摘 要:針對煤氣化工藝高壓耐磨離心泵輸送介質高入口壓力、高含固量的特點,分析了高壓耐磨泵使用和設計過程中的難點,以德士古工藝中的激冷水泵和殼牌工藝中的渣池循環(huán)水泵為典型參數(shù)泵,對國內在線運行的泵的布置方式、結構、材料以及密封、軸向力的解決方案進行了分析,并對高壓耐磨泵的設計選型及使用提出了建議。
關鍵詞:高壓耐磨泵;煤氣化;設計
文章編號:1005-9598(2011)-02-0020-04 中圖分類號:TQ052.4 文獻標識碼:B
1 應用背景
近年來由于國際石油價格的大幅波動,以煤為原料的化學工業(yè)逐步顯示出競爭優(yōu)勢,尤其是我國缺油、少氣、富煤的國情,加速了我國潔凈煤氣化技術的應用和發(fā)展。國內外主要水煤漿加壓氣化工藝包括:德士古工藝、華東理工大學四噴嘴工藝、清華達利科工藝、西北院多元料漿工藝等;主要的粉煤加壓氣化工藝包括:殼牌煤氣化工藝、西安熱工院兩段爐工藝、航天煤氣化工藝、GSP煤氣化工藝等。
水煤漿工藝裝置中的鎖斗循環(huán)泵和激冷水泵(或稱黑水循環(huán)泵、灰水循環(huán)泵),粉煤加壓氣化工藝中的典型工藝——殼牌工藝中的渣池循環(huán)泵和排水增壓泵,我們稱此類泵為高壓耐磨泵,泵輸送的介質入口壓力4 MPa~9 MPa,介質固體質量分數(shù)0~10%,溫度約 300 ℃。GSP煤氣化工藝、西安熱工院兩段爐工藝、航天煤氣化工藝中也使用類似參數(shù)的泵。從在線運行的數(shù)量上看,主要應用在水煤漿氣化工藝和殼牌工藝上,水煤漿工藝以德士古工藝為代表,圖1、圖2分別為一般情況下德士古工藝和殼牌工藝中該泵的位置。
2 高壓耐磨泵使用和設計過程中的難點分析
2.1 高壓耐磨泵使用中存在的問題
2.1.1 高壓耐磨泵輸送的介質入口壓力4~9 MPa,帶來的問題是:密封腔壓力高,密封容易失效;軸向力問題,因軸向力大,導致軸端螺栓易斷裂或軸承使用壽命短。
2.1.2 介質固體質量分數(shù)1~10%,帶來的問題是;密封磨損嚴重,密封容易失效;過流部分(包括泵殼、葉輪)因液流速度高,沖刷嚴重,使用壽命短。
2.1.3 溫度100~300℃,帶來的問題是:軸承箱及密封腔溫度高,這將影響軸承箱和密封腔的壽命。這個問題相對前兩個問題來說,比較容易解決。
2.2 高壓耐磨泵在設計中應考慮的問題
由于高入口壓力和高含固量兩個特點同時存在,因此對泵過流部分的設計、機械密封方案的選擇、結構沒計及軸向力平衡提出....