脱硫装置浆液循环泵异常诊断分析与优化运行.docx

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1、脱硫装置浆液循环泵异常诊断分析与优化运行目录1 .前言12 .脱硫循环泵的作用22. 1.概述23. 2.常见脱硫工艺24. 3.脱硫泵的选择35. 循环泵故障的原因分析36. 循环泵故障的处理方法34. 1.维护控制45. 2.运行控制45.浆液循环泵运行异常案例45. 1.情况介绍45. 2.故障情况55. 2.1.A浆液循环泵出口压力骤降，电流稳定55. 2.2.C浆液循环泵电流下降，出口压力升高65. 2.3.A、C浆液循环泵对脱硫效率贡献值不合逻辑85. 3.浆液循环泵问题分析95. 3.1.A浆液循环泵出口压力骤降、电流稳定问题分析105. 3.2.C浆液循环泵电流下降，出口压力升

2、高问题分析105. 3.3.A、C浆液循环泵对脱硫效率贡献值不合逻辑问题分析115. 4.建议116. 5.问题排查与处理127. 浆液循环泵的优化运行131 .前言石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统(FGD)被广泛应用于燃煤电厂，目前已经发展成为国内外最成熟、主导性的火电厂烟气脱硫工艺技术。据统计，我国已投产的火电厂脱硫装置中90%以上采用该工艺技术。浆液循环泵是FGD主要的核心设备之一，其运行状况不仅可以直接影响系统的脱硫效率，更与系统的能耗问题密切相关，其电耗占脱硫系统总电耗50%左右。目前大唐华东区域的电厂由于燃煤硫份均在1%左右，脱硫采用的超低改造方案均为：在入口烟道与第一层喷淋层之间新增

3、气流均布装置，并按照需要新增喷淋层与循环泵、改造喷淋层喷嘴为高效喷嘴，保证覆盖率达到300%,即可保证脱硫出口S2达到35mgm3的排放限值。脱硫装置的改造也伴随着浆液循环泵的电流、出口压力出现异常引起脱硫性能的下降。此外，在保证脱硫效果达到环保要求的前提下，浆液循环泵运行方式的优化控制对于脱硫系统具有重要的经济效益。2 .脱硫循环泵的作用2.1. 概述脱硫浆液循环泵是脱硫系统的重要组成部分，对锅炉尾气排放起着至关重要的作用，将吸收塔底部浆池内的15%浓度石膏浆液输送至螺旋喷嘴，每台脱硫循环泵对应一层喷嘴，使浆液通过喷嘴后尽可能的雾化与逆向的烟气发生化学反应吸收烟气中的S02,也使进入吸收塔内

4、部的烟气温度降低，以保护吸收塔内部的防腐材料不被高温烟气损坏。脱硫循环泵是钢铁、电力、环保等行业烟气治理、空气净化工程中不可或缺的通用机械设备，常见的脱硫循环泵可用作浆液输送泵、浆液排出泵、过滤器给料泵、吸收塔循环泵、回收泵等。2. 2.常见脱硫工艺1 .石灰石石膏法。石灰石膏法是较为常见的脱硫方式，使用氧化钙与水混合生成的氢氧化钙作为脱硫剂，吸收二氧化硫后的溶液中含有亚硫酸钙、硫酸钙等固体颗粒物。2 .双碱法。双碱法主要是脱硫和再生两个过程：脱硫是使用烧碱（氢氧化钠）或纯碱（碳酸钠）作为启动脱硫剂，吸收二氧化硫后生成亚硫酸钠、亚硫酸氢钠；再生过程是用氢氧化钙将亚硫酸钠还原成氢氧化钠，再打回脱

5、硫塔内循环使用，同时产生亚硫酸钙、硫酸钙等固体颗粒物。3 .镁法。镁法脱硫是使用氧化镁与水混合生成氢氧化镁作为脱硫剂，吸收二氧化硫气体后的溶液中含有亚硫酸镁及硫酸镁等固体颗粒物。4 .氨法。氨法脱硫由氨（液氨、氨水或碳钱）与二氧化硫、水反应，生成亚硫酸钱和硫酸钱等固体颗粒物。2.3.脱硫泵的选择不管是何种脱硫工艺，都会产生固体颗粒物，所以选泵需要考虑磨蚀性，泵轴密封需要耐颗粒。一般脱硫泵的衬里材质推荐使用超高分子量聚乙烯，其不仅耐常见介质的腐蚀，耐磨性能更是不锈钢的9倍左右，耐温I(Krc。对于泵轴密封，小型泵推荐使用K型动力密封，大型泵选用Z型自平衡密封(含固量较少)或双端面集装式机械密封(

