GEHO活塞隔膜泵在煤气化装置的应用 GEHO活塞隔膜泵在煤气化装置的应用

GEHO活塞隔膜泵在煤气化装置的应用

  • 期刊名字:广东化工
  • 文件大小:182kb
  • 论文作者:赵强,李瑞才,王亚辉
  • 作者单位:渭河煤化工集团有限责任公司
  • 更新时间:2020-07-10
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论文简介

2015年第12期广东化工第42卷总第302期www.gdchem.com177GEHO活塞隔膜泵在煤气化装置的应用赵强,李瑞才,王亚辉渭河煤化工集团有限责任公司,陕西渭南714000摘要]介绍了 GEHO TZPM型号活塞隔膜泵在渭化煤气化装置的应用情况,简述了 GEHO TZPM50与 GEHO TZPM250型号高压煤浆泵的共同点和不同点,并从操作和维护层面对高压煤浆泵进行着重介绍,针对典型的问题进行了分析和判断,总结了维修经验。「关键词]活塞隔膜泵;高压煤浆泵;气化装置:典型问题:分析维护中图分类号TQ[文献标识码]A[文章编号]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高压煤浆泵是水煤浆气化装置的关键设备,用来给气化炉提运动,推动隔膜,通过隔膜室容积和压力的变化实现对介质的输的GEHO隔膜活塞泵和德国的 FELUWA软管隔膜活塞泵。在渭塞润滑系统、一个推进液系统。入口和出口分别配置有脉动缓冲化气化装置中(包括已建成投产的2期装置),共使用了4台GEHO装置。高压隔膜活塞泵,其中TZPM250型号3台,TZPM500型号1台。1 GEHO TZPM型号活塞隔膜泵简介表1TZPM250与TZPM500参数对比GEHO活塞隔膜泵其TZPM型号是往复式定容排液泵,是为TZPM250 compared with TZPM5O0 parameters处理含有固体物质流体而设计的,特别适用于含有磨蚀性介质的性能参数Qm3h) P/MPa N/(s min)Pkw场合,如煤浆、泥浆和矿泥。泵送介质流量的改变通过变频电机TZPM50017~759.51l1~4849~212的转速调节而实现。泵送含固介质与处于推进液中的运动部件如TZPM25017.3~40.2952257~598491~1144活塞、缸套相隔离。橡胶隔膜是隔离部件,中心嵌入有一个扁锥注:N为往复泵每分钟冲程数形钢板并在其推进液侧联结有一个带有磁铁的监测杆,正常操作时隔膜中心锥形板区域不与隔膜室前盖和后壁接触,通过位置开在设备方面2期TZPM500较1期TZPM250有了许多改进。关来限制隔膜在正确的区间往复运动。隔膜室介质侧底部联结吸(1)减速机为两级减速,输出轴通过齿式联轴节直联曲轴,减入阀室和管道,顶部联结排出阀室和管道。部件如活塞密封环速机配置了冷却水;TzPM250是一级减速,输出轴通过齿式联轴缸套、活塞杆可被视作无磨损部件。唯一磨损的部件是吸入和排节联接一副齿轮驱动曲轴。出阀阀盘,泵隔膜是可更换部件。 GEHO TZPM型号活塞隔膜泵(2)曲轴的材质变更为锻件,可在高负荷下有更好的稳定性。简图见图1(3)曲轴输入端增设了接近开关,直接对曲轴转速进行检测和输出(4)动力端强制润滑系统与TZPM250不同的是入口滤网由油箱内置改为外置,出口由单滤网和旁路改进为可切换的双滤筒,路增设了流量感应器和流量开关。动力端油流量低则报警,低低则联锁泵跳车。系统提供对泵十七个润滑点的润滑。(5)TZM500最大的改进在推进液和活塞冲洗油系统TZPM250是两个独立的系统,见图2。而TZPM500把两者并为个系统,使用一个油泵来提供推进液和冲洗油,设备得到了简化而控制系统增加了复杂性。油路总管增设了流量感应器和流量开关。泵出口压力有3个开关值:1000kPa,500kPa,400kPac断去活塞杆润滑油路,专供推进液蓄压器充压—若压力高于1000kPa,则程控阀门开启沟通去活塞杆润滑油路,若条件不具备程控阀门持续关闭超过1min,程控阀门会开启5s以防止活塞失润滑情况发生。压力低于400kPa会给出报警信号。TZPM5003图1 GEHO TZPM型号泵简图个推进液腔安装有现场压力计,通过其运行压力,可以直观准确地判断3个隔膜室是否在正常工作。