2015年第12期廣東化工第42卷總第302期www.gdchem.com177GEHO活塞隔膜泵在煤氣化裝置的應(yīng)用趙強,李瑞才,王亞輝渭河煤化工集團有限責任公司,陜西渭南714000摘要]介紹了 GEHO TZPM型號活塞隔膜泵在渭化煤氣化裝置的應(yīng)用情況,簡述了 GEHO TZPM50與 GEHO TZPM250型號高壓煤漿泵的共同點和不同點,并從操作和維護層面對高壓煤漿泵進行著重介紹,針對典型的問題進行了分析和判斷,總結(jié)了維修經(jīng)驗?！戈P(guān)鍵詞]活塞隔膜泵;高壓煤漿泵;氣化裝置:典型問題:分析維護中圖分類號TQ[文獻標識碼]A[文章編號]1007-1865(2015)120177-02GEHO Diaphragm Piston Pump in the Application of Coal Gasification DeviceZhao Qiang, Li Ruicai, Wang Yahui(Weihe Coal Chemical Ltd, Weinan 714000, ChinaAbstract: Introduces the GEHO TZPM type piston diaphragm pump in the application of coal gasification device, nutrient-laden introduced GEHO TZPM500with GEHO TZPM250 type high-pressure coal slurry pump similarities and differences, and from the operation and maintenance level of high-pressure coal slurrypump is introduced, aiming at the typical problems are analyzed and judgment, maintenance experience is summarized.Keywords: the piston diaphragm pump: high-pressure coal slurry pump: gasification unit: typical problems: analysis of the maintenance高壓煤漿泵是水煤漿氣化裝置的關(guān)鍵設(shè)備,用來給氣化爐提運動,推動隔膜,通過隔膜室容積和壓力的變化實現(xiàn)對介質(zhì)的輸?shù)腉EHO隔膜活塞泵和德國的 FELUWA軟管隔膜活塞泵。在渭塞潤滑系統(tǒng)、一個推進液系統(tǒng)。入口和出口分別配置有脈動緩沖化氣化裝置中(包括已建成投產(chǎn)的2期裝置),共使用了4臺GEHO裝置。高壓隔膜活塞泵,其中TZPM250型號3臺,TZPM500型號1臺。1 GEHO TZPM型號活塞隔膜泵簡介表1TZPM250與TZPM500參數(shù)對比GEHO活塞隔膜泵其TZPM型號是往復式定容排液泵,是為TZPM250 compared with TZPM5O0 parameters處理含有固體物質(zhì)流體而設(shè)計的,特別適用于含有磨蝕性介質(zhì)的性能參數(shù)Qm3h) P/MPa N/(s min)Pkw場合,如煤漿、泥漿和礦泥。泵送介質(zhì)流量的改變通過變頻電機TZPM50017~759.51l1~4849~212的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)而實現(xiàn)。