陜西博泰達(dá)水處理：煤氣化，液化是現(xiàn)今煤化工的主流發(fā)展方向，也是煤化技術(shù)的重點(diǎn)研究領(lǐng)域。那么，在煤化整個(gè)工藝流程中，泵起著怎樣的關(guān)鍵作用呢？
煤化用泵種類(lèi)
1、煤制甲醇配套空分裝置
煤制甲醇配套空分裝置主要用泵，包括：高壓液氧泵、液氮泵、液氬泵、冷卻水泵、冷凍水泵等；
2、煤破碎輸送和煤（料）漿制備裝置
煤破碎輸送和煤（料）漿制備裝置主要用泵，包括：煤漿卸料泵、添加劑制備泵、添加劑計(jì)量泵、磨煤機(jī)給水泵和水煤（料）漿PH調(diào)節(jié)用的堿液計(jì)量泵或氨水計(jì)量泵以及地下廢煤漿槽泵等；
3、水煤(料)漿氣化和灰水處理裝置
水煤(料)漿氣化和灰水處理裝置主要用泵，包括：高壓煤（料）漿給料泵、燒嘴冷卻水泵、激冷水泵或黑水循環(huán)泵、鎖渣罐循環(huán)泵、渣池泵、預(yù)熱水泵、澄清槽給料泵、除氧水泵（或碳洗塔給料泵）、真空泵（系統(tǒng)）、真空凝液泵、絮凝劑泵、分散劑泵、低壓灰水泵、澄清槽進(jìn)料泵、澄清槽底泵、過(guò)濾機(jī)進(jìn)料泵、地面沖洗液下泵、真空過(guò)濾機(jī)真空泵、濾液泵等；
4、變換和低溫甲醇洗裝置
變換和低溫甲醇洗裝置主要用泵，包括：工藝熱凝液泵、高壓閃蒸罐給水泵、低溫冷凝液泵、脫氧槽給水泵等。在脫碳工段通常配套低溫甲醇洗裝置,低溫甲醇洗通常有：
（1）德國(guó)的林德工藝流程（與國(guó)內(nèi)大連理工大學(xué)和其它公司的工藝流程類(lèi)似），配套的泵有:H2S濃縮塔上塔出料泵、H2S濃縮塔給料泵、甲醇再生塔給料泵、貧甲醇泵、甲醇/水分離塔給料泵、甲醇再生塔回流泵、地下污甲醇泵、尾氣水洗塔底泵等。
（2）如采用德國(guó)的魯奇工藝流程，配套的泵有主洗滌泵、尾氣再吸收塔進(jìn)料泵Ⅰ 、尾氣再吸收塔進(jìn)料泵Ⅱ 、再吸收塔循環(huán)泵、熱再生塔進(jìn)料泵、精洗滌泵、甲醇水分離塔進(jìn)料泵、熱再生塔回流泵、廢水泵、地下排污泵、補(bǔ)充甲醇泵等；
5、甲醇合成和冷凍站裝置
甲醇合成和冷凍站裝置主要用泵，包括：透平冷凝液泵、潤(rùn)滑油站用主、輔油泵和事故油泵等。不同的流程或有熱水循環(huán)泵等；
6、甲醇精餾裝置
甲醇精餾裝置主要用泵，包括：如采用德國(guó)的魯奇工藝流程，配套的泵有:穩(wěn)定甲醇泵、預(yù)精餾塔回流泵、加壓塔回流泵、常壓塔回流泵、工藝水泵、液下泵、堿液泵、側(cè)線出料泵、粗甲醇泵、精甲醇泵、洗滌塔底泵、循環(huán)洗滌水泵等。（不同工藝流程所采用的泵的類(lèi)型也不同）；
7、甲醇儲(chǔ)運(yùn)和硫回收、氫回收裝置
甲醇儲(chǔ)運(yùn)和硫回收、氫回收主要用泵，包括：甲醇火車(chē)或汽車(chē)裝車(chē)泵、甲醇地下槽泵、甲醇給料泵等，硫回收裝置根據(jù)流程的不同配套的泵有液硫泵、酸水泵等。
煤氣化工藝及關(guān)鍵泵設(shè)備
1、主要?dú)饣に?/strong>
目前國(guó)內(nèi)在煤氣化技術(shù)方面有水煤漿氣化和干粉氣化兩條路線。
一是以GE德士古工藝、OMB華東理工大學(xué)四噴嘴工藝、清華達(dá)利科工藝、西北院多元料漿工藝等為代表的水煤漿加壓氣化技術(shù)路線；
二是以SHELL（殼牌）煤氣化工藝、TPRI西安熱工院兩段爐工藝、航天煤氣化工藝、GSP煤氣化工藝等為代表的粉煤加壓氣化技術(shù)路線。
2、關(guān)鍵泵設(shè)備