Fig 1 GEHO TZPM type pump diagramT2(6TzPM250每个推进液腔各自设置两个安全阀,而M5003个推进液腔通过管线联结起来,共用安全阀,在2 GEHO TZPM500与 GEHO TZPM50型号3个推进液腔至安全阀的管线上设置有止逆阀,设备得到了简化,高压煤浆泵的比较压。这将是我们在使用泵过程中应该注意的问题渭化1期气化装置(q2.8mq2.8m,投煤浆量346m3/h)选用(7)TZPM500采用API8型锥形阀门,直径110膜直了3台 GEHO TZPM250型号高压水煤浆泵,2期气化装置(q28径520m,T门,直径90mm,隔m/32m,投煤浆量56m/h)考虑选型的一致性和性能需求选用膜直径44m中国煤化工大至75L,以更好地了1台 GEHO TZPM500型号其性能参数比较如表减少泵入口压GEHO TZPM500与TZPM250泵均为3缸单作用(8)更重CNMHG配置了带有触摸屏的通过减速机驱动120°分布的曲轴带动活塞,改变旋转运动为往复制器。控制器除了可以对泵进行控制操作外,还提供了256条[收稿日期]201505-21作者简介]赵强1977),男,陕西华县人,大学本科,渭化气化车间主任、工程师,主要研究方向为煤化工研究生产广东化工2015年第12期178www.gdchem.com第42卷总第302期操作记录,256条警报记录,泵操作压力与时间的曲线,各缸推3.1,3启动和转速调节进液加注排出次数与时间的曲线,泵运行时间累计,还可浏览查点动按纽启动泵,缓慢地根据流量调节泵的转速。阅参数设定数值,使得分析查询管理更加便捷。32典型问题的分析判断321推进液侧排气出现的问题1)排气过程中排出阀频繁打开甚至出现排出报警,原因是介质侧压力过低,这也是我们不主张用煤浆排气的原因。因为原水压力高于煤浆的静压。这一点在TZPM500上体现尤为突出。虽然TZPM500采用的API-8型锥形阀门,较TZPM250采用API8型锥形阀门直径较大,但自重要大得多。煤浆给隔膜推力太小,无法将推进液中的气排尽(2)排气进入第3步,盘车持续较重,无法完成第3步操作,原因是介质侧压力过高。打开出口导淋并调小原水量(3排气进入第3步,在曲轴旋转1周内盘车由轻至重至无法盘动,手松开后甚至出现倒转,原因是泵进出口锥形阀卡或堵塞,拆检进出口阀消除卡涩原因,清理疏通。若这种情况同时伴随加注排出报警,则是推进液不足或过多,检查推进液加注和排除系统。严禁在未查明原因的情况下强行启动,否则会造成变频电机故障或隔膜损坏322泵运行过程中的手动排气图2TZPM250推进液系统PID理论上是可以进行的。GEHO现场工程师讲,由于泵活塞推Fig 2 PID TZPM250 liquid propulsion system进过程中压力非常高,排气应谨慎进行,开关阀门要迅速。我们不主张在高压煤浆泵运行过程中对隔膜推进液腔进行排气另外,需要对两个问题阐明。3.23泵运行过程中的流量减少问题较TZPM250而言,TZPM500在动力端和推进液系统均增设了流量感应器( FLOW SENSOR),动力端和推进液活塞油流量低若流量减少的量较少,排除隔膜推进过程中推进液的泄漏低会直接影响到主机跳车。流量感应器是电感应方式,用来监测量减少了2~3m3同时一个缸加注报警的情况,经过检查发现该管道中是否有正常的介质流动。因此,它不同于通常意义上的流缸控制加注两位两通阀的气源电磁阀故障,造成两位两通阀膜盒量计。油泵冷态启动后油路建立,即对流量传感器进行设置,储无法泄压造成阀不打开,经过处理,能正常加注后,泵流量恢复存该状态下流体通过感应器的电流,并以该流量作为最大流量主机运转后油温略升油流量会高于该流量。该流量的80%是低正常。这是一个特例。表面上是推进液少引起的,个人认为推进值,20%是低低值。强调在冷启动状态下进液少只是间接原因。由于推进液少,隔膜在抽吸过程中贴到后态下设置该流量为最大流量,在泵冷启动或环境温度降低时,流,是防止在热壁,活塞继续向后运动,推进液腔造成真空,从而使空气漏入或推进液中溶解的空气逸出才是直接原因。推进液少只会影响到隔量感应器会给出一个表示油量“不充足”的低低联锁信号,造成膜运行的区间位置,而不会直接影响到泵的打量主机跳车—虽然各润滑点的油量是充足的。若流量减少1/3同时推进液报警,则是一个锥形阀卡(加注水煤浆气化要在较稳定的煤浆压力下进行,设计要求为±05警为出口阀,排出报警为入口阀),这时伴随有动力端振动,短%,入出口缓冲罐预充压力比较重要。