泵送含固介質(zhì)與處于推進液中的運動部件如TZPM25017.3~40.2952257~598491~1144活塞、缸套相隔離。橡膠隔膜是隔離部件,中心嵌入有一個扁錐注:N為往復泵每分鐘沖程數(shù)形鋼板并在其推進液側(cè)聯(lián)結(jié)有一個帶有磁鐵的監(jiān)測桿,正常操作時隔膜中心錐形板區(qū)域不與隔膜室前蓋和后壁接觸,通過位置開在設(shè)備方面2期TZPM500較1期TZPM250有了許多改進。關(guān)來限制隔膜在正確的區(qū)間往復運動。隔膜室介質(zhì)側(cè)底部聯(lián)結(jié)吸(1)減速機為兩級減速,輸出軸通過齒式聯(lián)軸節(jié)直聯(lián)曲軸,減入閥室和管道,頂部聯(lián)結(jié)排出閥室和管道。部件如活塞密封環(huán)速機配置了冷卻水;TzPM250是一級減速,輸出軸通過齒式聯(lián)軸缸套、活塞桿可被視作無磨損部件。唯一磨損的部件是吸入和排節(jié)聯(lián)接一副齒輪驅(qū)動曲軸。出閥閥盤,泵隔膜是可更換部件。 GEHO TZPM型號活塞隔膜泵(2)曲軸的材質(zhì)變更為鍛件,可在高負荷下有更好的穩(wěn)定性。簡圖見圖1(3)曲軸輸入端增設(shè)了接近開關(guān),直接對曲軸轉(zhuǎn)速進行檢測和輸出(4)動力端強制潤滑系統(tǒng)與TZPM250不同的是入口濾網(wǎng)由油箱內(nèi)置改為外置,出口由單濾網(wǎng)和旁路改進為可切換的雙濾筒,路增設(shè)了流量感應(yīng)器和流量開關(guān)。動力端油流量低則報警,低低則聯(lián)鎖泵跳車。系統(tǒng)提供對泵十七個潤滑點的潤滑。(5)TZM500最大的改進在推進液和活塞沖洗油系統(tǒng)TZPM250是兩個獨立的系統(tǒng),見圖2。而TZPM500把兩者并為個系統(tǒng),使用一個油泵來提供推進液和沖洗油,設(shè)備得到了簡化而控制系統(tǒng)增加了復雜性。油路總管增設(shè)了流量感應(yīng)器和流量開關(guān)。泵出口壓力有3個開關(guān)值:1000kPa,500kPa,400kPac斷去活塞桿潤滑油路,專供推進液蓄壓器充壓—若壓力高于1000kPa,則程控閥門開啟溝通去活塞桿潤滑油路,若條件不具備程控閥門持續(xù)關(guān)閉超過1min,程控閥門會開啟5s以防止活塞失潤滑情況發(fā)生。壓力低于400kPa會給出報警信號。TZPM5003圖1 GEHO TZPM型號泵簡圖個推進液腔安裝有現(xiàn)場壓力計,通過其運行壓力,可以直觀準確地判斷3個隔膜室是否在正常工作。Fig 1 GEHO TZPM type pump diagramT2(6TzPM250每個推進液腔各自設(shè)置兩個安全閥,而M5003個推進液腔通過管線聯(lián)結(jié)起來,共用安全閥,在2 GEHO TZPM500與 GEHO TZPM50型號3個推進液腔至安全閥的管線上設(shè)置有止逆閥,設(shè)備得到了簡化,高壓煤漿泵的比較壓。這將是我們在使用泵過程中應(yīng)該注意的問題渭化1期氣化裝置(q2.8mq2.8m,投煤漿量346m3/h)選用(7)TZPM500采用API8型錐形閥門,直徑110膜直了3臺 GEHO TZPM250型號高壓水煤漿泵,2期氣化裝置(q28徑520m,T門,直徑90mm,隔m/32m,投煤漿量56m/h)考慮選型的一致性和性能需求選用膜直徑44m中國煤化工大至75L,以更好地了1臺 GEHO TZPM500型號其性能參數(shù)比較如表減少泵入口壓GEHO TZPM500與TZPM250泵均為3缸單作用(8)更重CNMHG配置了帶有觸摸屏的通過減速機驅(qū)動120°分布的曲軸帶動活塞,改變旋轉(zhuǎn)運動為往復制器。