单螺杆泵输送脱硫污水

　　我国是燃煤大国，能源生产和消费以煤为主，煤炭在我国能源消费中的比例保 持在70%左右，这一比例短期内难以改变。煤炭消费的80%用于燃烧，而煤炭燃烧又是大气环境中S02、氮氧化合物、烟尘的主要来源，燃煤造成的S02和烟尘排放量能占到排放总量的80%-90%。我国的S02排放总量连续多年部超过2000万吨，已经成为世界上最大的S02排放国家。 "十一五"规划明确提出降耗环保的两个硬指标: 1) 单位GDP能耗降低20%;；2) S02排放量在2005年的基础上削减10%。

　　为了达到政策琪求,很多火电厂相继采用了一些措施，来降低S02的直接排放。其中许多大型火电厂采用了国外比较成熟的石灰石/石膏湿法脱硫工艺。就脱硫工艺本身来说，其自身特性决定了该工艺对于过流部件及与电解质接触的设备具 有极强的腐蚀性，特别是碳钢件。碳钢制原件在脱硫除尘工艺中容易腐蚀是由于带酸性的电解质在潮湿环境中引起的电化学腐蚀。而其它非金属材料因为生成微电池的电解质成分低，其耐腐蚀性能比碳钢好。为 了制造出适合电厂脱硫工艺中脱硫污水输送的设备，耐驰(兰州)泵业有限公司在脱硫污水输送用单螺杆 泵(奈莫NEMO@泵)制造方面总结出了一些成功经验.

　　奈莫泵材料的特殊优化选择

　　泵体部件

　　奈莫泵的泵体部件采用铸铁内衬橡胶工艺。奈莫泵的泵体部件一般是指泵的吸入室(图1)和排出体(图2)，这两个部件在奈莫泵的所有部件里属于承压部件。在石灰石湿法脱硫装置中常用的防腐耐磨材料主要有：镍基耐蚀含金、橡胶衬里(特别是软橡胶衬里)与合成树脂涂层(特别是瑾璃鳞片树脂衬)。对于吸入室和排出体这两个部件的防腐处理，耐驰公司通常采用软橡胶衬里的方法。当金属材料作为承压部件，它所衬非金属材料作为防腐部件时，应充分考虑非金属材科与金属材料的粘结强度。问时，承压部件的自身设计要确保非金属材料能够 长期稳定地粘附在金属承压部件上面。在采用内衬软橡胶衬里的工艺上，耐驰公司有成熟的工艺过程来保证，简述如下：首先对HT250铸件的泵的吸入室和排出体进行内表面清洗处理，用以去除铸件内表面上的油污、砂粒，然后采用类似滚塑工艺的方法即可将丁基橡胶均匀地衬在工件的内表面。由于铸件内表面 有许多微坑，非金属涂层的材料软化以后可以沉积到这些微坑里面,，形成无数个微嵌点，起到较好的机械结合效果。一般情况下，根据脱硫污水中氯粒子浓度的大小和输送脱硫污水温度的不同，可以用作内衬的橡胶材料有三种：丁基橡胶、三元乙丙橡胶和氟橡胶。其具体施工工艺略有不同

　　过流部件和转子

　　所有过流部件和转子都采用双向不锈钢1.4462喷涂CrC工艺,

　　湿法脱硫系统中泵类设备的主要腐蚀因素

　　湿法脱硫系统内部工作环植十分复杂：固体、液体、气体互相混合、酸碱交融、冷热交替、烟气中的固态和气态成分、烟气流速、温度以及浆液pH值、F、CI以及颗粒物体的冲刷和沉积腐蚀等影响因素众多。

　　一般火电厂的排烟中含有S02、NOx、HCL、HF等气体，在吸收塔内烟气与含有CaCO3, Ca(OH)2等物质的吸收剂充分接触，污染物被吸收剂留在浆液之中、从而实现与烟气的分离，因而脱硫洗涤液中含有H2SO4、HCl、HF等酸谊和Cl咱R 含有15%-20%左右的悬浮固体颗粒。所有这些洗涤浆液最终都要经由回收系统通过奈莫泵来输送。