GEHO现场工程师指出泵时间如无法恢复,要果断进行停车处理运行过程中观察到压力表微微波动,表明缓冲预充压力是57MPa,是按泵最高工作压力95安全联锁停车。造成阀门卡涩的原因通常来自煤浆,一般是超尺左右。预充压力在工作压力的85%会提供最佳的缓冲效果,但会应该对这方面加强管理造成缓冲罐隔膜下部金属嵌入体对罐底部的持续锤击,以致损坏隔膜。见图3厂家推荐预充压力在工作压力的60%65%,所要通过试压管线对高压煤浆泵进行运行压力实验。在这项工作以压力应该调整到4045MPa较为合适。,我们出现过两次泵不打压的情况,经过分析判断3个入口阀不动作。对泵入口阀进行拆检发现阀盘被焊渣和铁片垫起,与阀座有3-4mm间隙。焊渣来自于入口原水增设盲板法兰时的管道施工。铁片则是来自大检修清理大煤浆槽时进入管道的底部沉淀物。经过对入口管道和阀室的彻底清理,泵实验正常3.24泵隔膜破裂问题由于隔膜破裂的突发性,使我们往往不能掌握泵在隔膜破裂(1)隔膜疲劳表面出现皴裂同时加上介质的侵蚀冲刷造成隔膜强度降低。在煤浆泵的运行管理上,我们定期对隔膜进行检査和更换,这种原因在现实当中如不加强管理存在可能性图3破裂缓冲罐隔膜(2)推进液侧汽蚀现象造成的液压冲击。液压油的饱和蒸汽压Fig3 Rupture buffer tank diaphragm是很低的,油液蒸发产生很多气泡的可能性但文献记载溶解于液体中的空气量,在常温和大气压下,水中约含2%,而3高压煤浆泵的操作及典型问题分析判断31高压煤浆泵的操作当含气量为10%油温为50℃时的空气分离压力约为04kg/cm在正常运行工况吸入冲程,推进液腔压力约为25kgcm,但当推高压煤浆泵的操作依次分为介质侧排气、推进液侧排气、启进液不足,隔膜贴至后壁,隔膜腔压力轻易就可以达到液压油空动和转速调节3部分。即通入原水使其在隔膜室介质侧和管道中充满并连续流动重新凝聚成液体使局部形成真空,周围液体质点以高速来填补这空间,质点互相碰撞而产生局部高压,形成液压冲击。局部压泵短期停车再启动无需对推进液进行排气操作,只需进行盘力升高可达数甚至上千大气压力,液压冲击现象发生车检查,而长期停车和推进液部件检修后一定要进行排气操作,其步骤下,隔膜推进液侧与介质侧压力是接近等同的。由于推进液腔设()依次打开隔膜推进液侧排气阀,目视推进液由排气管中但由于安全/自严知正2(1)保持隔膜介质侧原水压力02503MPa成的可能性也很小中国煤化工§位两通阀或隔膜位流出后,关闭阀门;置开关控制的CNMHG造成隔膜破裂。高续盘动直至加注排出阀不再打开,这时表明隔膜已经在隔膜室中(下转第161个正确的区间位置作往复运动了2015年第12期广东化工第42卷总第302期www.gdchem.com161下,仍有较高的COD去除率,COD去除率维持在80%85%出水Ss抗冲击负荷能力更强;二S除率(2)改进后UASB反应器,在进水量增加的情况下,pH波动不大,pH稳定在68-73之间(3)改进后UASB反应器,在进水量增加的情况下,仍有较高的SS去除率,抗冲击负荷能力更强参考文献[]张忠祥,钱易,等.废水生物处理新技术[M,北京:中国环境科学出版社,20002]王凯军.UASB工艺的理论与工程实践[M]北京:清华大学出版社,[3]严煦世.给水工程第四版[M.中国建筑工业出版社,199.进水时间周[4]北京水环境技术与设备研究中心,等.三废处理工程技术手册(废水图62#UASB启动中出水SS和去除率变化卷)M].北京:化学工业出版社,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可见,从图5、图6可以看出,在进水量增加的情况下,2#UASBastewater with a highsulphate content. Bioresource Technology, 1993, 43应器比1机UASB反应器在SS去除率上更有优势。在启动稳定249258运行后期,1机UASB反应器Ss去除率维持在10%20%,2# UASB [6]Hulshoff Pol, Heijnekamp K, Lettinga G. Fhe selection pressure as a反应器SS去除率维持在75%85%drivingforce behind the granulation of anaerobic sludge. Proceedings of the25比较氨氮的去除效果Granulat Anaerobic Sludge. W ageningen, 1988: 153-161经UASB反应器处理后,出水氨氮浓度均有上升国家环境保护总局。