600 MW機(jī)組脫硫漿液循環(huán)泵振動(dòng)問(wèn)題的分析與處理

王寶平

（大唐陽(yáng)城發(fā)電有限責(zé)任公司，山西 晉城 048102）

1 超低排放改造的設(shè)備情況

某電廠2臺(tái)600 MW機(jī)組煙氣脫硫超低排放改造工程采用石灰石-石膏濕法脫硫工藝，并于2017年完成超低排放改造。吸收塔利舊原折返塔基礎(chǔ)及漿池部分，新建d 19.4 m/17.2 m變徑逆流噴淋塔，改造后塔內(nèi)設(shè)置5層噴淋層并在第一層噴淋與吸收塔入口之間加裝增效裝置（湍流PLUS）；噴淋層上部設(shè)除塵高效一體化除霧裝置；漿池設(shè)計(jì)液位11 m；利舊原折返塔內(nèi)原有4臺(tái)11 100 m3/h流量的漿液循環(huán)泵，改造時(shí)新增1臺(tái)11 100 m3/h流量的漿液循環(huán)泵E，改造后每臺(tái)機(jī)組設(shè)置5臺(tái)漿液循環(huán)泵。漿液循環(huán)泵E入口管徑為d 1 320 mm×9 mm。循環(huán)泵進(jìn)口管道入口處裝有DN1 300 mm（通流面積約為310%）、2205材質(zhì)的濾網(wǎng)，用以防止吸收塔內(nèi)沉淀物或異物吸入泵體造成泵的堵塞或損壞，防止吸收塔噴嘴的堵塞或損壞。但從168 h試運(yùn)行至今發(fā)現(xiàn)，循環(huán)泵E在同時(shí)運(yùn)行4臺(tái)泵或5臺(tái)泵時(shí)振動(dòng)嚴(yán)重超標(biāo)。

2 漿液循環(huán)泵振動(dòng)現(xiàn)狀

7號(hào)、8號(hào)機(jī)超低排放改造后，脫硫漿液循環(huán)泵E分別于2017年7月和8月相繼投入運(yùn)行，2臺(tái)泵試運(yùn)期即出現(xiàn)振動(dòng)超標(biāo)、泵出口管道晃動(dòng)現(xiàn)象。通過(guò)對(duì)2臺(tái)循環(huán)泵投運(yùn)至今的跟蹤觀察發(fā)現(xiàn)，不管是7號(hào)脫硫漿液循環(huán)泵E還是8號(hào)脫硫漿液循環(huán)泵E，只要E泵與其他A、B、C、D 4臺(tái)循環(huán)泵同時(shí)運(yùn)行時(shí)，E泵驅(qū)動(dòng)端水平振動(dòng)就會(huì)增大，出口管道晃動(dòng)劇烈，入口管道有較大間隔性異響。如果3臺(tái)漿液循環(huán)泵運(yùn)行（包括漿液循環(huán)泵E泵），則漿液循環(huán)泵E振動(dòng)都在合格范圍內(nèi)，出口管道晃動(dòng)也不大。

3 漿液循環(huán)泵E振動(dòng)的原因分析

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研分析，引起漿液循環(huán)泵E振動(dòng)的主要因素有以下幾個(gè)方面。

a）安裝原因。因安裝基礎(chǔ)及出入口管道安裝不合理等造成振動(dòng)。超低排放改造時(shí)，漿液循環(huán)泵E建在原吸收塔地坑上，在施工過(guò)程中，地基未夯實(shí)，是造成漿液循環(huán)泵振動(dòng)大的原因之一。

b）循環(huán)泵E入口管道流速偏高。漿液循環(huán)管入口管道很長(zhǎng)，直段總長(zhǎng)度12.055 m（吸收塔入口段3.115 m，循環(huán)泵入口段8.94 m），70°彎頭1個(gè)，循環(huán)泵入口DN1 300 mm×DN900 mm偏心變徑管1個(gè)。循環(huán)泵E流量為11 100 m3/h，入口管徑為d 1 320 mm×9 mm，通過(guò)計(jì)算得出循環(huán)泵E入口管道流速高達(dá)2.35 m/s。