6、含固量较多)，最高含固量不超过40%o3 .循环泵故障的原因分析脱硫循环泵发生故障的因素主要有以下几个方面：(1)入口滤网堵塞。由于设备长时间运行,吸收塔防腐衬胶老化造成有部分衬胶脱落，粘附在入口滤网上。入口滤网为PP滤网，会随着机组长时间运行，出现老化损坏的情况。吸收塔在维护完成后,由于维护人员未能完全清理完所有的杂物。吸收塔生成较多的石膏结晶未成及时排走。(2)泵体的机械密封坏磨损。机封密封水的压力不足或存在杂质，会对机械密封环造成磨损。如密封水压力不大于泵的出口压力，对机封冷却和密封，如若存在杂质，浆液会流进机封的动静环里，以致机封磨损。同理，密封水长期也会加剧机封磨损，甚至损坏。(3)

7、轴承箱的渗油、温度高、振动大。轴承箱油封磨损或端盖螺栓断裂等原因造成渗油。而油封磨损会让外部的机封水或机封漏浆进入到轴承箱内，致油质变差而降低冷却后果。轴承与轴承箱的间隙过大或过小，泵体叶轮磨损会导致轴承振动大。(4)进出口管道结垢严重。长时间停运浆液循环泵时,未能将管道内的浆液冲洗干净，结垢在管壁上，当再次启泵时，由于浆液流量不畅造成管道振动严重。以上原因是影响我厂脱硫循环泵正常运行较为常见的原因。其他的原因如浆液浓度过高、减速机的冷却水偏小、进出口大小头破损严重、电机电流偏小等也发生过,也是不容忽视的因素。4 .循环泵故障的处理方法由于脱硫浆液循环泵布局及结构已经不能更改，因此，应根据现有

8、实际运行情况，从运行调节和维护等方面寻找切实可行的处理措施，保证脱硫系统安全和高效运行。4.1. 维护控制(1)在机组停机检修期间，应对吸收塔排空，维修人员应清理干将里面的杂物杂质，选用质量更好的防腐材料，并在做吸收塔防腐时，要严谨施工，监督质量人员要监督到位。(2)机械检修人员要熟练掌握机械安装和调整工艺，机封及其动静环要调整到位，对轴承和轴承箱安装和调整时间隙要配合，符合安装标准。(3)由于吸收塔浆液腐蚀性较强，膨胀节、进出口大小头等易损坏的配件要准备好备品，发时老化，维修人员应在浆液循环泵退备用时及时更换。4.2.运行控制(1)吸收塔浆液PH值是湿法脱硫系统反应工艺的核心，浆液PH值提高

9、加上浆液密度过大，及时调节脱硫运行参数，容易在管壁结垢或阻碍入口滤网。因此，要通过数据分析参数状况，保持在较佳状态。(2)运行人员应提高操作技能和设备巡查质量。浆液循环泵在停止状态时，应加强管道冲洗防止管道残留浆液。设备巡查时，对油位、油质、冷却水回水流量、设备外观细心观察，使用测温仪和测振仪对设备测温测振，如发现设备存在异常，应果断采取措施，如对轴承箱补充润滑油、切换至备用泵运行。在停泵期间，维修人员应及时维修设备，仓管人员应做好设备备品工作，让设备及时得到更换，保证设备正常投入。(3)工艺水系统是运行设备的重要保证。浆液循环泵机封需要冷却水来密封和冷却，减速机也需要冷却水降温，因此，需保证

10、工艺水系统运行正常。工艺水泵的入口滤网能过滤杂质，管道才能畅通，机封动静环使用寿命也能延长。工艺水泵的出口维持正常压力，才有足够的水量对设备进行降温，机封里的密封水也能更好地封堵截浆液渗漏。5.浆液循环泵运行异常案例5.1情况介绍某电厂机组于2016年6月完成了超低排放改造，拆除并更换原有3层喷淋层，新增一层喷淋管及喷嘴。新增一台浆液循环泵，原有3台浆液循环泵泵头利旧，减速机及电机更换。改造后的浆液循环泵和新增浆液循环泵与电厂现有设备品牌一致。浆液喷淋管组采用FRP材质，喷嘴为空心锥型碳化硅喷嘴。4台浆液循环泵的设计参数如表Io表1四台浆液循环泵设计参数名称，功率（KW）P流量(jn3h)3扬

