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湿法烟气脱硫工程浆液泵设计选型须注意问题 　　摘要 湿法烟气脱硫系统浆液泵普遍存在腐蚀、磨损严重、选型不合理等各种问题，以致影响浆液泵正常运行，进而降低了系统整体的可靠性运行。此文就浆液泵设计、选型过程中需要注意的各项问题进行展开论述、全面分析，以期为电厂脱硫系统浆液泵设计选型和浆液泵的实际改造工作提供可行性参考意见。 　　关键词 烟气脱硫；浆液泵；磨损；腐蚀；转速 　　中图分类号TH14 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）77-0164-02 　　1 概述 　　湿法烟气脱硫技术（FGD）因脱硫效率高、使用煤种范围广，在火力发电厂中得到了广泛地应用。火电厂虽在用泵输送具有磨蚀性的灰浆方面具有很多经验，然而FGD系统浆液的磨损性和腐蚀性却对浆液泵的成功应用提出了严峻挑战。在典型的FGD系统中，大多采用离心泵进行浆液的输送，其中包括：石灰石浆液的输送、石膏浆液的输送、废水的输送及事故浆液的输送。 　　2 输送浆液的特性 　　浆液的物理和化学特性如密度、氯离子含量、pH值、固体颗粒物尺寸等因素影响泵的材料和类型的选择。通常，脱硫浆液的pH值在5.5～6之间，温度20℃～50℃，密度范围1100 kg/m3～1400 kg/m3，浆液固体含量15%～35%，氯离子浓度约20 000ppm[1]。 　　密度高、腐蚀性强的固体颗粒物使叶轮和衬里的磨损速度加快，浆液中的大颗粒物和机械异物容易损坏泵组衬胶部件，浆液中氯离子含量对泵材料的选择也具有重要的影响。 　　3 浆液泵选型应注意的问题 　　3.1 浆液泵的材质选择 　　3.1.1 叶轮 　　如果电厂不是燃用双燃料（煤和油），天然橡胶通常性能很好，但是油分会使天然橡胶老化，受油污染的浆液会对天然橡胶造成危害。由于天然橡胶比合成橡胶软，所以它抗水利冲击的能力低。在软橡胶不能满足要求时，可以选择氯丁橡胶，但必须是加铅硫化橡胶。国外有些电厂试用过聚氨酯衬覆碳钢叶轮，但对使用的效果评价不一。 　　如果不能避免大颗粒物进入泵体，或者希望降低使用橡胶叶轮造成泵严重损坏的风险时，可以选用硬质合金叶轮。金属叶轮使用寿命长，可以通过适当的外形尺寸设计来获得最佳的水利效率。对低pH值、高氯离子含量的浆液可采用CD-4MCu和双相不锈铸钢。由于合金叶轮具有较好的防止机械损坏和耐化学腐蚀的性能，使得它可以在氯离子含量大于15 000mg/L的环境中使用，且具有较长的寿命和较高的可靠性[2]。 　　当流量过大或泵入口没有足够的净吸压头，或有较多气泡进入泵体时，泵的衬胶和金属部件将很快气蚀损坏。此外，浆液含固量较高（如30%）会明显缩短过流部件的使用寿命。细心选择衬胶叶轮泵的规格和在制造厂规定的温度、压力和流速范围内运行是很重要的。金属泵体价格比衬胶泵贵3倍左右，但由于使用寿命较长避免了频繁检修更换，整体性价比反而较高[3]。 　　3.1.2 泵壳及其前后护板 　　泵壳可以采用防腐、防剥蚀合金钢制造，也可衬以天然橡胶、氯丁橡胶、加铅硫化氯丁橡胶或者聚氨酯。泵壳的前后护板或通称防磨板，也是易磨损部件，尤其是前护板为甚。采用的材质一般与叶轮材质相同。近年来已有陶瓷和碳化硅防磨板，据介绍保证使用寿命24 000h，期望使用寿命大于100 000h。 　　3.2 浆液泵工艺设计应考虑的问题 　　3.2.1 泵的冲洗 　　如果浆液泵以及与其连接的管道需要较长时间停止运行，应及时排空泵和管道的浆液，还应用清水冲洗泵和管道，以清除其中无法排尽的浆液，防止叶轮被沉淀的石膏堵塞而无法正常启动。在泵出口管道上安装冲洗水管，泵启动前用压力水冲除泵壳中的沉淀物，可使泵顺利启动。 　　当吸收塔循环泵出口不设置关断阀时（喷淋塔一般如此），烟气会进入不运行的泵和管道中。烟气冷凝液具有很强的腐蚀性，pH值低于2.0，因此冲洗完毕后，应重新向泵注水，且注水高度应超过泵出口膨胀节，或超过泵出口附近管道上装有的压力表和冲洗管路，以防止泵内部组件、压力表隔膜和冲洗阀阀片与烟气接触而遭受腐蚀损坏，注入的水还可以起到稀释冷凝液的作用。吸收塔循环泵以外的其他浆液泵排水后无需再注水。 　　3.2.2 泵的转速 　　泵的转速对活动件（如叶轮）寿命的影响极大。因为磨损，泵的速度是有限的，特别是对输送高含固量浆液的泵，转速不应超过1 500rpm，吸收塔浆液循环泵转速应小于725rpm。这点不适用于非永久运行的泵（如用于事故浆液罐的泵），只有经验丰富的供货商才能选择设计适当的泵。 　　3.2.3 降低磨蚀和减少其他机械损坏 　　FGD系统中固体大颗粒物（如石膏垢）和机械异物可能损坏泵的衬里和叶轮。另外，在FGD系统的建设过程中，焊条等杂物往往会遗留在容器中以及设备检修时也常有一些废料未彻底清除，因此在泵的入口安装滤网来防止这种损坏是非常有用的，但