摘要：浆液循环泵是湿法烟气脱硫工艺中流量最大、使用条件最为苛刻的泵，浆液循环泵全停或少于一定台数运行都将导致脱硫系统退运。在此着重研究浆液循环泵磨损、汽蚀和腐蚀环境的成因及影响因素，在运行和维护中需要注意的问题以及采取的措施，可更好的进行设备管理、参考工作。
关键词：烟气脱硫；浆液循环泵；腐蚀
1、系统简介
在湿法脱硫系统中，浆液循环泵负责将吸收塔内的浆液输送至喷淋层，带压浆液通过喷淋层喷嘴雾化喷出，与上升烟气逆向接触进行脱硫反应。脱硫系统通常布置有多台浆液循环泵，每台泵对应吸收塔中的一个喷淋层，运行中可根据不同烟气量和SO2 浓度对泵的投运台数进行调整。浆液循环泵可以说是脱硫系统中的关键性设备，是湿法脱硫工艺中流量最大、使用条件最为苛刻的泵，浆液循环泵全停或少于一定台数运行都将导致脱硫系统保护退运。
2. 循环泵的性能参数及结构特点
彬长电厂脱硫系统设计有 3 台浆液循环泵，因各自对应的喷淋层高度不同，扬程分别为 18.45、20.2、22m。泵设计采用后拆结构，主要由泵体、泵盖、叶轮、护板、护套、吸入口、机械密封、轴承体等部件组成。泵的叶轮、吸入盖材质为 A49 双相不锈白口铁，前护套、后护套、后护板为天然橡胶，均具有较强的耐腐耐磨性能。泵的机械密封配有外接机封水，用于对机械密封冲洗和冷却。轴承体采用油浴润滑，泵端轴承采用进口双列圆锥滚子轴承，驱动端轴承采用两盘圆柱滚子轴承。轴承体的迷宫套和端盖均有迷宫槽，端盖上的迷宫槽带有回油槽，可有效防止漏油。
3. 浆液循环泵典型问题
在湿法脱硫工艺中，浆液循环泵运行主要面临三个问题。首先，脱硫浆液中含有大量固体颗粒，主要是烟气飞灰、亚硫酸钙、硫酸钙、酸不溶物等，尤其是来自石灰石粉的 Al2O3、SiO2 等酸不溶物，具有较强的冲刷磨损特性。其次，吸收塔塔底浆液 PH 值一般为 4.5 至 5.5，如果运行控制不当 PH 值还—集，浆液具有极强的腐蚀性。第三，浆液循环泵输送的脱硫浆液为气、液、固多相流，吸收塔底部进行氧化曝气，使进入循环泵的浆液携气量偏大，极有可能产生汽蚀。当液体中含气量超过 3%时，泵的运转性能将出现陡降，一方面影响系统正常运行，另一方面大大缩短泵的使用寿命。
强磨损性、强腐蚀性和汽蚀性是脱硫浆液所具有的特性，如不能妥善应对，将使浆液循环泵的叶轮、护板、护套等部件寿命缩短，给循环泵和脱硫系统正常运行带来极大影响。根据对部分电厂脱硫系统的了解，浆液循环泵过流部件的使用寿命一般为2-4 年，因选型或运行维护不当，有些甚至不到一年。600MW 机组脱硫系统配套使用的浆液循环泵，单台泵的工作部价格在 40—60万元，过流部件出现较严重的腐蚀磨损，只能进行更换，维护成本非常高。因此，脱硫设备管理人员必须重视浆液循环泵的使用和维护工作，从脱硫剂品质、运行方式调整、设备检修维护以及备件采购等方面采取针对性措施，消除或减缓不利因素对循环泵造成的影响。
4. 冲刷磨损的成因及防控
针对浆液冲刷磨蚀，首先应控制脱硫剂石灰石粉的品质。石灰石中常见杂质有二氧化硅（SiO2）、高岭石（Al2O3•2SiO2•2H2O）和少量金属氧化物等，SiO2 也叫硅石，坚硬难溶，石灰石粉中的 SiO2 虽然被磨得很细，但在高速流动过程中仍然具有极强的磨蚀性。此外，石灰石硬度和石灰石粉的细度也是重要影响因素，石灰石粉细度通常有 250目（61µm）、270 目（53µm）、325 目（44µm）三个筛号，细度不够的话会增加设备磨损几率。第一，应该要求石灰石粉SiO2 含量则要求小于 3.5%，按批次进行检验。第二，应注意提高锅炉除尘器的除尘效率。脱硫吸收塔在洗去烟气中 SO2 的同时，也洗下了烟气中携带的大量烟尘颗粒。烟尘颗粒进入浆液系统后，不但给浆液泵、旋流器和浆液管道带来额外磨损，还会封闭石灰石活性，降低脱硫剂利用率，同时影响副产品石膏的品质。专业人员应通过运行调整或技术改造尽可能改善除尘器性能，控制烟气含尘浓度，不应使湿式脱硫系统担负除尘功能。