第45卷第6期備與管道Vol 45 No, 62008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(guó)天辰工程有限公司,天津300400)摘要:對(duì)德士古加壓水煤漿氣化裝置用泵進(jìn)行了初步解析,并對(duì)其國(guó)產(chǎn)化做了簡(jiǎn)單分析。關(guān)鍵詞:煤化工;氣化裝置;煤漿泵中圖分類號(hào):TQ0512文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B文章編號(hào):1009-3281(2008)06002803Pump 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 fabrication of this pump in China was described.Keywords: 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(lái)前后有十多套裝置順利投產(chǎn),趨于成熟,并獲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/%58相對(duì)密度12~1.252-1.25目前加壓水煤漿氣化爐已由直徑中2800mm,度/(mP,s700-3000700~3000操作壓力6.5MPa(G)級(jí)氣化爐,同時(shí)采用國(guó)內(nèi)開(kāi)m令度(m)/r操作壓力4.2MPa(G)級(jí)發(fā)展成直徑φ3200mm,輸80流量/(m3·h4)43-8543-85發(fā)的多噴頭燒嘴技術(shù),單臺(tái)氣化爐產(chǎn)能已可以與年進(jìn)口壓力(G)/MPa產(chǎn)360kU/a甲醇裝置相匹配。出口壓力(G)/MPa對(duì)于德士古氣化核心技術(shù)除氣化爐及燒嘴外,根據(jù)上述煤漿濃度、黏度以及操作狀態(tài),煤漿泵其配套機(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置連續(xù)長(zhǎng)期穩(wěn)定生產(chǎn)上的一個(gè)難點(diǎn)。引進(jìn)初期機(jī)泵缸單作用兩種。由于德士古氣化技術(shù)操作條件苛主要依靠進(jìn)口,其價(jià)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(zhǎng)期以來(lái)煤就要花費(fèi)大量外匯。我國(guó)制造廠為改變這種狀況經(jīng)過(guò)十余年努力,從消化吸收到自行研制,對(duì)德士古漿泵基本依靠進(jìn)口,國(guó)外煤漿泵制造廠商主要是兩氣化裝置用泵目前基本上可以國(guó)產(chǎn)化。除加壓水煤家,荷蘭GEHO煤漿泵和德國(guó) FELDUWA煤漿泵。氣化裝置業(yè)主(生產(chǎn)廠)目前尚還希望對(duì)高壓水煤20世紀(jì)90年代中期國(guó)內(nèi)沈陽(yáng)有色冶金機(jī)械廠和上漿泵引進(jìn)外,其余均以國(guó)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(kāi)始研制低壓煤漿本,為國(guó)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(yáng)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中國(guó)煤化工1.1高、低壓水煤漿泵作者簡(jiǎn)CNMHG高級(jí)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29漿泵在2007年下半年又有一些突破通過(guò)了中國(guó)機(jī)有自清掃作用,但對(duì)于大直徑進(jìn)出口閥門也可以采械聯(lián)合會(huì)組織的專家鑒定。日前高壓煤漿泵基本用板形或錐形閥。對(duì)于閥座、閥球、閥座加強(qiáng)圈材料上以引進(jìn)為主但國(guó)產(chǎn)低壓煤漿泵已加入到市場(chǎng)競(jìng)采用特殊耐磨金屬或陶瓷。要求硬度高的材料作為爭(zhēng)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4000h,而對(duì)于輔助軟密封(一般采用丁腈橡膠)使泵,壓力低,相對(duì)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(shí)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CEHO采用專門液壓部件拆卸閥座,而德德土古氣化爐對(duì)煤漿流量調(diào)節(jié)要求較高根據(jù)負(fù)國(guó) FELDUWA采用特殊盒式設(shè)計(jì)閥門,可在極短時(shí)荷變化及爐膛溫度變化都需要用調(diào)節(jié)煤漿流量來(lái)達(dá)間,無(wú)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AB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(guò)4~20mA線纜至DCS,可以顯工藝參數(shù):示泵運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)(包括流量控制信號(hào)聯(lián)鎖停車信物料渣水(含固體顆粒10%-15%)號(hào)、電機(jī)電流信號(hào)、轉(zhuǎn)速信號(hào)和電機(jī)溫度指示等)。流量/(m3h1)33.5-40(2)定時(shí)定壓用液壓控制隔膜動(dòng)作揚(yáng)程/m隔膜泵能否長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行,隔膜壽命是一個(gè)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(kāi)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(shí)間恒定,波動(dòng)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(bào)警停車程序。衡軸向力的同時(shí)平衡部分徑向力。②超壓報(bào)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%,PLC系統(tǒng)報(bào)警燈報(bào)警;超壓10%,輪前后蓋上開(kāi)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(bào)警;超壓15%,PC系統(tǒng)使電機(jī)緊輪背部加置耐磨環(huán)來(lái)平衡分軸向力。急停車,用時(shí)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(dòng)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(rùn)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(bào)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(lái)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(guó)內(nèi)制中國(guó)煤化工上進(jìn)行開(kāi)發(fā),對(duì)閥借助橡膠密封圈來(lái)保證達(dá)到100%密封效果,同鎖斗循CNMH(入離心泵形式制時(shí)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1Cn3,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")、06Crl8N4Mo或制造廠自行開(kāi)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(shí)含少量超越API682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(dòng)、靜溫度℃121環(huán))要具有高強(qiáng)度、高耐磨材料,目前一般國(guó)內(nèi)的碳進(jìn)口壓力(G)MPa正常0.3,最大04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(duì)這種狀揚(yáng)程/m80況下的髙壓機(jī)械密封建議增置螺旋槽輔助密封,效對(duì)于上述參數(shù)流量Q≥100m3/h,揚(yáng)程高于果會(huì)更佳。對(duì)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(gè)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(jí)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(wèn)題。國(guó)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(guó)內(nèi)制造廠商有航泵問(wèn)題上對(duì)這類泵采用臥式多級(jí)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(lái)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/(m3·h-)82~90揚(yáng)程揚(yáng)程進(jìn)口壓力(G)MPa正常64,最大6.7對(duì)于此泵用于燒嘴冷卻,泵型可以采用單級(jí)懸泵送溫度/℃臂重化工流程泵或者一般結(jié)構(gòu)多級(jí)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(shí)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(jià)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(jí)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%以采用低轉(zhuǎn)速,葉輪線速度高,對(duì)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CD4MnCu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(duì)于大流量激冷水泵,單級(jí)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(wú)疑是十分困難的國(guó)內(nèi)某2結(jié)束語(yǔ)廠曾推出雙吸雙級(jí)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(lái)抗磨,無(wú)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(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)。其軸向力平衡主要靠雙級(jí)計(jì)角與守際應(yīng)田右些差異,希望開(kāi)展研背靠背葉輪自身來(lái)平衡,效果較好。討YHa中國(guó)煤化工CNMHG