第45卷第6期化工設(shè)2008年12月PROCESS EQUIPMENT& PIPINGDec.2008機(jī)橄與密封德士古加壓水煤漿氣化裝置用泵朱俊豪,周杰(中國天辰工程有限公司,天津300400)摘要:對德士古加壓水煤漿氣化裝置用泵進(jìn)行了初步解析,并對其國產(chǎn)化做了簡單分析。關(guān)鍵詞:煤化工;氣化裝置;煤漿泵中圖分類號:TQ051.2文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B文章編號:1009-3281(2008)0640028403Pump Used in Texaco Pressurized Water andCoal Slurry Gasification PlantZHU Jun-hao. ZHoU JieChina Tianchen Engineering Co. Lud., Tianyin 300400, China)Abstract: In this article, the pump used in Texaco pressurized water and coal slurry gasification plant was analyzed and the fabrica-tion of this pump in China was describedKeywords: coal chemical industry: gasification plant; coal slurry pump德士古加壓水煤漿氣化裝置,在煤化工領(lǐng)域近表1工藝參數(shù)十年來前后有十多套裝置順利投產(chǎn),趨于成熟,并獲目高壓水煤漿泵低壓水煤漿泵得良好經(jīng)濟(jì)效益。煤漿濃度/%相對密度2-1.25目前加壓水煤漿氣化爐已由直徑φ2800mm黏度/(mPa·s)00-3000700~3000操作壓力4.2MPa(G)級發(fā)展成直徑中3200mm,輸送溫度(ms)/℃操作壓力65MPa(G)級氣化爐,同時采用國內(nèi)開P值7-9流量/(m3·h2)43~85發(fā)的多噴頭燒嘴技術(shù),單臺氣化爐產(chǎn)能已可以與年進(jìn)口壓力(G)/MPa微正壓產(chǎn)360kU/a甲醇裝置相匹配。出口壓力(G)/MF對于德士古氣化核心技術(shù)除氣化爐及燒嘴外,操作狀其配套機(jī)泵復(fù)雜性和制造技術(shù)難度也是解決氣化裝基本形式為隔膜往復(fù)泵,一般采用雙缸雙作用和三缸單作用兩種。由于德士古氣化技術(shù)操作條件苛主要依靠進(jìn)口,其價格昂貴,每年單因備品配件進(jìn)口刻,加上煤漿泵制造技術(shù)比較復(fù)雜,因此長期以來煤就要花費(fèi)大量外匯。我國制造廠為改變這種狀況,漿泵基本依靠進(jìn)口,國外煤漿泵制造廠商主要是兩經(jīng)過十余年努力,從消化吸收到自行研制,對德士古氣化裝置用泵目前基本上可以國產(chǎn)化。除加壓水煤家,荷蘭GEHO煤漿泵和德國 FELDUWA煤漿泵。氣化裝置業(yè)主(生產(chǎn)廠)目前尚還希望對高壓水煤20世紀(jì)90年代中期國內(nèi)沈陽有色冶金機(jī)械廠和上漿泵引進(jìn)外,其余均以國產(chǎn)機(jī)泵用于生產(chǎn)降低了成海大隆機(jī)器廠消化吸收引進(jìn)技術(shù)開始研制低壓煤漿本,為國家節(jié)省大量外匯。泵,并在部分煤化工裝置上應(yīng)用。易損件壽命也在逐步提高,其中沈陽有色冶金機(jī)械廠研制高低壓煤1氣化裝置用泵初步解析收稿日期:200808-111.1高、低壓水煤漿泵作者簡介:朱俊豪(1941-),男,浙江蕭山人,高級工程師。主要從某工程工藝參數(shù)如表1所示。事化機(jī)專業(yè)設(shè)計(jì)工作08年12月朱俊豪,等,德士古加壓水煤漿氣化裝置用泵漿泵在2007年下半年又有一些突破通過了中國機(jī)有自清掃作用,但對于大直徑進(jìn)出口閥門也可以采械聯(lián)合會組織的專家鑒定。目前,高壓煤漿泵基本用板形或錐形閥。對于閥座、閥球、閥座加強(qiáng)圈材料上以引進(jìn)為主,但國產(chǎn)低壓煤漿泵已加入到市場競采用特殊耐磨金屬或陶瓷。要求硬度高的材料作為爭的行列,重慶水泵廠等已有產(chǎn)品用于生產(chǎn)上。