元宇鵬

（廣東粵電靖海發(fā)電有限公司，廣東揭陽 515223）

0 引言

在石灰石—石膏濕法脫硫系統(tǒng)中，吸收塔地坑泵的作用是將吸收塔區(qū)域地坑收集的漿液及各類沖洗水輸送回吸收塔漿液池中[1]。脫硫工程應(yīng)用的地坑泵根據(jù)型式不同可分為液下立式泵和臥式離心泵[2]。廣東粵電靖海發(fā)電有限公司1000 MW 機組吸收塔地坑泵原設(shè)計為液下立式泵。該類型地坑泵效率低、檢修維護難度大，可靠性低，頻繁發(fā)生由于吸不上漿液導(dǎo)致吸收塔地坑漿液溢流至地面，嚴重影響脫硫系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行[3]。根據(jù)調(diào)研其他電廠同型號地坑泵普遍存在同樣問題。液下立式泵由于可靠性差、效率低、結(jié)構(gòu)笨重、檢修維護成本高，已逐漸被新型帶自吸罐地坑泵取代。新型帶自吸罐地坑泵具有效率高、故障率低、維護量小、結(jié)構(gòu)緊湊等特點，是目前脫硫系統(tǒng)中替代傳統(tǒng)液下立式泵的理想選擇。因此，綜合考慮安全性和經(jīng)濟性等方面，靖海發(fā)電公司在2020 年4#機組檢修期間對地坑泵進行了技術(shù)改型，更換為新型帶自吸罐地坑泵。

1 地坑泵改型更換論證

1.1 改造前設(shè)備概況

靖海電廠4#機組A、B 吸收塔地坑泵均為PLC100/320 型號液下立式泵（圖1），出口流量105 m3/h，楊程46 m，轉(zhuǎn)速1480 r/min，電機功率45 kW。在運行中頻繁發(fā)生地坑泵打不上漿故障，經(jīng)過解體發(fā)現(xiàn)，由于該類型地坑泵為液下泵結(jié)構(gòu)（圖2），地坑泵液下部分長期浸泡在漿液池中，軸及葉輪、泵殼長期受到漿液（偏酸性）腐蝕及沖刷；泵軸較長，且已修復(fù)多次，強度偏軟，造成軸彎曲度超標，泵運行振動大，導(dǎo)致葉輪松脫。另外由于該結(jié)構(gòu)地坑泵下部滾動軸承長期受到地坑液，汽的侵蝕，軸承極易因為潤滑不良導(dǎo)致?lián)p壞。檢修該泵必須將整泵吊起，檢修難度大且人工成本較高。

圖1 地坑泵改造前布置

圖2 地坑泵結(jié)構(gòu)

1.2 新型帶自吸罐地坑泵原理

新型地坑泵結(jié)構(gòu)如圖3 所示，該類型地坑泵技術(shù)要點是在傳統(tǒng)的臥式離心漿液輸送泵前加裝了自吸罐，從而使離心泵具有自動吸上的性能。自吸罐是該類型泵的關(guān)鍵配套部件，自吸罐是由閥門、注水口、筒體、吸水管、溢流孔及泵進水管等組成氣密性良好的密封筒體。使用時只須向筒內(nèi)注入引液，泵啟動時則可自動通過吸液管將介質(zhì)吸上，隨用隨開，使用方便，運轉(zhuǎn)可靠。泵啟動前，先開啟注水管和溢流管的閥門，向自吸罐內(nèi)注入清水。隨注入水位升高逐漸將筒內(nèi)和泵體內(nèi)空氣排出。當溢流管口有水流出時將溢流管和注水管的閥門關(guān)閉。泵啟動后會抽吸筒內(nèi)的儲水，使液面下降，以致在筒內(nèi)形成負壓，當達到一定的負壓后，將吸水管下的液體不斷吸入筒內(nèi)，從而保證泵的正常運轉(zhuǎn)。能否形成足夠的負壓是能否使液體吸上，最終使整個裝置正常運行的關(guān)鍵。

圖3 自吸式地坑泵結(jié)構(gòu)