水煤漿氣化工藝因流程簡(jiǎn)單、不污染環(huán)境、對(duì)煤種適應(yīng)性強(qiáng)、生產(chǎn)能力大、氣化壓力高、合成氣質(zhì)量好、開(kāi)停車(chē)方便、加減負(fù)荷較快、氣化爐結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可連續(xù)供料及操作穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，在我國(guó)占有較大的市場(chǎng)份額。水煤漿氣化工藝包括水煤漿制備、加壓氣化和灰水處理3部分，氣化部分則是整套裝鱟的核心。以德士古工藝為例，圖4、圖5為水煤漿加壓氣化典型工藝路線圖。氣化爐的工作溫度一般在1200℃，根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模和下道工序需求的不同，氣化爐的氣化壓力有4.0 MPa、6.5 MPa、8.5 MPa 3個(gè)壓力等級(jí)。水煤漿氣化工藝中泵設(shè)備較多，裝置引進(jìn)初期依靠進(jìn)口，經(jīng)泵行業(yè)十余年的努力，通過(guò)對(duì)進(jìn)口泵設(shè)備的消化吸收再創(chuàng)造，除高壓煤漿泵少數(shù)業(yè)主還在依賴進(jìn)口外，其它的都已國(guó)產(chǎn)化。
3、高、低壓煤漿泵
從制槳到氣化，裝置中比較關(guān)鍵的泵是高、低壓煤漿泵。表1為德士古工藝高、低壓水煤漿泵主要技術(shù)參數(shù)。
低壓煤漿泵是煤漿制備的重要設(shè)備，作用是將從磨煤機(jī)中出來(lái)的水煤漿送人煤漿槽，泵的形式有三缸單作用往復(fù)式隔膜泵、離心式雙殼體渣漿泵，這兩種泵目前國(guó)內(nèi)都能生產(chǎn)。高壓煤漿泵是煤氣化的關(guān)鍵設(shè)備，作用是將水煤漿加壓后送人氣化爐。目前，高壓煤漿泵市場(chǎng)基本被荷蘭奇好(Geho)公司和德國(guó)菲魯瓦(Feluwa)公司占領(lǐng)，只有個(gè)別廠家使用愛(ài)莫瑞奇J-E公司或沈陽(yáng)冶金公司的產(chǎn)品。圖6為德國(guó)菲魯瓦公司煤漿泵的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。
4、高壓水煤漿泵常見(jiàn)故障及處理方法
（1）隔膜缸進(jìn)出口單向閥門(mén)卡
處理辦法是將氧氣流量閥打手動(dòng)，調(diào)節(jié)合適氧煤比，調(diào)節(jié)煤漿泵轉(zhuǎn)速，如果量提高了就好了，如果沒(méi)有變化，多次調(diào)整，利用泵出口導(dǎo)淋排漿，減少大顆?；螂s物的積存，現(xiàn)場(chǎng)檢修人員配合用大錘敲打單向閥，通過(guò)缸后的壓力表變化否，來(lái)判斷是否恢復(fù)正常。一般情況下采取這些措施后，單向閥卡塞的問(wèn)題就能解決了。
（2）隔膜破裂
隔膜破裂的原因主要是因?yàn)楦裟蓚?cè)(一側(cè)是驅(qū)動(dòng)液體，另一側(cè)是輸送液體)的壓差不平衡。如果壓力不平衡，隔膜在瞬間就會(huì)破壞。由于活塞桿密封處泄漏、氣體的吸入或因補(bǔ)償系統(tǒng)補(bǔ)償不足或過(guò)量，以及第一次注油過(guò)多或過(guò)少，活塞缸內(nèi)的油量總是在不斷地變化，這都將破壞隔膜兩側(cè)的壓力平衡，造成隔膜破裂。
（3）液壓油漏
液壓油泄漏的原因是密封損壞，檢修時(shí)更換密封件。
（4）進(jìn)出口緩沖罐中皮囊破損，一般是由于煤漿泵中進(jìn)入鐵屑導(dǎo)致。一般不會(huì)存在堵塞排氣補(bǔ)油閥，只要保證液壓油干凈，無(wú)雜質(zhì)，此外一定要保證棒磨機(jī)出料煤漿品質(zhì)，不能因?yàn)槊簼{里面鋼棒鐵屑出現(xiàn)過(guò)停車(chē)事故，必要時(shí)甚至可以放掉一部分沉底的煤漿。
（5）進(jìn)口濾網(wǎng)堵塞，原因主要是我廠棒磨機(jī)襯板起初用的是橡膠襯板，脫落的橡膠堵塞濾網(wǎng)。后將橡膠襯板改為鋼的后，問(wèn)題隨之解決。
5、離心式水泵與灰水泵