耐磨件,引進(jìn)泵這類易損件的壽命一般大于3500~低壓煤漿泵主要是磨煤和水煤漿區(qū)域輸送用400h,而對于輔助軟密封(一般釆用丁腈橡膠)使泵,壓力低,相對要求低一些,但必須與高壓煤漿泵用壽命只有2000h,因此,目前有部分生產(chǎn)廠在磨匹配。煤時控制煤粒均勻,并除去大顆粒,把軟密封節(jié)省不高壓煤漿泵是氣化爐核心設(shè)備,主要向燒嘴提裝使用效果也較好供噴霧燃燒用高壓煤漿壓力高,控制要求嚴(yán)格。由于進(jìn)口閥屬易損件,壽命短,從泵結(jié)構(gòu)上考慮煤漿泵基本技術(shù)要點(diǎn):快捷拆裝閥、閥座,不停泵更換易損件是十分必要(1)變頻調(diào)節(jié)技術(shù)的。荷蘭GEHO采用專門液壓部件拆卸閥座,而德德土古氣化爐對煤漿流量調(diào)節(jié)要求較高根據(jù)負(fù)國 FELDUWA采用特殊盒式設(shè)計(jì)閥門,可在極短時荷變化及爐膛溫度變化都需要用調(diào)節(jié)煤漿流量來達(dá)間無需拆卸周圍的零部件和管道,從側(cè)面快速拆裝到正常操作,且調(diào)節(jié)要具有一定的精度通常引進(jìn)機(jī)更換整體閥門組配置ABB系列變頻器,其靜態(tài)轉(zhuǎn)速精度為±(0.11.2鎖斗循環(huán)泵0.5)%,變頻器通過4~20mA線纜至DCS,可以顯工藝參數(shù):示泵運(yùn)行狀態(tài)信號(包括流量控制信號、聯(lián)鎖停車信物料渣水(含固體顆粒10%-15%)號電機(jī)電流信號轉(zhuǎn)速信號和電機(jī)溫度指示等)。流量/(m3·h)335-40(2)定時定壓用液壓控制隔膜動作揚(yáng)程/m隔膜泵能否長期穩(wěn)定運(yùn)行,隔膜壽命是一個很進(jìn)口壓力(G)MPa6.68重要因素。隔膜死角積累固體顆粒,易造成隔膜破進(jìn)口溫度/℃50~110(max220℃)壞,引進(jìn)機(jī)組采用PIC程序控制,配置專門液壓油鎖斗循環(huán)泵是氣化爐渣水進(jìn)鎖斗內(nèi),然后部分腔用液壓油控制隔膜開啟程度,穩(wěn)定操作,目前引進(jìn)渣水返回氣化爐循環(huán)用泵,結(jié)構(gòu)特點(diǎn):由于進(jìn)口壓力機(jī)組采用丁腈橡膠隔膜壽命保證在10000h以上,為6.68MPa(G)屬高吸入壓力離心泵。實(shí)際可以運(yùn)行15000~20000h泵進(jìn)口壓力高,葉輪處承受軸向力、徑向力高PLC程序控制是較復(fù)雜系統(tǒng),基本程序如下泵的軸承必須特殊設(shè)計(jì),要考慮到止推軸承完全承①控制補(bǔ)液排液時間恒定波動小(德士古要受起巨大軸向力,另外最好考慮到雙流道設(shè)計(jì),在平求偏差±1%)。設(shè)定補(bǔ)、排液故障報警停車程序。衡軸向力的同時平衡部分徑向力。②超壓報警(恒定值,最高壓力為額定壓力1為平衡泵的軸向力除加強(qiáng)軸承外,還建議在葉1倍)。超壓5%,PC系統(tǒng)報警燈報警;超壓10%,輪前后蓋上開設(shè)一定數(shù)量的平衡孔,泵進(jìn)口處和葉PLC系統(tǒng)聲響報警;超壓15%,PLC系統(tǒng)使電機(jī)緊輪背部加置耐磨環(huán)來平衡分軸向力。急停車,用時安全閥迅速卸壓。泵進(jìn)口壓力高,泵殼、泵蓋等均屬于受壓元件。③PLC系統(tǒng)控制液壓推進(jìn)油壓力。油壓低于05泵整體設(shè)計(jì)應(yīng)大于泵進(jìn)口壓力+揚(yáng)程,因此泵整體MPa(G)啟動油泵大于1MPa(G)油泵緊急停車。設(shè)計(jì)壓力必須大于7MPa(G)。鎖斗循環(huán)泵輸送含④潤滑油系統(tǒng)濾網(wǎng)處壓力大于0.35MPa(G)10%-15%固體顆粒渣水,泵主要材質(zhì)必須以耐磨報警、檢查。材料為主在結(jié)構(gòu)上還要考慮相應(yīng)采取措施,在葉輪(3)進(jìn)出口閥門人口處泵蓋上和葉輪背部泵后蓋上嵌裝耐磨板來抗進(jìn)出口閥門通常口徑小流速高磨損大,屬易磨蝕泵轉(zhuǎn)速盡可能采用低轉(zhuǎn)速1450r/min。目前損件。