1.3 帶自吸罐地坑泵的特點

帶自吸罐地坑泵的特點如下：①泵使用壽命長，日常維護量少。傳統(tǒng)的立式液下地坑泵由于泵軸較長，且泵體浸泡在漿液池中，運行中振動大，可靠性差，軸承頻繁由于受到漿液霧氣侵蝕而損壞。而新型地坑泵為臥式布置，泵體僅有過流部分與漿液接觸，軸承箱等部件均不與漿液接觸，軸承箱可采用成熟的稀油潤滑方式，泵運行平穩(wěn)振動小，軸承振幅一般≤0.04 mm，設(shè)計使用壽命可達100 000 h；②泵工作效率高。傳統(tǒng)液下泵由于結(jié)構(gòu)原因，在運行中不可避免會產(chǎn)生液體渦流，且泵的吸入口易堵塞，泵殼液下部分長期浸泡在漿液池中腐蝕穿孔等因素均會使效率降低。而新型臥式地坑泵通過合理選擇自吸罐及吸入管尺寸，且采用經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計的高效葉輪，能確保泵運行過程流量始終保持穩(wěn)定順暢，具有明顯的節(jié)能效果；③檢修難度小。傳統(tǒng)立式地坑泵在檢修工作過程必須將泵體整體起吊，檢修過程復(fù)雜，人力消耗多，而新型臥式泵結(jié)構(gòu)簡單，離心泵檢修均不需要專業(yè)起吊作業(yè)工配合，檢修簡單，人工成本較低；④維護成本低。傳統(tǒng)的立式泵由于泵軸需長期浸泡在漿液池中，為了保證軸的剛性和耐腐蝕性，泵軸設(shè)計粗壯笨重，材質(zhì)需采用整體316L材質(zhì)，價格高昂，而新型臥式地坑泵自吸罐為免維護設(shè)計，離心泵備件除了過流部分（葉輪、泵殼）為耐漿液沖刷的Cr13 材質(zhì)，其余備件均比較便宜，備品配件更換成本低。

2 自吸式地坑泵更換施工

在改造前詳細測量新地坑泵的基礎(chǔ)安裝位置和尺寸，根據(jù)現(xiàn)場工況進行選型，設(shè)計新地坑泵尺寸及安裝基礎(chǔ)。改型施工步驟如下：①將原來舊型號的地坑泵、相關(guān)管道等及附屬件進行拆除；②新地坑泵水泥基礎(chǔ)制作：在4#吸收塔地坑旁0 m 層鑿開混凝土地面（破除面積：寬0.9 m×長1.6 m×深0.20 m）。人工土方開挖，開挖深度0.3 m；③基礎(chǔ)鋼筋制作安裝。預(yù)留孔洞制作；預(yù)埋鋼板制作安裝；基礎(chǔ)模板制作安裝?；A(chǔ)混凝土（標號C30 混凝土）澆筑；灌注混凝土至高出地面0.15 m；混凝土凝固后模板拆除；基礎(chǔ)表面做防水防腐；基礎(chǔ)澆水養(yǎng)護；④設(shè)備就位安裝完成，預(yù)留孔洞需二次灌漿；⑤安裝改型后的地坑泵、配套的自吸罐、管道、閥門等；⑥進行電纜的移位及安裝。

最終改造安裝完如圖4 所示。SIS 系統(tǒng)運行監(jiān)控畫面如圖5所示。

圖4 新型帶自吸罐地坑泵安裝外形

圖5 新地坑泵系統(tǒng)運行監(jiān)控畫面

需要注意的是，由于自吸罐部分必須保證氣密性良好，因此安裝過程中自吸罐的各部分（閥門、管道、法蘭密封面、筒體等）必須保證在泵吸入過程中不得有漏氣現(xiàn)象[4]，否則筒內(nèi)無法形成負壓而造成無法自吸。自吸罐內(nèi)介質(zhì)液面必須足夠高，否則形成的負壓不足以達到自吸功能。啟動時保證自吸罐內(nèi)無介質(zhì)沉積是形成自吸的必要條件，因此沖冼的設(shè)置是很重要的環(huán)節(jié)。所采用的沖冼方式必須是有效可行的。

3 結(jié)束語

將舊液下地坑泵改為帶自吸罐新型臥式地坑泵。新型地坑泵帶自吸罐免于人工注液的操作，檢修簡單，運行平穩(wěn)，維護成本低，提高了地坑泵的可靠性，避免發(fā)生漿液溢流造成的環(huán)保事件，改造以來運行效果良好，達到了技改預(yù)期目標。