燒嘴冷卻水泵、鎖斗循環(huán)泵、渣池泵、激冷水泵（或灰水循環(huán)泵、黑水循環(huán)泵）、低壓灰水泵、高壓灰水泵（或稱除氧水泵、高壓回水泵、碳洗滌塔給料泵）、過(guò)濾機(jī)給料泵等是氣化裝置的關(guān)鍵用泵。
表2為德士古氣化工藝(6.5 MPa等級(jí))主要離心泵參數(shù)，氣化壓力不同，泵的參數(shù)不同，但這些泵都屬于離心泵范疇。突出的特點(diǎn)是介質(zhì)屬于固液混合兩相流，在高溫高壓條件下，其水力模型與常溫條件下有一定的差異，如何提高泵的運(yùn)行效率，減少顆粒對(duì)泵體、葉輪的沖刷磨損是重點(diǎn)，將API 610標(biāo)準(zhǔn)有機(jī)地貫砌到耐磨離心泵的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中是問(wèn)題的核心。
（1）燒嘴冷卻水泵的作用是將冷卻水輸送到噴嘴夾套，對(duì)噴嘴進(jìn)行冷卻。工作條件相對(duì)較好，可靠性是關(guān)注點(diǎn)，一般采用標(biāo)準(zhǔn)化工流程泵。
（2）鎖斗循環(huán)泵、激冷水泵在水煤漿氣化工藝中相當(dāng)重要，是氣化爐安全穩(wěn)定運(yùn)行的保障。鎖斗循環(huán)泵的作用是將鎖渣罐中的水返回氣化爐；激冷水泵則是將碳洗滌塔中的水送回氣化爐。這兩個(gè)泵有共同特點(diǎn)：進(jìn)水壓力高、工作溫度高，輸送的水中都含有少量的固體顆粒，耐高壓、耐磨是關(guān)鍵因索，因此對(duì)過(guò)流部件的設(shè)計(jì)、軸向力的平衡、軸封與沖洗的選擇等要求很高。目前，多采用單級(jí)懸臂式離心泵，材質(zhì)一般選用雙相鋼?？紤]到耐磨，有些廠家在蝸殼內(nèi)噴焊硬質(zhì)合金，有些則增加導(dǎo)葉，把蝸殼的承壓與擴(kuò)壓功能分開(kāi)。這樣，導(dǎo)葉中流速高，沖刷磨損后可以更換，殼體內(nèi)流速低不易磨損，確保使用壽命長(zhǎng)，運(yùn)行可靠嘲。
如圖7所示，國(guó)產(chǎn)的雙殼體泵可以替代進(jìn)口使用舊，合肥通用機(jī)械研究院用OCr15Ni4M03Si3CuNb雙相鋼制造鎖斗循環(huán)泵葉輪、殼體等備件，且已在淮化使用，效果不錯(cuò)。
(3)渣池泵的作用是將渣池中水及灰渣抽出處理，正常開(kāi)車(chē)走真閃，開(kāi)停車(chē)或者烘爐等非正常情況就送沉降槽。在灰渣的沖刷及其它物質(zhì)的腐蝕下會(huì)加快磨損，因此多選用Ni-hard材質(zhì)的雙殼體渣漿泵。泵轉(zhuǎn)速可選1450 r/min或970 r/min，也可以選用2950 r/min配變頻器。轉(zhuǎn)速低、葉輪線速度低，可減輕葉輪與蝸殼磨損。過(guò)濾機(jī)給料泵也與其類(lèi)似，不同點(diǎn)在于：氣化爐開(kāi)停車(chē)時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)的結(jié)垢在溫度變化下脫落，進(jìn)入沉降槽從而堵塞壓濾機(jī)給料泵。最好的辦法是在系統(tǒng)開(kāi)車(chē)后，將壓濾機(jī)給料泵人口管線短節(jié)拆掉，將沉降槽底部的灰渣排到一個(gè)固定的池子，一般在4個(gè)小時(shí)左右，再裝上人口管線開(kāi)車(chē)就不會(huì)出現(xiàn)這類(lèi)問(wèn)題了，待系統(tǒng)好轉(zhuǎn)后將池子里的物料打回過(guò)濾。
(4)高壓灰水泵的作用是將灰水槽中的灰水經(jīng)閃蒸換熱器送到碳洗滌塔。該泵流量大、揚(yáng)程高，介質(zhì)中含有一定量的灰渣，采用多級(jí)對(duì)稱式離心泵為宜，如圖8所示。