11、程（QdA浆液循环泵。IooOr988Oa23.3QB浆液循环泵-112OP9880C25.3，C浆液循环泵，112OP9880。27.3QD浆港循环泵一90(7160P27.335. 2.故障情况该机组脱硫系统自2016年完成超低排放改造后，各台浆液循环泵运行稳定，于2017年7月出现出口压力、电流异常现象，通过查阅曲线，脱硫性能也有所下降，具体情况如下：5.2. 1A浆液循环泵出口压力骤降，电流稳定该机组脱硫系统自2016年完成超低排放改造后，各台浆液循环泵运行稳定，未出现出口压力突变的现象。7月22日12:00,A泵运行出口压力骤降0.04MPa,出口压力均值由0.26MPa降至0.22

12、MPa,并以此压力运行至今，而该期间A泵电流维持稳定，如图1所示。5.2.2. 图IA泵电流、出口压力参数曲线图（注：红线为A泵出口压力曲线，绿线为电流曲线）5.2.3. C浆液循环泵电流下降，出口压力升高通过对比6月份与7月份ABCD四台泵的电流曲线，如图2图4所示，红线代表泵电流曲线，绿线代表B泵电流曲线，紫线代表C泵电流曲线，蓝线代表D泵电流曲线。由各电流曲线的间距可以看出，相较于ABD三台泵电流曲线，C泵电流值降低幅度最大。进一步对比4台泵的出口压力变化情况，由图5、图6出口压力曲线看出（红线代表A泵出口压力曲线，绿线代表B泵出口压力曲线，紫线代表C泵出口压力曲线，蓝线代表D泵出口压力

13、曲线），6月至7月，BD两台泵运行期间出口压力均值未发生明显变化，而C泵于7月10日以后有呈现阶梯升高的趋势。综上所述，C泵呈现电流下降，出口压力升高的异常现象。图24台泵电流参数曲线(06.28-06.30)图34台泵电流参数曲线(07.2207.27)图44台泵出口压力曲线(06.01-07.31)图5(：泵出口压力曲线(06.0109.08)5.2.3.A、C浆液循环泵对脱硫效率贡献值不合逻辑ABCD四台泵对应喷淋层由下至上分别为ABCD,若各泵正常运行，且喷淋层无损坏时，位于底层的A喷淋层喷嘴雾化后的浆液与烟气接触的效果有限，而上层喷淋层浆液与烟气接触时间较长，所以理论上C泵相对于A泵

14、对脱硫效率的贡献较高。8月16日，在负荷相对稳定的前提下，先后停运A、C两台泵，比较二者对脱硫效率的贡献率。如图6所示(红线代表A泵电流曲线，绿线代表C泵电流曲线，紫线代表负荷曲线，亮蓝线代表脱硫出口S02浓度曲线，浅蓝线代表脱硫进口SO2浓度曲线)，15点15分，脱硫进口SO2浓度1750mgn停运A泵，出口SO2浓度由20mgr3升高至70mgm3,A泵开启后，出口SO2浓度由70mgr3降至20mgm3015点25分，脱硫进口SO2浓度180Omg,停运C泵，出口SO2浓度由20mg升高至40mgm3左右，C泵开启后，出口SO2浓度由40mgm3降至20mg由此得出，A泵相对于C泵对脱硫

15、效率的影响更为显著。与理论分析结果“C泵相对于A泵对脱硫效率的贡献较高”相违背。图6A、C泵电流曲线图(08.16)5.3.浆液循环泵问题分析5.3.1.A浆液循环泵出口压力骤降、电流稳定问题分析离心泵工作点时的流量与压头(扬程)即是泵提供的流量与压头，二者可直接影响泵的工作性能。其中：(1)泵的流量是指单位时间内排到管路系统的液体体积，一般用Q表示。泵的流量大小影响因素有：泵的结构、尺寸、转速，以及密封装置的可靠程度。泵的流量取决于泵的结构尺寸(主要为叶轮的直径与叶片的宽度)和转速等。工作时，泵实际所能输送的液体量还与管路阻力及所需压力有关。(2)泵的扬程(压头)是指泵对单位重量(IN)液体所提供的有效能量，一般用H表示。泵的扬程大小取决于泵的结构，如叶轮直径的大小，叶片的弯曲情况等、转速。泵的流量与扬程存在如下关系式：Q=V(Hx-H)ZSx式中：H一一水泵的实际扬程；Hx一一水泵在Q=O所产生的扬程，也就理论扬程，一般跟功率有关；Sx一一水泵的内部摩阻；Q一一水泵的流量。对于给定的水泵，HX和SX是不变的，由(1)式知，当水泵在实际运行时扬程H减小时，水泵流量增大。此外，二者关系也可通过以下关系式表现