《水和废水监测分析方法》(第四版M中国环30-35mg/L。启动运行阶段,1#UASB反应器、2#UASB反应器境科学出版社,2002在氨氮去除上都没多大差别,出水氨氮浓度不降反升。由于调节⑧8邱光磊,宋永会等 UASB-MBR组合工艺处理模拟黄连素废水[.环池出水含有蛋白质,在厌氧条件下,蛋白质会进一步分解成氨氮,境科学研究2010导致出水氨氮浓度上升。[9刘川,戴友芝,王海阳,等,UASB反应器的二次启动及高温冲击试验3结论[.水处理技术,2011(09)在原有UASB反应器基础上,通过增加填料、改进布水系统(本文文献格式:洪艺明,UASB反应器改进的中试研究[].广东及三相分离器等,改进后2#UASB反应器比1机UASB反应器具有化工,2015,42(12):159-161)如下优势:(1)改进后UASB反应器,启动速度快,在进水量增加的情况上接第178页)压差造成的隔膜破裂见图4。2010年2月,我公司对1"高压煤浆护维修,我们总结了以下经验行注油排气操作,完成后关勿排气阀。随后对高速联轴节进行盘C)定期对润滑油进行分析,监测是否有机械杂质的存在泵进行更换隔膜的检修工作完成后,通过手动对隔膜推进液腔进等待仍不能自动完成排出操作,便继续盘车,开始较重后逐渐正·钢参对油品进行光谱分析来检测部件的磨损状况金属成车操作,发现2缸排出阀指示灯亮,因过高压差破裂的隔膜经过在表明汽缸磨损,磷青铜可能来自主要的轴承,不锈常。2缸排出阀指示灯仍不能自动熄灭,通知仪表检查。仪表人(2)正常运行8000h对油品和油路的所有滤芯进行更换推进液油箱溢水经检查2推进液隔破损在拆检3缸隔膜时你(3)定期检查推杆的油封和擦油环是否泄漏,防止动力端油员在检查该排放电磁阀故障,便断气源进行更换,这时突然发现发现隔膜鼓包,检查3″缸推进液系统,检查该缸排放电磁阀工作(4)定期检查曲轴大头轴承锥形套锁母位置,并测量轴承游正常,排查两位两通阀,手动对膜盒进行排气发现不动作,阀杆隙卡死,更换新阀后好。(5)每个运行周期对齿式联轴节润滑情况进行检查;(6)每个运行周期拆检进出口阀,检查或更换磨损件,清理阀盘夹持的粗粒子;由于正常运行中TZPM500冲程数较少,磨损相应较小,随着经验的积累,我们可以适当延长检查周期,从而减少工作强度。⑦定期检查推进液隔膜,观察隔膜硫化锥形板区域和隔膜夹持区域是否有因疲劳而产生的皴裂现象,介质侧流动方向是否有摩擦磨损痕迹。正常情况下运行8000h对隔膜进行更换每个运行周期检查入出口缓冲罐,推进液蓄压器的预充压力,观察运行过程中缓冲罐的工作状况(9)定期对推进液加注和排出两位两通阀进行检查,更换磨图4推进液腔过高压力造成损坏的隔膜损的膜盒和阀杆填Fig 4 Promote high pressure fluid cavity damage the diaphragm总之,通过对 GEHO TZPM500与 GEHO TZPM250型号高压煤浆泵的共同点和不同点的学习比对,深入了我们的认识。只在对几年来煤浆泵(包括低压煤浆泵)隔膜破裂现象的分析有遵循正确的方法去使用和维护泵,才能节约运行成本,使我们上,支持了上述第3种观点的关键设备处于最优的状态向∠1)隔膜破裂位置处于上侧,是由于隔膜外推和变形时,煤浆流动,上部压差较大;参考文献(2)隔膜破裂多呈爆裂状,压差过高时隔膜开始变形鼓包厚度变薄,当压差超过隔膜的拉应力时,隔膜局部出现爆裂现象[]宋国庆,梁绪囤.高压煤浆泵典型问题的分析和判断.西部煤化工,3)在出现隔膜破裂的同时,我们常常会检查到隔膜位置探头加注阀的故障。在消除这些现象后泵工作正常[2]吉林工业大学压与诚力桂动北京:机械工业出版社4高压煤浆泵的维护中国煤化工(本文文献格式YH要CNMHc0活塞隔膜泵在煤GEHO活塞隔膜泵有着优良的设计和全面的安全运行保护,气化装置的应月时也需要我们进行仔细认真地维护。经过多年的运行操作和维

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