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆第三，脱硫系统运行过程中，运行人员应时刻关注石膏浆液密度和浆液循环泵电流。随着脱硫反应的不断进行，浆液含固量和密度逐步增大，循环泵电流也会有一定变化，如果调整不及时，将加重浆液循环泵运行负担，使过流部件承受更多的冲刷磨蚀。在脱硫运行管理中，通过控制石灰石粉品质，降低烟气含尘浓度，加强运行监控和调整等措施，能够有效缓解浆液对过流部件造成的冲刷磨损。此外，降低泵的转速也可以大大减少冲刷磨损，但转速过低，泵的尺寸庞大，造价也升高，应在选型时综合考虑。
5. 避免浆液循环泵汽蚀
通常汽蚀的主要原因是泵和系统设计不当，造成泵内局部区域压力降低，流体发生汽化，汽泡迅速形成和溃灭并对金属形成连续水击，最终使过流部件表面发生破坏。脱硫浆液属于气、液、固多相流，在吸收塔内部，浆液喷淋、氧化曝气、搅拌器搅拌等多重因素共同作用，导致浆液携气量偏高，增加了泵内发生汽蚀的几率。此外，当工艺水水质很差或者锅炉燃油产物进入脱硫系统时，浆液中会生成复杂的、带有表面活性剂性质的有机物，其分子结构带有憎水基易形成气泡，严重时还会导致吸收塔泛泡溢流。泵的汽蚀部位一般在叶轮的进口或出口，汽蚀与浆液腐蚀同时作用，将大大缩短过流部件的使用寿命，影响浆液循环泵的运转性能，引起噪声和振动。为避免汽蚀产生在浆液循环泵设计和运行维护中应注意以下几方面：
（1）合理设计浆液循环泵和浆液系统，尽可能避免出现涡流和浆液扰动。
（2）吸收塔内的氧化空气曝气口，应远离浆液循环泵入口，防止气泡直接被吸入浆液循环泵。
（3）吸收塔定期检修时，重点检查循环泵入口滤网，因为运行一定时间后，滤网大都会发生局部堵塞，必须进行彻底清理。（无滤网的要求检查入口阀）
（4）靠近循环泵入口的吸收塔搅拌器必须正常投运，如出现故障应及时处理，否则该处石膏不断沉积结垢，有可能堵塞泵入口。
（5）运行中控制吸收塔液位不能太低，设置吸收塔液位保护和浆液循环泵入口压力保护，在液位偏低或泵入口压力偏低时，保护退运浆液循环泵。
6. 腐蚀影响及材质选择
浆液循环泵用来输送酸性浆液，因此金属材料发生化学反应，生成可溶性盐，具有很强的金属吸附能力，可以从金属表面把氧离子挤掉，甚至可以取代已被吸附的SO2利于点蚀的产生和发展。在腐蚀环境下，如果同时存在磨损和汽蚀现象，那么将加速腐蚀造成的影响，形成危害更大的磨蚀。磨蚀又称为冲刷腐蚀或冲蚀，是流体汽蚀、冲刷磨损和腐蚀协同作用的结果，泵的过流部件很可能在短期内遭到严重破坏。为了应对极端情况下的磨蚀影响，同时兼顾设备成本，彬长浆液循环泵选择“金属叶轮+衬胶泵体”的方案。脱硫系统正常运行时，PH 值控制在 4.5—5.5，叶轮选用A49（Cr27.5%，Ni1.8%，Mo1.8%，HB430）铸造。由于浆液存在冲刷磨损，提高铬（Cr）含量可有效提高叶轮硬度改善耐磨性能。而钼（Mo）和镍（Ni）虽然会在一定程度上降低硬度，但钼和镍有利于形成和修复金属表面的保护膜，抑制浆液循环泵的泵体、泵盖材质为球墨铸铁，内部衬有橡胶护套。
7. 结语
湿法脱硫工艺决定了其浆液系统具有强磨损性、强腐蚀性和汽蚀性，浆液循环泵运行过程中，磨损、汽蚀和腐蚀相互促进、协同作用，对过流部件形成更具危害的湍流磨蚀和空穴磨蚀。浆液循环泵要在这一工况下长期运行，就必须在系统设计、设备选型、脱硫剂品质、运行方式调整等各个方面采取针对性措施，缓解冲刷磨损和腐蚀带来的影响，避免产生汽蚀，保证浆液循环泵在较为理想的工况下运行，延长其使用寿命。
参考文献：
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论文作者:李安
论文发表刊物:《电力设备》2018年第20期
论文发表时间:2018/11/13
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