高浓度灰浆容积泵改造.pdf
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1、全国火电 300MWe 级机组能效对标及竞赛第三十九届年会论文集 节能与环保 675 高浓度灰浆容积泵改造 房继忠 (中国电力姚孟发电有限责任公司) 【摘 要】火电发电厂锅炉灰浆排放输送系统多采用水力除灰 (渣) , 此系统设备的安全可靠性对机组的安全、 经济运行起到很重要影响。姚孟发电公司经过近几年对国产#1-4 机组除灰灰浆输送泵进行了改造,取得明显的经济 效益,可供国产 300MW 火力发电同类型机组的设备改进时作为参考借鉴。 【关键词】锅炉 输灰 高浓度灰浆 柱塞泵 0 前言 姚孟发电有限责任公司第一、二期工程安装两台国产亚临界 300MW 火电燃煤机组,第三期工程 安装两台引进比利时
2、亚临界 300MW 火电燃煤机组。 #1、2 机组为上海锅炉厂自行设计开发的国产第一台和第四台 300MW 机组,由于当时技术所限, 无法满足现电网要求。#1 机组于 2002 年由英国三井巴布科克能源有限公司(Mitsui Babcock Energy Limited)改造设计、制造的单炉体、双炉膛型布置、四角切圆燃烧、固态排渣、低质量 流速、具有正流量响应特性的垂直管圈水冷壁、亚临界压力中间再热式直流锅炉。 2 锅炉为上海锅炉厂制造的单炉体、双炉膛型布置、四角切圆燃烧、固态排渣、亚临界压 力中间再热式直流锅炉,#2 机组于 2009 年进行了完善性改造大修。 #1、2 机组设计灰量为 92
3、T/H、渣量为 10.75T/H、灰渣重量浓度为 3035%。机组灰浆回水 PH 值为 1012.5 左右。#1、2 机组分别于 1975 年、1980 年相继发电。 #3、4 机组的锅炉为瑞士苏尔寿专利,由比利时考克利钢铁公司制造的半塔式中间再热直流锅 炉。 #3、4 机组设计灰量为 106T/H、渣量为 19.3T/H、灰渣重量浓度为 34%。机组灰浆回水 PH 值为 1012.5 左右。#3、4 机组分别于 1985 年、1986 年相继发电。 姚孟发电有限责任公司为保证四台机组正常将灰浆送至灰场,将#1、2 和#3、4 机组灰渣分别汇 集后,由除灰系统#1、2 灰浆泵房十台灰浆容积泵送
4、入距厂区 11 公里的程寨沟灰场。灰场原设计最 终坝高 125 米,海拔 299 米,最终容量 1.4 亿立方米,为 1800MW 机组储灰 50 年。因此,姚孟发电 有限责任公司水利除灰渣系统设备的安全、稳定及经济运行将直接影响机组整体运行,这一课题作 为本人从事灰渣系统设备管理的一部分,将长期关注和参与系统的完善。 1 改造背景 远距离输灰技术是随着机组容量增大及贮灰场距离的增加,对灰浆泵出力和压头的要求也不断 增加。目前,世界上采用的远距离输灰技术主要有以下两种形式:多级渣浆泵串联输送;容积柱塞 全国火电 300MWe 级机组能效对标及竞赛第三十九届年会论文集 节能与环保 676 泵输送
5、。多级渣浆泵串联输送虽然造价相对较低,国内技术也相对比较成熟,但其出口最大压力低, 其应用常受到输送距离的限制。容积柱塞泵是目前在国内大型燃煤电厂中的应用还比较少,由于其 出口压力高,只要单台泵就能满足机组远距离输灰的要求,十分适用于现代大型燃煤电厂。现在用 于远距离输灰的柱塞泵技术主要有:隔膜式柱塞泵和喷水清洗柱塞泵。 姚电公司除灰系统是 1984 年投产的,在投产之初在除灰系统 1、2 灰泵房共安装了十台本溪水 泵厂制造的 2DGN 型油隔离泥浆砂泵,由于此泵油耗大、备品消耗大,噪音大、可靠性低等缺点,现 逐步引进灰浆柱塞泵。 目前国内电厂除灰系统柱塞式灰浆泵主要有二种传动形式: 一种是利
6、用原60 70 年代的泥浆泵改制皮带传动的硬起动的型式三柱塞灰浆泵。另一种是:电动机限矩型液力偶 合器硬齿面减速器传动型式的五柱塞灰浆泵,该泵具有背压软起动的性能,工作平稳,安全可 靠,节能等优点。1997 到 1998 年分别对#1、2、6、7 油隔离泵进行了设备更新改造,换成了 PZNB 型三柱塞灰浆泵,2000 年-2001 年又对#3、8、9 油隔离泵进行了改造,安装了 161C 型五柱塞泵。 目前 除灰系统有 2DGN114/6 型油隔离泵(三台) 、PZNB-160/6 型三柱塞灰浆泵(四台) 、5H 160/6 型五柱塞灰浆泵(三台) 主要技术参数如下: 设备名称 油隔离泵 三柱