一般采用帶有金屬密封和輔助軟密封的球國內(nèi)制造廠在消化吸收引進(jìn)泵基礎(chǔ)上進(jìn)行開發(fā),對閥,借助橡膠密封圈來保證達(dá)到100%密封效果同鎖斗循環(huán)泵基本上以臥式單級高吸入離心泵形式制時使磨損減少到最低程度,球閥有利于介質(zhì)流通具造,泵體材料為1Crl3,葉輪為耐磨材料,泵進(jìn)口處化工設(shè)備與管道第45卷第6期和泵后蓋安裝耐磨材料部分,一般耐磨材料為高鎳14高壓灰水泵鑄鐵(硬質(zhì)鎳1")、06Crl8N4M或制造廠自行開發(fā)工藝參數(shù):的耐磨合金。介質(zhì)灰水(含少量固體顆粒洗滌水另外鎖斗循環(huán)泵軸封屬高壓機(jī)械密封范疇,已有部分結(jié)構(gòu)物,同時含少量超越AP682工作范圍,因此需考慮采用特殊設(shè)計(jì)NH3,H2S,CO2等)用高壓靜止式單端面機(jī)械密封,主密封材料(動、靜溫度/℃環(huán))要具有高強(qiáng)度、高耐磨材料,目前一般國內(nèi)的碳進(jìn)口壓力(G)MPa正常0.3,最大0.4化硅、石墨材料均不能適應(yīng)高抗壓強(qiáng)度的要求宜采流量/(m3h-)正常181,最大220用進(jìn)口的高強(qiáng)度特殊石墨、碳化硅材料。對這種狀揚(yáng)程/m況下的高壓機(jī)械密封建議增置螺旋槽輔助密封,效對于上述參數(shù)流量Q≥100m3/h,揚(yáng)程高于果會更佳。對于密封冷卻水系統(tǒng)采用外沖洗APP400m,選用高速勝達(dá)因泵,流量偏大,不適合應(yīng)用,LAN32,整個裝置配有獨(dú)立高壓密封水泵,孔板等而一般結(jié)構(gòu)臥式多級泵、平衡盤、平衡鼓存在著維修分別注入有關(guān)泵內(nèi)。工作量大事故多的問題。國內(nèi)某泵廠在煤化工用目前生產(chǎn)制造鎖斗循環(huán)泵的國內(nèi)制造廠商有航泵問題上對這類泵采用臥式多級自平衡離心泵,外天部11所、江蘇雙達(dá)泵業(yè)、湖北襄樊525廠等,其結(jié)筒體鍛造,承受流體高壓,軸向剖分,方便檢修,葉輪構(gòu)都大同小異,但材質(zhì)選擇各有差異采用背靠背偶數(shù)葉輪來平衡泵整體軸向力這樣結(jié)1.3激冷水泵構(gòu)使用效果好。工藝參數(shù)1.5燒嘴冷卻水泵介質(zhì)含3%~5%固體顆粒。少量工藝參數(shù):NH3,H2S,CO2的循環(huán)用水介質(zhì)軟水流量/(m3h1)正常284,最大354流量/(m3h)揚(yáng)程/m揚(yáng)程/m進(jìn)口壓力(G)MPa正常64,最大6.7對于此泵用于燒嘴冷卻泵型可以采用單級懸泵送溫度/℃242臂重化工流程泵或者一般結(jié)構(gòu)多級泵,也可以采用激冷水泵是一種氣化爐激冷室噴淋用水泵流勝達(dá)因高速泵或者臥式高壓皮托管泵選用時主要量大揚(yáng)程高進(jìn)口壓力與鎖斗循環(huán)泵相同,操作溫應(yīng)綜合考慮其性價比,維修工作量,泵效率等,最后度高于200℃,因此也屬于高吸入壓力離心泵。結(jié)由業(yè)主選定構(gòu)設(shè)計(jì)可以與鎖斗循環(huán)泵相仿,單級中心支承重型1.6其他化工離心泵軸承要特別加強(qiáng),泵整體設(shè)計(jì)壓力p;≥煤氣化用泵還存在一定數(shù)量渣水泵,其流量不82-8.5MPa(G),由于揚(yáng)程高度達(dá)125m,不可能是太大揚(yáng)程也不太高但固體顆粒均高達(dá)20%以釆用低轉(zhuǎn)速,葉輪線速度高,對磨損不利好在輸送上,例:沉降槽底流泵、沉降槽給料泵等這類泵主要含固體顆粒渣水比鎖斗循環(huán)泵要低得多。殼牌氣化以耐磨為主,要選用渣漿泵,材料為高鉻鑄鐵泵轉(zhuǎn)工藝用泵,直接采用 CD4 MnCu雙相不銹鋼作為耐速盡可能考慮低轉(zhuǎn)軸封部分可以考慮副葉輪加填磨材料,也有采用與鎖斗循環(huán)泵相同的材料。料密封,若采用機(jī)械密封的話,主密封為硬硬,且宜另外對于大流量激冷水泵單級懸臂離心泵要用靜止式機(jī)封外沖流平衡泵軸向力徑向力,無疑是十分困難的國內(nèi)某2結(jié)束語廠曾推出雙吸雙級泵用于激冷水泵,葉輪、導(dǎo)葉、機(jī)殼材料全部采用 CD4 MnCu雙相不銹鋼來抗磨,無以上為德士古氣化裝置用泵初步剖析,是從設(shè)耐磨襯板簡化了結(jié)構(gòu)。其軸向力平衡主要靠雙級計(jì)角度出發(fā),可能與實(shí)際應(yīng)用有些差異,希望開展研背靠背葉輪自身來平衡效果較好討,尤其是生產(chǎn)廠的體會。