德士古加壓水煤漿氣化裝置用泵

第45卷第6期備與管道Vol 45 No, 62008年12月PROCESS EQUIPMENT PIPINGDec.2008機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(jiǎn)單分析。關(guān)鍵詞:煤化工;氣化裝置;煤漿泵中圖分類(lèi)號:TQ0512文獻標識碼:B文章編號: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)濟效益。煤漿濃度/%58相對密度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)級氣化爐,同時(shí)采用國內開(kāi)m令度(m)/r操作壓力4.2MPa(G)級發(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對于德士古氣化核心技術(shù)除氣化爐及燒嘴外,根據上述煤漿濃度、黏度以及操作狀態(tài),煤漿泵其配套機泵復雜性和制造技術(shù)難度也是解決氣化裝基本形式為隔膜往復泵,一般采用雙缸雙作用和三置連續長(cháng)期穩定生產(chǎn)上的一個(gè)難點(diǎn)。引進(jìn)初期機泵缸單作用兩種。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)比較復雜,因此長(cháng)期以來(lái)煤就要花費大量外匯。我國制造廠(chǎng)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,對德士古漿泵基本依靠進(jìn)口,國外煤漿泵制造廠(chǎng)商主要是兩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(chǎng))目前尚還希望對高壓水煤20世紀90年代中期國內沈陽(yáng)有色冶金機械廠(chǎng)和上漿泵引進(jìn)外,其余均以國產(chǎn)機泵用于生產(chǎn),降低了成海大隆機器廠(chǎng)消化吸收引進(jìn)技術(shù)開(kāi)始研制低壓煤漿本,為國家節省大量外匯。泵,并在部分煤化工裝置上應用。易損件壽命也在逐步提高,其中沈陽(yáng)有色冶金機械廠(chǎng)研制高低壓煤1氣化裝置用泵初步解析中國煤化工1.1高、低壓水煤漿泵作者簡(jiǎn)CNMHG高級工程師。主要從某工程工藝參數如表1所示。事化機專(zhuān)業(yè)設計工作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)了中國機有自清掃作用,但對于大直徑進(jìn)出口閥門(mén)也可以采械聯(lián)合會(huì )組織的專(zhuān)家鑒定。日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(chǎng)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(chǎng)等已有產(chǎn)品用于生產(chǎn)上。耐磨件,引進(jìn)泵這類(lèi)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域輸送用4000h,而對于輔助軟密封(一般采用丁腈橡膠)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(chǎng)在磨匹配。煤時(shí)控制煤粒均勻,并除去大顆粒,把軟密封節省不高壓煤漿泵是氣化爐核心設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,控制要求嚴格。由于進(jìn)口閥屬易損件,壽命短,從泵結構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)變頻調節技術(shù)的。荷蘭CEHO采用專(zhuān)門(mén)液壓部件拆卸閥座,而德德土古氣化爐對煤漿流量調節要求較高根據負國 FELDUWA采用特殊盒式設計閥門(mén),可在極短時(shí)荷變化及爐膛溫度變化都需要用調節煤漿流量來(lái)達間,無(wú)需拆卸周?chē)牧悴考凸艿?從側面快速拆裝到正常操作,且調節要具有一定的精度,通常引進(jìn)機更換整體閥門(mén)。組配置AB系列變頻器,其靜態(tài)轉速精度為±(0.11.2鎖斗循環(huán)泵0.5)%,變頻器通過(guò)4~20mA線(xiàn)纜至DCS,可以顯工藝參數:示泵運行狀態(tài)信號(包括流量控制信號聯(lián)鎖停車(chē)信物料渣水(含固體顆粒10%-15%)號、電機電流信號、轉速信號和電機溫度指示等)。流量/(m3h1)33.5-40(2)定時(shí)定壓用液壓控制隔膜動(dòng)作揚程/m隔膜泵能否長(cháng)期穩定運行,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)機組采用PIC程序控制,配置專(zhuān)門(mén)液壓油鎖斗循環(huán)泵是氣化爐渣水進(jìn)鎖斗內,然后部分腔用液壓油控制隔膜開(kāi)啟程度,穩定操作,目前引進(jìn)渣水返回氣化爐循環(huán)用泵,結構特點(diǎn):由于進(jìn)口壓力機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程序控制是較復雜系統,基本程序如下泵的軸承必須特殊設計,要考慮到止推軸承完全承①控制補液,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計,在平求偏差±1%)。