高速泵或平衡盤(pán)、平衡鼓式的多級(jí)泵使用起來(lái)或多或少都存在問(wèn)題。周夏等提出的雙平衡盤(pán)與動(dòng)力楔防磨平衡盤(pán)技術(shù)也可改善泵的壽命，但作者認(rèn)為平衡盤(pán)在灰水中易磨損并不可靠。合肥通用機(jī)械研究院消化吸收日本新井制作所(Arai pump)水沖洗中間節(jié)流套經(jīng)驗(yàn)開(kāi)發(fā)的DH對(duì)稱式多級(jí)離心泵效果好、使用壽命長(zhǎng)。如果對(duì)平衡盤(pán)、平衡鼓式的多級(jí)泵進(jìn)行造，將高壓潔凈水注入平衡轂或平衡盤(pán)前，也會(huì)達(dá)到不錯(cuò)的效果，與日本新井制作所水沖洗中間節(jié)流套異曲同工。
對(duì)水煤漿氣化裝置，除高壓水煤漿泵目前還需要進(jìn)口外，其它水煤漿氣化裝置用泵國(guó)內(nèi)都能夠生產(chǎn)，這不僅為國(guó)家節(jié)省了外匯，也業(yè)主降低了工裎的設(shè)備投資。
干粉氣化工藝的關(guān)鍵泵設(shè)備
干粉氣化工藝的基本過(guò)程：原煤加助燃劑，破碎磨成煤粉，由高壓氮?dú)饬鬏斔瓦M(jìn)氣化爐，在壓力4.1 MPa、溫度1500—1600℃的條件下，與配加的氧氣和水蒸汽瞬時(shí)完成揮發(fā)分脫除、裂解、燃燒及轉(zhuǎn)化的一系列物理化學(xué)過(guò)程，氣化產(chǎn)物為粗合成氣，煤灰熔化以液態(tài)流出。
圖9為干粉氣化的典型工藝-Shell工藝(SCGP)流程示意圖。國(guó)內(nèi)應(yīng)用Shell工藝較早的裝置主要有巴陵石化合成氨與尿素項(xiàng)目、安慶石化油改煤項(xiàng)目、湖北雙環(huán)油改煤項(xiàng)目、柳州化學(xué)工業(yè)集團(tuán)公司26萬(wàn)噸合成氨項(xiàng)目等。近兩年，由于干粉氣化工藝開(kāi)車(chē)效果較好，該工藝得到快速推廣。
表3為某油改煤項(xiàng)目Shell粉煤氣化工藝主要泵技術(shù)參數(shù)。燒嘴冷卻水泵、渣池循環(huán)泵、灰水泵、灰渣水排放泵等在氣化裝置中屬于重點(diǎn)泵設(shè)備。同水煤漿氣化裝置類(lèi)似，這些泵工作的環(huán)境都很劣。進(jìn)口壓力高、溫度高、輸送的介質(zhì)中含有煤灰固體顆粒，或者幾項(xiàng)情況同時(shí)存在。從目前裝置上設(shè)備使用情況看，所需泵都能在國(guó)內(nèi)解決，只是使用壽命長(zhǎng)短問(wèn)題。雙相鋼材料、特殊軸封結(jié)構(gòu)的應(yīng)用為這些泵的安全運(yùn)行打下很好的基礎(chǔ)。
煤液化工藝及關(guān)鍵泵設(shè)備
神華鄂爾多斯103萬(wàn)噸、山西潞安21萬(wàn)噸和內(nèi)蒙古伊泰18萬(wàn)噸3個(gè)煤制油示范項(xiàng)目相繼投產(chǎn)，并且實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行，這標(biāo)志著煤制油工藝已經(jīng)成熟。神華鄂爾多斯項(xiàng)目是在美國(guó)HTI直接液化工藝基礎(chǔ)上結(jié)合其它新工藝的優(yōu)點(diǎn)改進(jìn)的工藝；內(nèi)蒙古伊泰、兗礦集團(tuán)均用的是F-T間接液化工藝；兗礦集團(tuán)建成萬(wàn)噸級(jí)中試裝置，并投產(chǎn)成功。神華HTI直接液化改進(jìn)工藝和F-T間接液化工藝各有優(yōu)點(diǎn)，未來(lái)這兩項(xiàng)工藝必將成為我國(guó)煤制油工藝的主流。
圖10為神華鄂爾多斯煤制油百萬(wàn)噸級(jí)裝置兩段法煤加氫直接液化工藝流程簡(jiǎn)圖。泵設(shè)備主要分布在備煤裝置、制備裝置、四聯(lián)合裝置（煤液化、加氫穩(wěn)定、加氫改質(zhì)、輕烴回收）、制氫裝置、空分裝置惻中。