控制器除了可以對泵進行控制操作外,還提供了256條[收稿日期]201505-21作者簡介]趙強1977),男,陜西華縣人,大學本科,渭化氣化車間主任、工程師,主要研究方向為煤化工研究生產(chǎn)廣東化工2015年第12期178www.gdchem.com第42卷總第302期操作記錄,256條警報記錄,泵操作壓力與時間的曲線,各缸推3.1,3啟動和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)進液加注排出次數(shù)與時間的曲線,泵運行時間累計,還可瀏覽查點動按紐啟動泵,緩慢地根據(jù)流量調(diào)節(jié)泵的轉(zhuǎn)速。閱參數(shù)設(shè)定數(shù)值,使得分析查詢管理更加便捷。32典型問題的分析判斷321推進液側(cè)排氣出現(xiàn)的問題1)排氣過程中排出閥頻繁打開甚至出現(xiàn)排出報警,原因是介質(zhì)側(cè)壓力過低,這也是我們不主張用煤漿排氣的原因。因為原水壓力高于煤漿的靜壓。這一點在TZPM500上體現(xiàn)尤為突出。雖然TZPM500采用的API-8型錐形閥門,較TZPM250采用API8型錐形閥門直徑較大,但自重要大得多。煤漿給隔膜推力太小,無法將推進液中的氣排盡(2)排氣進入第3步,盤車持續(xù)較重,無法完成第3步操作,原因是介質(zhì)側(cè)壓力過高。打開出口導淋并調(diào)小原水量(3排氣進入第3步,在曲軸旋轉(zhuǎn)1周內(nèi)盤車由輕至重至無法盤動,手松開后甚至出現(xiàn)倒轉(zhuǎn),原因是泵進出口錐形閥卡或堵塞,拆檢進出口閥消除卡澀原因,清理疏通。若這種情況同時伴隨加注排出報警,則是推進液不足或過多,檢查推進液加注和排除系統(tǒng)。嚴禁在未查明原因的情況下強行啟動,否則會造成變頻電機故障或隔膜損壞322泵運行過程中的手動排氣圖2TZPM250推進液系統(tǒng)PID理論上是可以進行的。GEHO現(xiàn)場工程師講,由于泵活塞推Fig 2 PID TZPM250 liquid propulsion system進過程中壓力非常高,排氣應(yīng)謹慎進行,開關(guān)閥門要迅速。我們不主張在高壓煤漿泵運行過程中對隔膜推進液腔進行排氣另外,需要對兩個問題闡明。3.23泵運行過程中的流量減少問題較TZPM250而言,TZPM500在動力端和推進液系統(tǒng)均增設(shè)了流量感應(yīng)器( FLOW SENSOR),動力端和推進液活塞油流量低若流量減少的量較少,排除隔膜推進過程中推進液的泄漏低會直接影響到主機跳車。流量感應(yīng)器是電感應(yīng)方式,用來監(jiān)測量減少了2~3m3同時一個缸加注報警的情況,經(jīng)過檢查發(fā)現(xiàn)該管道中是否有正常的介質(zhì)流動。因此,它不同于通常意義上的流缸控制加注兩位兩通閥的氣源電磁閥故障,造成兩位兩通閥膜盒量計。油泵冷態(tài)啟動后油路建立,即對流量傳感器進行設(shè)置,儲無法泄壓造成閥不打開,經(jīng)過處理,能正常加注后,泵流量恢復存該狀態(tài)下流體通過感應(yīng)器的電流,并以該流量作為最大流量主機運轉(zhuǎn)后油溫略升油流量會高于該流量。該流量的80%是低正常。這是一個特例。表面上是推進液少引起的,個人認為推進值,20%是低低值。強調(diào)在冷啟動狀態(tài)下進液少只是間接原因。由于推進液少,隔膜在抽吸過程中貼到后態(tài)下設(shè)置該流量為最大流量,在泵冷啟動或環(huán)境溫度降低時,流,是防止在熱壁,活塞繼續(xù)向后運動,推進液腔造成真空,從而使空氣漏入或推進液中溶解的空氣逸出才是直接原因。