600 MW機組脫硫漿液循環泵振動問題的分析與處理

王寶平

（大唐陽城發電有限責任公司，山西 晉城 048102）

1 超低排放改造的設備情況

某電廠2臺600 MW機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，改造后塔內設置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）；噴淋層上部設除塵高效一體化除霧裝置；漿池設計液位11 m；利舊原折返塔內原有4臺11 100 m3/h流量的漿液循環泵，改造時新增1臺11 100 m3/h流量的漿液循環泵E，改造后每臺機組設置5臺漿液循環泵。漿液循環泵E入口管徑為d 1 320 mm×9 mm。循環泵進口管道入口處裝有DN1 300 mm（通流面積約為310%）、2205材質的濾網，用以防止吸收塔內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試運行至今發現，循環泵E在同時運行4臺泵或5臺泵時振動嚴重超標。

2 漿液循環泵振動現狀

7號、8號機超低排放改造后，脫硫漿液循環泵E分別于2017年7月和8月相繼投入運行，2臺泵試運期即出現振動超標、泵出口管道晃動現象。通過對2臺循環泵投運至今的跟蹤觀察發現，不管是7號脫硫漿液循環泵E還是8號脫硫漿液循環泵E，只要E泵與其他A、B、C、D 4臺循環泵同時運行時，E泵驅動端水平振動就會增大，出口管道晃動劇烈，入口管道有較大間隔性異響。如果3臺漿液循環泵運行（包括漿液循環泵E泵），則漿液循環泵E振動都在合格范圍內，出口管道晃動也不大。

3 漿液循環泵E振動的原因分析

通過現場調研分析，引起漿液循環泵E振動的主要因素有以下幾個方面。

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

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

c）濾網通流面積不夠是管道振動加大的原因之一。循環管E塔內設置濾網（網眼10 966個d 22 mm），有效通流面積為310%，單臺泵運行時濾網的有效通流面積能夠滿足運行要求。但當5臺循環泵都布置在同一側且多臺漿液循環泵同時運行時，由于各泵的功率不同，會出現入口負壓增大、互搶漿液的現象，導致吸入量不夠，加上入口管徑較小使得入口管道的振動加大成為現實。

d）氣蝕現象、入口循環管較長、管徑偏小導致入口各段管道振動逐步遞增，這是循環泵泵體和軸承端振動嚴重超限制的原因之一。通過現場對循環管入口管道各段的水平振動值測量，從吸收塔出口至循環泵入口呈現依次遞增的趨勢，且超出正常運行的范圍（現場測試數據如表1所示）。

表1 漿液循環管E入口各段水平振動值

從表1數據看，導致入口各段管道振動逐步遞增的原因有：首先是漿液循環泵E吸收塔入口管道距離吸收塔攪拌器較近，而氧化風管就布置在攪拌器的正上方，導致大量的氣泡可能進入循環管道，而發生氣蝕現象；其次是入口循環管較長，當泵的流量一定時，流經的管道越長，漿液的壓頭損失就越大（和管道長度成正比），越利于產生氣蝕；第三是管徑偏小，管內流速偏高進一步導致壓頭損失增大（和速度的平方成正比）。以上三點均有利于管道和泵發生氣蝕現象，最終導致循環泵泵體和軸承端振動嚴重超限制。

e）漿液循環泵E本體的振動偏大導致出口管道振動也偏大。

f）運行液位偏低是管道振動加大的原因之一。Mg2+與硫酸根離子反應會產生大量泡沫，可以說Mg2+是漿液的起泡劑。本地石灰石鎂離子含量高，一旦石灰石品質不合格，含有大量的Mg2+，將會引起漿液起泡[1]，導致吸收塔溢流，吸收塔液位提不高。自漿液循環泵E投入運行后，吸收塔液位基本維持在8 m左右運行，達不到吸收塔設計的11 m液位。結合E泵一段時間來的運行情況，懷疑E泵振動大的原因可能與塔內漿池液位低有關，導致漿液循環泵運行臺數多時存在搶流量現象。而E泵轉速大、揚程高，造成入口流量不足導致管道劇烈振動[2]。

4 降低漿液循環泵E振動的措施

4.1 加固設備

聯系施工單位對漿液循環管E地基、出入管道支架進行加固，對吸收塔上漿液循環管拉桿生根件加固。加固后啟動漿液循環泵E運行（包括E泵，共4臺泵運行），振動略有下降，運行一段時間后，振動恢復原狀。

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不斷地添加消泡劑（每25 kg水對2 000 mg消泡劑），保證吸收塔液位提高的同時，吸收塔不溢流。

b）在超低排放改造設計中，沒有檢測原煙道進漿的任何技術，通過不斷試驗和總結，在原煙道處安裝防止漿液溢流到原煙道的報警裝置（在原煙道底部安裝漿液檢測點，電壓為24 V，如原煙道進漿，測點報警發信號至控制室，報警燈亮，提示運行人員吸收塔漿液已溢流至原煙道，應立即降低吸收塔液位，防止損壞風機）。

c）逐步提高吸收塔液位，記錄循環泵運行參數。記錄的循環泵運行參數如表2所示。根據表2數據可以看出：在吸收塔液位提至8.5 m，吸收塔漿液循環泵4臺泵運行，E泵振動0.15 mm；吸收塔液位提至9.6 m，吸收塔漿液循環泵4臺運行，E泵振動0.13 mm；吸收塔液位提至9.86 m，氧化風機聲音出現異常，原煙道進漿報警燈亮，運行人員立即降低吸收塔液位，吸收塔液位將至9.6 m時，氧化風機運行正常，原煙道進漿報警燈滅。

d）提高吸收塔液位，使泵的振動略有好轉，但原煙道進漿風險增大，且一旦停止加入消泡劑時間過長，吸收塔漿液可能再次出現起泡溢流的現象，而且消泡劑的大量使用在一定程度上增加了運行成本，該方法不能從根本上解決問題[3-4]（見表2）。

表2 脫硫吸收塔提液位期間E泵運行參數表

4.3 加大漿液循環泵E濾網開孔

2018年2月14日機組停運期間，將漿液循環泵E濾網孔由d 22 mm擴至d 25 mm。2月20日機組啟動正常后，對漿液循環泵E入口管道各段的水平振動值進行測量，測量結果顯示漿液循環泵E濾網擴孔后，泵的振動正常。

5 結論

a）漿液循環管E振動原因是濾網通流面積不夠、入口管道長（現場布置無法改變）、管徑偏小、流速過大、運行液位偏低等綜合影響的結果。

b）機組正常運行中，盡量提高吸收塔液位，可降低泵的振動。

c）開大泵的濾網孔徑，泵的有效通流面積增大，可有效降低泵的振動。