使用酸性水作磷石膏渣漿泵機(jī)械密封冷卻水的實(shí)踐

李維紅，羅江泉，楊友華

（甕福（集團(tuán)）有限責(zé)任公司 甕?；す荆F州 福泉 550501）

磷石膏濕排涉及堆存安全，對(duì)渣庫(kù)區(qū)允許水量要求極為苛刻，且設(shè)計(jì)的專用調(diào)節(jié)水池容量有限，因此控制磷石膏渣場(chǎng)庫(kù)區(qū)水量在臨界量之下尤為重要。

甕?；す緷穹姿嵫b置磷石膏渣漿泵機(jī)械密封在用形式為單端內(nèi)流式密封結(jié)構(gòu)，機(jī)械密封冷卻水使用的是工藝水，在渣漿泵運(yùn)行中冷卻水全部進(jìn)入泵腔隨同磷石膏渣漿一起被輸送到渣場(chǎng)庫(kù)區(qū)。單套濕法磷酸裝置工藝水用量平均為20 m3/h（園區(qū)共有2套濕法磷酸裝置），年開(kāi)車時(shí)間按318 d計(jì)，2套濕法磷酸裝置年增加渣場(chǎng)庫(kù)區(qū)水量305 280 m3。為節(jié)水減排，降低磷石膏庫(kù)堆存風(fēng)險(xiǎn)，近5年在生產(chǎn)運(yùn)行中不斷探索試用外流式機(jī)械密封、雙端面式機(jī)械密封，但均因渣場(chǎng)庫(kù)區(qū)堆體海拔升高導(dǎo)致泵出口運(yùn)行壓力大于1 765 kPa，以及渣漿泵進(jìn)口緩沖槽容量?jī)H29 m3極易被抽空等實(shí)際困難導(dǎo)致使用效果不好。

使用渣場(chǎng)庫(kù)區(qū)調(diào)節(jié)水池打回裝置循環(huán)使用的酸性水替代工藝水作為磷石膏渣漿泵機(jī)械密封冷卻水，既達(dá)到了節(jié)水減排的效果，又能保障渣漿泵正常運(yùn)行。

1 酸性水替代工藝水工藝介紹

使用酸性水替代工藝水作磷石膏渣漿泵機(jī)械密封冷卻水，這個(gè)工藝過(guò)程需經(jīng)過(guò)磷石膏庫(kù)區(qū)自然澄清、導(dǎo)滲引流、調(diào)節(jié)水池緩存、遠(yuǎn)距離輸送、裝置內(nèi)酸性循環(huán)水站冷水池二次澄清、降溫、循環(huán)水冷水泵連續(xù)供給、酸性水過(guò)濾、不銹鋼密封水升壓泵加壓滿足磷石膏渣漿泵機(jī)械密封冷卻和穩(wěn)定運(yùn)行的要求。

其工藝流程如圖1所示。

圖1 使用酸性水作磷石膏渣漿泵機(jī)械密封冷卻水的工藝流程

2 實(shí)例分析

實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，影響磷石膏渣漿泵機(jī)械密封冷卻水使用酸性水替代效果的主要因素是酸性水水質(zhì)指標(biāo)、酸性水流量穩(wěn)定方式、酸性水使用中機(jī)封溫度和設(shè)備耐腐蝕性。

以甕福化工公司磷酸裝置年輸送150萬(wàn)t磷石膏渣漿泵使用酸性水作為機(jī)械密封冷卻水為實(shí)例，分別介紹4個(gè)主要影響因素的設(shè)計(jì)。

2.1 酸性水水質(zhì)指標(biāo)

酸性水替代工藝水作為磷石膏渣漿泵機(jī)械密封冷卻水投入工業(yè)運(yùn)行前，酸性水水質(zhì)指標(biāo)見(jiàn)表1。

表1 酸性水化學(xué)、物理指標(biāo)