設定補排液故障報警停車(chē)程序。衡軸向力的同時(shí)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,除加強軸承外,還建議在葉1倍)。超壓5%,PLC系統報警燈報警;超壓10%,輪前后蓋上開(kāi)設一定數量的平衡孔,泵進(jìn)口處和葉PLC系統聲響報警;超壓15%,PC系統使電機緊輪背部加置耐磨環(huán)來(lái)平衡分軸向力。急停車(chē),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系統控制液壓推進(jìn)油壓力。油壓低于05泵整體設計應大于泵進(jìn)口壓力+揚程,因此泵整體MPa(G)啟動(dòng)油泵大于1MPa(G)油泵緊急停車(chē)設計壓力必須大于7MPa(G)。鎖斗循環(huán)泵輸送含④潤滑油系統濾網(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。材料為主在結構上還要考慮相應采取措施,在葉輪3)進(jìn)出口閥門(mén)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(mén)通?？趶叫?流速高、磨損大,屬易磨蝕,泵轉速盡可能采用低轉速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制中國煤化工上進(jìn)行開(kāi)發(fā),對閥借助橡膠密封圈來(lái)保證達到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(chǎng)自行開(kāi)發(fā)工藝參數: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)泵軸封屬高壓機械密封范疇,已有部分結構物,同時(shí)含少量超越API682工作范圍,因此需考慮采用特殊設計NH3,H2S,CO2等)用高壓靜止式單端面機械密封,主密封材料(動(dòng)、靜溫度℃121環(huán))要具有高強度、高耐磨材料,目前一般國內的碳進(jìn)口壓力(G)MPa正常0.3,最大04化硅、石墨材料均不能適應高抗壓強度的要求宜采流量/(m3h)正常181,最大220用進(jìn)口的高強度特殊石墨、碳化硅材料。對這種狀揚程/m80況下的髙壓機械密封建議增置螺旋槽輔助密封,效對于上述參數流量Q≥100m3/h,揚程高于果會(huì )更佳。對于密封冷卻水系統采用外沖洗APP400m,選用高速勝達因泵,流量偏大,不適合應用,LAN32,整個(gè)裝置配有獨立高壓密封水泵,孔板等而一般結構臥式多級泵、平衡盤(pán)、平衡鼓存在著(zhù)維修分別注入有關(guān)泵內。工作量大事故多的問(wèn)題。國內某泵廠(chǎng)在煤化工用目前生產(chǎn)制造鎖斗循環(huán)泵的國內制造廠(chǎng)商有航泵問(wèn)題上對這類(lèi)泵采用臥式多級自平衡離心泵,外天部11所江蘇雙達泵業(yè)、湖北襄樊525廠(chǎng)等,其結筒體鍛造承受流體高壓軸向剖分,方便檢修,葉輪構都大同小異,但材質(zhì)選擇各有差異。采用背靠背,偶數葉輪來(lái)平衡泵整體軸向力這樣結1.3激冷水泵構使用效果好。工藝參數:1.5燒嘴冷卻水泵介質(zhì)含3%~5%固體顆粒。少量工藝參數: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揚程揚程進(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/℃臂重化工流程泵或者一般結構多級泵,也可以采用激冷水泵是一種氣化爐激冷室噴淋用水泵,流勝達因高速泵或者臥式高壓皮托管泵,選用時(shí)主要量大,揚程高,進(jìn)口壓力與鎖斗循環(huán)泵相同操作溫應綜合考慮其性?xún)r(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。結由業(yè)主選定。構設計可以與鎖斗循環(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泵整體設計壓力p;≥煤氣化用泵還存在一定數量渣水泵,其流量不82-8.5MPa(G),由于揚程高度達125m,不可能是太大揚程也不太高但固體顆粒均高達20%以采用低轉速,葉輪線(xiàn)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(lèi)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,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,若采用機械密封的話(huà),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.用靜止式機封,外沖流。平衡泵軸向力、徑向力,無(wú)疑是十分困難的國內某2結束語(yǔ)廠(chǎng)曾推出雙吸雙級泵用于激冷水泵,葉輪、導葉、機殼材料全部采用 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,是從設耐磨襯板簡(jiǎn)化了結構。其軸向力平衡主要靠雙級計角與守際應田右些差異,希望開(kāi)展研背靠背葉輪自身來(lái)平衡,效果較好。討YHa中國煤化工CNMHG