨蚀性能 , 又有较 好的强度与韧性 , 故用以制造承受液体压力及管线 外力的泵体零件 ,在保证泵体长寿命的基础上 ,同时 保证泵的安全性 。 天然橡胶 + 金属泵在国内也有相应的代表厂 家 ,采用何种材质主要是由泵生产厂家的生产技术 路线决定的 。就脱硫介质的耐腐蚀耐磨蚀性来说 , 某些特种金属材料的综合性能远大于天然橡胶 , 这 也是要用天然橡胶 + 金属的原因 。一般来说 ,叶轮 , 前后耐磨板用金属 , 泵体用天然橡胶 。天然橡胶的 优势是成本低廉 ,可随时更换 ; 缺点是易被吸收塔内 壁剥落的垢层碎片及其他异物划破 , 并导致汽蚀破 坏 ; 更换橡胶时需拆卸管线 , 工作量较大 , 人工费较 高 ;另外 ,由于橡胶自身的弹性要吸收部分能量 , 故 效率略有下降 。 综上所述 , 全金属和天然橡胶 + 金属材料在实 际使用中各有优缺点 , 全金属成本高 , 一次性投入 大 ,但使用维护成本低 ,全寿命期间单位使用成本较 低 。天然橡胶 + 金属所采用的橡胶成本低廉 , 所以 一次性投入小 ,但较易损坏 ,维护费用较高 。 为实现浆液的高效泵送 , 必须采用基于双相流理论 的水力设计 。泵选型时既要考虑叶轮的流道宽度即 固体颗粒的通过能力 ,又要考虑泵体壁厚 、 叶轮叶片 的厚度即抗耐磨能力 ,还要考虑泵的转速 ( 泵的磨蚀 与泵转速的三次方成正比 ) 。基于以上几个方面的 考虑 ,脱硫泵的泵体 、 叶轮叶片的厚度一定要大 , 叶 轮的流道要宽 、 ,转速要低 ,尽量小于 2 000 r/ min 。 短 有的公司采用了我国 20 世纪 70 年代独立设计 的清水泵并对其改型用于浆液的输送 , 主要是打开 叶轮的前泵盖来增加固体颗粒的通过能力 ; 增大轴 径来适应重荷载 。但由于清液泵和固液两相泵是完 全不同的设计路线 , 固液两相泵要兼顾泵送效率和 固体的磨蚀 ,叶片较厚 ; 清液泵主要强调的是单一的 效率 ,其叶片扭曲严重 , 流道较长 , 叶片进口较薄并 尽量前伸 ,泵体壁薄 ,只能输送含固量在 5 %以下的 浆液 ,不适用于含固量较大浆液的输送 。 以上两种泵型的耐磨耐蚀性能已经在工程实践 中得到了较好的验证 , 特别是在典型的高效磷复肥 生产中 ,经过多年的耐磨耐蚀检验 ,表明改型泵只能 用于含固量在 5 %以下的浆液输送 。 4 结语 湿法石灰石/ 石膏脱硫系统中泵设备的材质不 仅要有良好的抗应力腐蚀和点腐蚀性能 , 还要具有 较高的硬度和抗磨蚀性能 。百家了稳赢打法,泵型要采用双相流泵 , 这种泵型能适合输送较高含固量的介质 。 由于我国的湿法石灰石/ 石膏脱硫泵设备国产 化起步较晚 ,再加上建设工期长和环保政策的影响 , 新建成的湿法脱硫装置多数处于摸索和试运行阶 段 ,设备运行的好与坏在目前状态下难以得出结论 。 而我国的几大脱硫示范工程已连续稳定运行多年 , 在设备的国产化方面积累了一些成功的经验 。重庆 发电厂采用德国技术的湿法烟气脱硫系统于 2000 年投入运行 ,2003 年末 ,某一工位石膏浆液泵损坏 , 某泵厂为其提供的泵在该工位使用半个月后 ,腐蚀 、 磨蚀严重 ,不能满足工况要求 ,后来采用襄樊五二五 泵业公司的产品 ,经过将近两年的工业运行考核 ,完 全满足要求 ,达到了同期进口产品的水平 。 收稿日期 :2005211207 ; 修回日期 :2005212207 3 泵的选型 由于烟气脱硫浆液含固量高 ,是固液两相流体 , 作者简介 : 杨育慧 (1967 - ) , 男 , 湖北钟祥人 , 高级工程师 , 主要 从事耐磨耐蚀泵的研究开发工作 。 21

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