酸性水中少量的磷酸、硫酸是磷酸生產(chǎn)工藝造成的，酸性水濁度的實(shí)測(cè)分析結(jié)果及工業(yè)試驗(yàn)運(yùn)行結(jié)果表明，酸性水應(yīng)用到磷石膏渣漿泵機(jī)械密封作冷卻水完全可行。

2.2 酸性水流量穩(wěn)定方式

磷石膏渣漿泵機(jī)械密封工藝?yán)鋮s水使用酸性水，必須充分考慮酸性水給水流量的穩(wěn)定性。為此，在設(shè)計(jì)時(shí)將磷石膏渣場(chǎng)調(diào)節(jié)水池的酸性水首先引進(jìn)裝置酸性循環(huán)水站容積3 000 m3的冷水池緩存澄清，冷水池的出口安裝有4臺(tái)冷水泵（單臺(tái)流量2 806 m3，泵出口壓力0.55 MPa，電機(jī)功率560 kW，轉(zhuǎn)速990 r/min），正常運(yùn)行情況下冷水泵3開(kāi)1備。為實(shí)現(xiàn)磷石膏渣漿泵機(jī)械密封冷卻水給水流量的穩(wěn)定，在冷水泵出口管上引一條DN50不銹鋼分支管線將酸性水先引進(jìn)0.5 m2的過(guò)濾器內(nèi)，經(jīng)過(guò)濾后的酸性水進(jìn)入密封水升壓泵，密封水升壓泵的流量設(shè)計(jì)為15 m3/h、揚(yáng)程200 m、電機(jī)功率22 kW、轉(zhuǎn)速2 900 r/min，經(jīng)升壓后的酸性水被穩(wěn)定地送入磷石膏渣漿泵機(jī)械密封冷卻潤(rùn)滑后，進(jìn)入泵腔中，與渣漿一起送到磷石膏渣場(chǎng)，分離出來(lái)的酸性水繼續(xù)循環(huán)利用。

2.3 酸性水使用中機(jī)封溫度

使用工藝水和酸性水作渣漿泵機(jī)械密封冷卻水，經(jīng)前后各3 d運(yùn)行測(cè)定，機(jī)封溫度見(jiàn)表2。表2結(jié)果表明，使用酸性水作渣漿泵機(jī)械密封冷卻水時(shí)機(jī)封溫度比工藝水作渣漿泵機(jī)械密封冷卻水高2℃，但溫度完全符合生產(chǎn)運(yùn)行控制要求。運(yùn)行中為了保證機(jī)械密封更好的潤(rùn)滑、密封、摩擦熱量帶走效果，會(huì)調(diào)整密封冷卻水的壓力大于泵腔中壓力0.05～0.15 MPa［1］，更好地防范介質(zhì)外泄。

表2 工藝水、酸性水分別作渣漿泵機(jī)械密封冷卻水時(shí)機(jī)封溫度

2.4 設(shè)備耐腐蝕性

酸性水中因含少量P2O5，所以pH在1.96，具有一定腐蝕性，為解決設(shè)備耐腐蝕問(wèn)題，工藝設(shè)計(jì)時(shí)密封水升壓泵及其進(jìn)出口管線、過(guò)濾器等都使用了316L不銹鋼材料和耐壓、耐腐蝕的撓性連接軟管。上述酸性水替代工藝水作磷石膏渣漿泵機(jī)械密封冷卻水工藝在甕?；す玖姿嵋谎b置磷石膏渣漿輸送單元已連續(xù)運(yùn)行多月，效果良好，實(shí)現(xiàn)了節(jié)水減排的目的。

3 結(jié)論

磷石膏渣漿泵機(jī)械密封工藝?yán)鋮s水使用酸性水替代解決內(nèi)流式單端面機(jī)械密封磷石膏渣漿泵的“節(jié)水減排”問(wèn)題完全可行，可以作為濕法磷酸裝置同類性質(zhì)濕排磷石膏渣漿輸送系統(tǒng)改造示范工程，改造費(fèi)用在8萬(wàn)元以內(nèi)。