推進液少只會影響到隔量感應(yīng)器會給出一個表示油量“不充足”的低低聯(lián)鎖信號,造成膜運行的區(qū)間位置,而不會直接影響到泵的打量主機跳車—雖然各潤滑點的油量是充足的。若流量減少1/3同時推進液報警,則是一個錐形閥卡(加注水煤漿氣化要在較穩(wěn)定的煤漿壓力下進行,設(shè)計要求為±05警為出口閥,排出報警為入口閥),這時伴隨有動力端振動,短%,入出口緩沖罐預充壓力比較重要。GEHO現(xiàn)場工程師指出泵時間如無法恢復,要果斷進行停車處理運行過程中觀察到壓力表微微波動,表明緩沖預充壓力是57MPa,是按泵最高工作壓力95安全聯(lián)鎖停車。造成閥門卡澀的原因通常來自煤漿,一般是超尺左右。預充壓力在工作壓力的85%會提供最佳的緩沖效果,但會應(yīng)該對這方面加強管理造成緩沖罐隔膜下部金屬嵌入體對罐底部的持續(xù)錘擊,以致?lián)p壞隔膜。見圖3廠家推薦預充壓力在工作壓力的60%65%,所要通過試壓管線對高壓煤漿泵進行運行壓力實驗。在這項工作以壓力應(yīng)該調(diào)整到4045MPa較為合適。,我們出現(xiàn)過兩次泵不打壓的情況,經(jīng)過分析判斷3個入口閥不動作。對泵入口閥進行拆檢發(fā)現(xiàn)閥盤被焊渣和鐵片墊起,與閥座有3-4mm間隙。焊渣來自于入口原水增設(shè)盲板法蘭時的管道施工。鐵片則是來自大檢修清理大煤漿槽時進入管道的底部沉淀物。經(jīng)過對入口管道和閥室的徹底清理,泵實驗正常3.24泵隔膜破裂問題由于隔膜破裂的突發(fā)性,使我們往往不能掌握泵在隔膜破裂(1)隔膜疲勞表面出現(xiàn)皴裂同時加上介質(zhì)的侵蝕沖刷造成隔膜強度降低。在煤漿泵的運行管理上,我們定期對隔膜進行檢査和更換,這種原因在現(xiàn)實當中如不加強管理存在可能性圖3破裂緩沖罐隔膜(2)推進液側(cè)汽蝕現(xiàn)象造成的液壓沖擊。液壓油的飽和蒸汽壓Fig3 Rupture buffer tank diaphragm是很低的,油液蒸發(fā)產(chǎn)生很多氣泡的可能性但文獻記載溶解于液體中的空氣量,在常溫和大氣壓下,水中約含2%,而3高壓煤漿泵的操作及典型問題分析判斷31高壓煤漿泵的操作當含氣量為10%油溫為50℃時的空氣分離壓力約為04kg/cm在正常運行工況吸入沖程,推進液腔壓力約為25kgcm,但當推高壓煤漿泵的操作依次分為介質(zhì)側(cè)排氣、推進液側(cè)排氣、啟進液不足,隔膜貼至后壁,隔膜腔壓力輕易就可以達到液壓油空動和轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)3部分。即通入原水使其在隔膜室介質(zhì)側(cè)和管道中充滿并連續(xù)流動重新凝聚成液體使局部形成真空,周圍液體質(zhì)點以高速來填補這空間,質(zhì)點互相碰撞而產(chǎn)生局部高壓,形成液壓沖擊。局部壓泵短期停車再啟動無需對推進液進行排氣操作,只需進行盤力升高可達數(shù)甚至上千大氣壓力,液壓沖擊現(xiàn)象發(fā)生車檢查,而長期停車和推進液部件檢修后一定要進行排氣操作,其步驟下,隔膜推進液側(cè)與介質(zhì)側(cè)壓力是接近等同的。由于推進液腔設(shè)()依次打開隔膜推進液側(cè)排氣閥,目視推進液由排氣管中但由于安全/自嚴知正2(1)保持隔膜介質(zhì)側(cè)原水壓力02503MPa成的可能性也很小中國煤化工§位兩通閥或隔膜位流出后,關(guān)閉閥門;置開關(guān)控制的CNMHG造成隔膜破裂。