表4列出了煤液化主要泵參數(shù)，這些泵當(dāng)時(shí)都是從國(guó)外進(jìn)口的，現(xiàn)在有些已能?chē)?guó)產(chǎn)，但還是有不少位號(hào)的泵需要通過(guò)技術(shù)攻關(guān)才能實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。
（1）從圖10可以看出，K-I反應(yīng)器、K-2反應(yīng)器各有一臺(tái)循環(huán)泵與之配套，設(shè)備位號(hào)為103-P-圖10立式低壓離心煤漿泵201和103-P-202。這兩臺(tái)泵在高溫(455 qC)、高壓(20 MPa)下工作，紿反應(yīng)器打循環(huán)，輸送含煤粉顆粒達(dá)50%的油漿，其工作狀況特別惡劣，且泵在系統(tǒng)單元中單臺(tái)運(yùn)行、無(wú)備臺(tái)，要求泵的可靠性特別高。加氫塔循環(huán)泵104-P-102也是類(lèi)似情況。裝置上所用的這3個(gè)位號(hào)的泵是從美國(guó)福斯(Flowserve)公司進(jìn)口的。該泵結(jié)構(gòu)上類(lèi)似于爐水泵，但泵與電機(jī)之間多了一道機(jī)械密封。該泵屬離心泵與電機(jī)一體化，電機(jī)為濕定子型，如圖11所示。
除美國(guó)福斯(FIOW8erve)公司外，具備該產(chǎn)品生產(chǎn)潛在能力的還有英國(guó)泰勒(Tyler)、德國(guó)凱士比(KSB)和日本富士、日本酉島等公司。國(guó)內(nèi)尚不具備該泵的生產(chǎn)能力，僅有類(lèi)似產(chǎn)品——電廠熱水循環(huán)泵（爐水泵）的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，合肥通用機(jī)械研究院正在作其國(guó)產(chǎn)化工作。
（2）在油煤漿催化劑制備（102工序）、煤液化（103工序）過(guò)程中，需要一些進(jìn)出口壓力不高、輸送油煤漿的塔底泵，如表4中102 -PIOIAB、 103 -P10IA—F、 103 -P307ABC、 103 -P315AB等，這些泵的流量、揚(yáng)程參數(shù)都在離心泵范疇，選用離心泵是肯定的。但要解決的問(wèn)題是過(guò)流部件耐磨及高溫下的應(yīng)力腐蝕、軸封及其沖洗系統(tǒng)的可靠性，這與煉油裝置的塔底油漿泵有些相似。裝置上選用的都是勞倫斯(Lawrence PumpInc.)公司雙殼體化工流程泵FLS6000系列產(chǎn)品，低速運(yùn)行，如圖12所示。
該系列產(chǎn)品符合API 610標(biāo)準(zhǔn)，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是內(nèi)層殼體耐磨，外層殼體承壓；葉輪采用軸向口環(huán)間隙；軸封采用雙端面波紋管機(jī)械密封，配沖洗罐有壓沖洗P530在葉輪與密封腔間還設(shè)置節(jié)流型輔助密封，外接溶劑油沖洗P32并隔離，以改善機(jī)械密封的工作條件；軸承部件都采用加強(qiáng)重載型，過(guò)流材料需要耐磨處理。目前，這些泵在逐步實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，如圖13所示上海福斯特公司生產(chǎn)的立式離心煤漿泵。
（3）高壓油煤漿進(jìn)料泵的作用是將煤漿罐中的油煤漿經(jīng)預(yù)熱器送到反應(yīng)器中。泵出口壓力20MPa以上，工作溫度290℃，輸送的油煤漿固體含率50%，目前采用從德國(guó)URACA公司進(jìn)口的五缸柱塞泵，如圖14所示。該泵顯著的特點(diǎn)是泵轉(zhuǎn)速慢、柱塞行程長(zhǎng)、雙層往復(fù)密封。
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