c）濾網(wǎng)通流面積不夠是管道振動(dòng)加大的原因之一。循環(huán)管E塔內(nèi)設(shè)置濾網(wǎng)（網(wǎng)眼10 966個(gè)d 22 mm），有效通流面積為310%，單臺(tái)泵運(yùn)行時(shí)濾網(wǎng)的有效通流面積能夠滿足運(yùn)行要求。但當(dāng)5臺(tái)循環(huán)泵都布置在同一側(cè)且多臺(tái)漿液循環(huán)泵同時(shí)運(yùn)行時(shí)，由于各泵的功率不同，會(huì)出現(xiàn)入口負(fù)壓增大、互搶漿液的現(xiàn)象，導(dǎo)致吸入量不夠，加上入口管徑較小使得入口管道的振動(dòng)加大成為現(xiàn)實(shí)。

d）氣蝕現(xiàn)象、入口循環(huán)管較長(zhǎng)、管徑偏小導(dǎo)致入口各段管道振動(dòng)逐步遞增，這是循環(huán)泵泵體和軸承端振動(dòng)嚴(yán)重超限制的原因之一。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)循環(huán)管入口管道各段的水平振動(dòng)值測(cè)量，從吸收塔出口至循環(huán)泵入口呈現(xiàn)依次遞增的趨勢(shì)，且超出正常運(yùn)行的范圍（現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試數(shù)據(jù)如表1所示）。

表1 漿液循環(huán)管E入口各段水平振動(dòng)值

從表1數(shù)據(jù)看，導(dǎo)致入口各段管道振動(dòng)逐步遞增的原因有：首先是漿液循環(huán)泵E吸收塔入口管道距離吸收塔攪拌器較近，而氧化風(fēng)管就布置在攪拌器的正上方，導(dǎo)致大量的氣泡可能進(jìn)入循環(huán)管道，而發(fā)生氣蝕現(xiàn)象；其次是入口循環(huán)管較長(zhǎng)，當(dāng)泵的流量一定時(shí)，流經(jīng)的管道越長(zhǎng)，漿液的壓頭損失就越大（和管道長(zhǎng)度成正比），越利于產(chǎn)生氣蝕；第三是管徑偏小，管內(nèi)流速偏高進(jìn)一步導(dǎo)致壓頭損失增大（和速度的平方成正比）。以上三點(diǎn)均有利于管道和泵發(fā)生氣蝕現(xiàn)象，最終導(dǎo)致循環(huán)泵泵體和軸承端振動(dòng)嚴(yán)重超限制。

e）漿液循環(huán)泵E本體的振動(dòng)偏大導(dǎo)致出口管道振動(dòng)也偏大。

f）運(yùn)行液位偏低是管道振動(dòng)加大的原因之一。Mg2+與硫酸根離子反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生大量泡沫，可以說(shuō)Mg2+是漿液的起泡劑。本地石灰石鎂離子含量高，一旦石灰石品質(zhì)不合格，含有大量的Mg2+，將會(huì)引起漿液起泡[1]，導(dǎo)致吸收塔溢流，吸收塔液位提不高。自漿液循環(huán)泵E投入運(yùn)行后，吸收塔液位基本維持在8 m左右運(yùn)行，達(dá)不到吸收塔設(shè)計(jì)的11 m液位。結(jié)合E泵一段時(shí)間來(lái)的運(yùn)行情況，懷疑E泵振動(dòng)大的原因可能與塔內(nèi)漿池液位低有關(guān)，導(dǎo)致漿液循環(huán)泵運(yùn)行臺(tái)數(shù)多時(shí)存在搶流量現(xiàn)象。而E泵轉(zhuǎn)速大、揚(yáng)程高，造成入口流量不足導(dǎo)致管道劇烈振動(dòng)[2]。