高續(xù)盤動直至加注排出閥不再打開,這時表明隔膜已經(jīng)在隔膜室中(下轉(zhuǎn)第161個正確的區(qū)間位置作往復運動了2015年第12期廣東化工第42卷總第302期www.gdchem.com161下,仍有較高的COD去除率,COD去除率維持在80%85%出水Ss抗沖擊負荷能力更強;二S除率(2)改進后UASB反應(yīng)器,在進水量增加的情況下,pH波動不大,pH穩(wěn)定在68-73之間(3)改進后UASB反應(yīng)器,在進水量增加的情況下,仍有較高的SS去除率,抗沖擊負荷能力更強參考文獻[]張忠祥,錢易,等.廢水生物處理新技術(shù)[M,北京:中國環(huán)境科學出版社,20002]王凱軍.UASB工藝的理論與工程實踐[M]北京:清華大學出版社,[3]嚴煦世.給水工程第四版[M.中國建筑工業(yè)出版社,199.進水時間周[4]北京水環(huán)境技術(shù)與設(shè)備研究中心,等.三廢處理工程技術(shù)手冊(廢水圖62#UASB啟動中出水SS和去除率變化卷)M].北京:化學工業(yè)出版社,1999ig. 6 The effluent SS and SS removing rate of 2#UASB[5]Alphenaar P A, Visser A, Lettinga G. The effect of liquid upflow velocityand hydraulic retention time on granulation in UASB reactors treating可見,從圖5、圖6可以看出,在進水量增加的情況下,2#UASBastewater with a highsulphate content. Bioresource Technology, 1993, 43應(yīng)器比1機UASB反應(yīng)器在SS去除率上更有優(yōu)勢。在啟動穩(wěn)定249258運行后期,1機UASB反應(yīng)器Ss去除率維持在10%20%,2# UASB [6]Hulshoff Pol, Heijnekamp K, Lettinga G. Fhe selection pressure as a反應(yīng)器SS去除率維持在75%85%drivingforce behind the granulation of anaerobic sludge. Proceedings of the25比較氨氮的去除效果Granulat Anaerobic Sludge. W ageningen, 1988: 153-161經(jīng)UASB反應(yīng)器處理后,出水氨氮濃度均有上升國家環(huán)境保護總局?！端蛷U水監(jiān)測分析方法》(第四版M中國環(huán)30-35mg/L。啟動運行階段,1#UASB反應(yīng)器、2#UASB反應(yīng)器境科學出版社,2002在氨氮去除上都沒多大差別,出水氨氮濃度不降反升。由于調(diào)節(jié)⑧8邱光磊,宋永會等 UASB-MBR組合工藝處理模擬黃連素廢水[.環(huán)池出水含有蛋白質(zhì),在厭氧條件下,蛋白質(zhì)會進一步分解成氨氮,境科學研究2010導致出水氨氮濃度上升。[9劉川,戴友芝,王海陽,等,UASB反應(yīng)器的二次啟動及高溫沖擊試驗3結(jié)論[.水處理技術(shù),2011(09)在原有UASB反應(yīng)器基礎(chǔ)上,通過增加填料、改進布水系統(tǒng)(本文文獻格式:洪藝明,UASB反應(yīng)器改進的中試研究[].廣東及三相分離器等,改進后2#UASB反應(yīng)器比1機UASB反應(yīng)器具有化工,2015,42(12):159-161)如下優(yōu)勢:(1)改進后UASB反應(yīng)器,啟動速度快,在進水量增加的情況上接第178頁)壓差造成的隔膜破裂見圖4。