7、塞泵 五柱塞泵 型号 2DGN114/6 PZNB-160/6 5H160/6 流量 144M3/h 160 M3/h 160 M3/h 压力 6Mpa 6Mpa 6Mpa 柱塞直径 活塞直径:235mm 210mm 172 mm 柱塞冲次 39 次/ min 90 次/min 117 次/min 制造厂家 本溪水泵厂 宝鸡水泵厂 上海大隆机械厂 电机型号 JS1510-10 JS1510-10 JS1474T 电压 6000V 6000V 6000V 电流 50A 50A 46.6A 功率 440KW 440KW 400KW 转速 590r/min 590r/min 1480r/min 以下
8、将逐一介绍灰浆输送泵基本情况: 1.1 油隔离泵(2DGN 型)基本情况简介: 2DGN 型油隔离泵(玛尔斯泵)起源于日本。主要用于电力、矿山、化工、冶金、交通等部门。 作为输送灰浆、矿浆及其她浆体的重要设备。2DGN 型油隔离泵在输送混合流体方面具有高压力、高 浓度的突出优点,曾获得过世界矿业最高荣誉奖章,该泵 70 年代初被我国引进过来。在七十年 代末,八十年代初开始在火电厂的除灰系统应用油隔离泵,随后的几年它掀起了一个安装应用油隔 离泵的高潮,现阶段很少有电厂的除灰系统中使用油隔离泵。 全国火电 300MWe 级机组能效对标及竞赛第三十九届年会论文集 节能与环保 677 油隔离泵的工作原
9、理: 电动机通过三角皮带将动力传至传动箱,通过传动箱内的高低速齿轮、偏心轮连杆及十字头等 机构将电机的高速旋转动力转换成活塞杆的直线往复运动,当活塞在液缸内部往复运动时,从而引 起与液缸连接的隔离罐上部的透平油时而进入液缸,时而排出液缸,当隔离罐的透平油进入液缸时 灰浆经阀箱内的吸入阀和 Z 型管进入隔离罐内,完成吸入过程,当活塞向相反方向运动时,活塞又 把油压入隔离罐内,罐内下部的灰浆经 Z 型管和排出阀被压到泵的出口系统管道,这样周而复始循 环下去,就完成油隔离泵输送灰浆的功能。 油隔离泵结构简述: 2DGN 型油隔离泵主要由以下几部分组成: 1)电动机;2)传动系统;3)液缸部分;4)阀
10、箱四部分组成 配套电动机是由沈阳电机厂生产的 JS1510-10 型电动机,其主要参数如下: A、功率:400KW B、电压:6000V C、电流:50A D、转速:590r/min ? 传动系统: 在传动箱内装有一对高低速齿轮,齿轮轴两端分别装有滚动轴承,在高速轴的一端装有三角皮 带轮,其通过三角皮带与电机皮带轮连接,在低速齿轮轴上装有偏心轮及连杆,十字头结构,箱内 注有#45 机油,在运转中通过齿轮带起飞溅的机油来润滑各部分机构。 ? 液缸部分: 液缸有两个缸体组成,其一组通过活塞杆上装有活塞、活塞环,并帽等配件,而每个液缸则与 两个隔离罐相连接,隔离罐内上部是#22 透平油,下部是灰浆。
11、其上部元法兰上装给油排气阀,下 部元法兰连接有 Z 型管与阀箱部分连为一体。 ? 阀箱部分: 阀箱分甲乙侧两部分,每侧阀箱内部分别装四个入口逆止阀和出口逆止阀。其一端通过 Z 型管 与液缸部分连接,另一端则与油隔离泵的出入口母管系统连接。 1.2 灰浆三柱塞泵(PZNB)基本情况简介: PZNB 型喷水式柱塞泵是引进美国技术的基础上,由原水利电力部电力建设研究所和宝鸡水泵厂 共同研制成功的一种新型泥浆泵,该泵可用于电力、矿山、冶金、交通等部门,作为输送灰浆、泥 浆煤浆等其它混合浆体。由于其结构简单合理,运行可靠,是国内火电厂首选距离输送高浓度灰浆 的较理想设备,该泵的研制成功,填补了我国用柱塞
12、泵输送灰浆的空白。其中用于电厂的除灰泵被 评为部优产品,近几年来,这种型号的柱塞泵在火电厂的除灰系统安装的台数较多。 PZNB 型柱塞泵主要结构由以下几部分组成: 1)电动机;2)传动系统;3)柱塞组合;4)喷水装置系统;5)阀箱 四部分组成。 ? 配套电动机主要参数: ? 型号:JS1510-10 型电动机 A、功率:400KW B、电压:6000V C、电流:50A D、转速:590r/min 全国火电 300MWe 级机组能效对标及竞赛第三十九届年会论文集 节能与环保 678 ? 传动系统 柱塞泵的传动系统与油隔离泵相似,传动箱内部主要部件有高低速齿轮,偏心轮、连杆、滚动 轴承、上下滑板
13、及十字头等机构,十字头端装连接杆与柱塞相连,高速轴一端装有皮带轮与电机通 过皮带相连。 ? 柱塞组合: 柱塞组合是柱塞泵与其它泥浆泵的重要区别所在,在柱塞的往复运动过程中,实现液体的排吸 功能,其主要部件包括:柱塞、柱塞密封填料盒、柱塞套、喷水环和密封环等。其中的柱塞采用空 心焊接结构,表面喷焊硬质合金,是有很高的硬度和耐用消费品磨性能。 ? 喷水装置系统: 该系统配套有一台 3DS 型高压清洗泵,通过连接管,单向阀等与柱塞套内的喷水环连接。该套 装置是保证柱塞泵能够成功输送灰浆的关键,它可以保证柱塞在往复过程中,通过喷水环向柱塞喷 射高压清水,从而在柱塞周围形成一个均匀的高压水膜,这样一方面
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