4 降低漿液循環(huán)泵E振動(dòng)的措施

4.1 加固設(shè)備

聯(lián)系施工單位對(duì)漿液循環(huán)管E地基、出入管道支架進(jìn)行加固，對(duì)吸收塔上漿液循環(huán)管拉桿生根件加固。加固后啟動(dòng)漿液循環(huán)泵E運(yùn)行（包括E泵，共4臺(tái)泵運(yùn)行），振動(dòng)略有下降，運(yùn)行一段時(shí)間后，振動(dòng)恢復(fù)原狀。

4.2 提高吸收塔液位

a）降低漿液起泡，吸收塔地坑每4 h加1次4 000 mg消泡劑，在吸收塔溢流管連續(xù)不斷地添加消泡劑（每25 kg水對(duì)2 000 mg消泡劑），保證吸收塔液位提高的同時(shí)，吸收塔不溢流。

b）在超低排放改造設(shè)計(jì)中，沒(méi)有檢測(cè)原煙道進(jìn)漿的任何技術(shù)，通過(guò)不斷試驗(yàn)和總結(jié)，在原煙道處安裝防止?jié){液溢流到原煙道的報(bào)警裝置（在原煙道底部安裝漿液檢測(cè)點(diǎn)，電壓為24 V，如原煙道進(jìn)漿，測(cè)點(diǎn)報(bào)警發(fā)信號(hào)至控制室，報(bào)警燈亮，提示運(yùn)行人員吸收塔漿液已溢流至原煙道，應(yīng)立即降低吸收塔液位，防止損壞風(fēng)機(jī)）。

c）逐步提高吸收塔液位，記錄循環(huán)泵運(yùn)行參數(shù)。記錄的循環(huán)泵運(yùn)行參數(shù)如表2所示。根據(jù)表2數(shù)據(jù)可以看出：在吸收塔液位提至8.5 m，吸收塔漿液循環(huán)泵4臺(tái)泵運(yùn)行，E泵振動(dòng)0.15 mm；吸收塔液位提至9.6 m，吸收塔漿液循環(huán)泵4臺(tái)運(yùn)行，E泵振動(dòng)0.13 mm；吸收塔液位提至9.86 m，氧化風(fēng)機(jī)聲音出現(xiàn)異常，原煙道進(jìn)漿報(bào)警燈亮，運(yùn)行人員立即降低吸收塔液位，吸收塔液位將至9.6 m時(shí)，氧化風(fēng)機(jī)運(yùn)行正常，原煙道進(jìn)漿報(bào)警燈滅。

d）提高吸收塔液位，使泵的振動(dòng)略有好轉(zhuǎn)，但原煙道進(jìn)漿風(fēng)險(xiǎn)增大，且一旦停止加入消泡劑時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，吸收塔漿液可能再次出現(xiàn)起泡溢流的現(xiàn)象，而且消泡劑的大量使用在一定程度上增加了運(yùn)行成本，該方法不能從根本上解決問(wèn)題[3-4]（見(jiàn)表2）。

表2 脫硫吸收塔提液位期間E泵運(yùn)行參數(shù)表

4.3 加大漿液循環(huán)泵E濾網(wǎng)開(kāi)孔

2018年2月14日機(jī)組停運(yùn)期間，將漿液循環(huán)泵E濾網(wǎng)孔由d 22 mm擴(kuò)至d 25 mm。2月20日機(jī)組啟動(dòng)正常后，對(duì)漿液循環(huán)泵E入口管道各段的水平振動(dòng)值進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量結(jié)果顯示漿液循環(huán)泵E濾網(wǎng)擴(kuò)孔后，泵的振動(dòng)正常。

5 結(jié)論

a）漿液循環(huán)管E振動(dòng)原因是濾網(wǎng)通流面積不夠、入口管道長(zhǎng)（現(xiàn)場(chǎng)布置無(wú)法改變）、管徑偏小、流速過(guò)大、運(yùn)行液位偏低等綜合影響的結(jié)果。

b）機(jī)組正常運(yùn)行中，盡量提高吸收塔液位，可降低泵的振動(dòng)。

c）開(kāi)大泵的濾網(wǎng)孔徑，泵的有效通流面積增大，可有效降低泵的振動(dòng)。