2010年2月,我公司對1"高壓煤漿護維修,我們總結(jié)了以下經(jīng)驗行注油排氣操作,完成后關(guān)勿排氣閥。隨后對高速聯(lián)軸節(jié)進行盤C)定期對潤滑油進行分析,監(jiān)測是否有機械雜質(zhì)的存在泵進行更換隔膜的檢修工作完成后,通過手動對隔膜推進液腔進等待仍不能自動完成排出操作,便繼續(xù)盤車,開始較重后逐漸正·鋼參對油品進行光譜分析來檢測部件的磨損狀況金屬成車操作,發(fā)現(xiàn)2缸排出閥指示燈亮,因過高壓差破裂的隔膜經(jīng)過在表明汽缸磨損,磷青銅可能來自主要的軸承,不銹常。2缸排出閥指示燈仍不能自動熄滅,通知儀表檢查。儀表人(2)正常運行8000h對油品和油路的所有濾芯進行更換推進液油箱溢水經(jīng)檢查2推進液隔破損在拆檢3缸隔膜時你(3)定期檢查推桿的油封和擦油環(huán)是否泄漏,防止動力端油員在檢查該排放電磁閥故障,便斷氣源進行更換,這時突然發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)隔膜鼓包,檢查3″缸推進液系統(tǒng),檢查該缸排放電磁閥工作(4)定期檢查曲軸大頭軸承錐形套鎖母位置,并測量軸承游正常,排查兩位兩通閥,手動對膜盒進行排氣發(fā)現(xiàn)不動作,閥桿隙卡死,更換新閥后好。(5)每個運行周期對齒式聯(lián)軸節(jié)潤滑情況進行檢查;(6)每個運行周期拆檢進出口閥,檢查或更換磨損件,清理閥盤夾持的粗粒子;由于正常運行中TZPM500沖程數(shù)較少,磨損相應(yīng)較小,隨著經(jīng)驗的積累,我們可以適當延長檢查周期,從而減少工作強度。⑦定期檢查推進液隔膜,觀察隔膜硫化錐形板區(qū)域和隔膜夾持區(qū)域是否有因疲勞而產(chǎn)生的皴裂現(xiàn)象,介質(zhì)側(cè)流動方向是否有摩擦磨損痕跡。正常情況下運行8000h對隔膜進行更換每個運行周期檢查入出口緩沖罐,推進液蓄壓器的預充壓力,觀察運行過程中緩沖罐的工作狀況(9)定期對推進液加注和排出兩位兩通閥進行檢查,更換磨圖4推進液腔過高壓力造成損壞的隔膜損的膜盒和閥桿填Fig 4 Promote high pressure fluid cavity damage the diaphragm總之,通過對 GEHO TZPM500與 GEHO TZPM250型號高壓煤漿泵的共同點和不同點的學習比對,深入了我們的認識。只在對幾年來煤漿泵(包括低壓煤漿泵)隔膜破裂現(xiàn)象的分析有遵循正確的方法去使用和維護泵,才能節(jié)約運行成本,使我們上,支持了上述第3種觀點的關(guān)鍵設(shè)備處于最優(yōu)的狀態(tài)向∠1)隔膜破裂位置處于上側(cè),是由于隔膜外推和變形時,煤漿流動,上部壓差較大;參考文獻(2)隔膜破裂多呈爆裂狀,壓差過高時隔膜開始變形鼓包厚度變薄,當壓差超過隔膜的拉應(yīng)力時,隔膜局部出現(xiàn)爆裂現(xiàn)象[]宋國慶,梁緒囤.高壓煤漿泵典型問題的分析和判斷.西部煤化工,3)在出現(xiàn)隔膜破裂的同時,我們常常會檢查到隔膜位置探頭加注閥的故障。在消除這些現(xiàn)象后泵工作正常[2]吉林工業(yè)大學壓與誠力桂動北京:機械工業(yè)出版社4高壓煤漿泵的維護中國煤化工(本文文獻格式Y(jié)H要CNMHc0活塞隔膜泵在煤GEHO活塞隔膜泵有著優(yōu)良的設(shè)計和全面的安全運行保護,氣化裝置的應(yīng)月時也需要我們進行仔細認真地維護。經(jīng)過多年的運行操作和維