　　由于污水中的石灰石浆液和石膏浆液中含有大量Cl、F、SO3、 SO4等离子，以及脱硫系统中洗涤水的循环使用。这些离子在浆液中逐渐富集，对金属部件的腐蚀磨损严重。尤其是CI，它是造成金属孔蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀和选择性腐蚀的主要原因，它加快了单螺杆泵金属部件的腐蚀破坏。使用经验证明，当Cl的含量达到20000 x 10（-6）时, 一般不锈钢已经不能再使用, 而要采用非金属材料衬里。这就是耐驰公司脱硫污水输送泵的吸入室和排出体为什么要采用橡胶内村的原因。一般在正常情况下，单螺杆泵在这种工况下输送污水，其金属部件的腐蚀率可以达到1.25 mm/a，个别部件甚至达到5 mm/a.

　　耐驰公司的金属材料选择

　　鉴于上述原因，耐驰公司在选择单螺杆泵的过流部件和转子时，一般都选用铁-钼-镍-铬不锈钢材料制作。虽然从成本角度考虑，在火电厂温法烟气脱硫系统中，防腐材料的选择应该本着经济适用的原则，满足脱硫工艺的要求即可，也就是说尽量选挥具有较长使用寿命的金 属或者非金属材料，对金属表面可能接触腐蚀性介质的不同部位，应该衬以抗腐蚀性和耐磨损性强的非金属材料，但当这些措施难以达到工艺要求时，就只能采用镍基材料为主的不锈钢来制作单螺杆泵的过流部件和转子。

　　耐驰公司一般选择DIN标准, 牌号为1.4462的双相不锈钢材料来制作过流部件和转子等。这种材料 的主要化学成分含量如下。这种材料目前是脱硫领域内比较认可的、使用业绩较好的不锈钢，最近五年我们通过国内十几家知名的污水处理设备成套公司为全国10多个电厂烟气脱硫项目提供了约150 台用于输送脱硫污水的奈莫单螺杆泵,根据使用现场反馈,效果都比较理想。

　　国际上同行业制造商的金属防腐材料选择
 
　　有关资料显示,目前美国在电厂脱硫污水中主要选择采用高镍基合金或者碳钢包裹高镍基合金板，它性能优越、具有良好的耐温度性、较好的耐腐蚀性、耐介质渗透性，并可以保证良好的施工质量，但其价格昂贵，加工制造需要专用技术和设备，现场施工难度大，不适合中国的国情；德国和欧洲等国家多采用玻璃钢和碳钢内衬橡胶板，特别是在脱硫污水的输送设备中，这些国家主要采用碳铜内衬橡胶工艺或者选择双相不锈钢材料。耐驰(兰州) 泵业有限公司作为德国耐驰奈莫泵公司在中国的独资公司，完全采用德国先进的机械加工技术和一些高端的新技术，来满足市场千变万化 的需求。比如该公司的NM系列单螺杆泵，在电厂脱硫污水输送防腐技术方面，就采用了上述的技术工艺，并且使用效果确实不错,。

　　目前,我国在该领域中使用的设备防腐材料，主要是金属件涂覆或者内衬丁基橡胶和乙烯基醋树脂玻璃鳞片，这两种非金属材料具有良好的耐热性和化学稳定性，施工简便，价格便宜，已经在国内使用多年，是国内普遍使用的湿法脱硫工艺中的材料。但它们的耐磨性和耐应力腐蚀性能低(乙烯基醋树脂玻璃鳞片) ，防结垢性差，且施工周期长，敷率较低。同时，许多设备由于自身的设计制造特点决定了不可能采用涂覆或者内衬工艺来满足某些设备的部件设计要求,在这种情况下。耐驰(兰州)泵业有限公司采用的技术填补了国内同行业设备制造 商产品方面的一个空白。根据耐驰公司的类比试验，只要脱硫污水中的氯离子浓度小于等于60000 mg/l，污水pH值在3-6之间，都可以采用双相不锈钢来制作防腐霉件。如果氯离子浓度更高,则通过在双相不锈钢零件表面喷涂Cl涂层来提高金属部件的防腐能力。根据耐驰的使用经验，这种金属零件适合于各种普通酸类和含氯化合物等磨蚀性介质的输送,

　　泵的轴封

　　泵轴封采用特殊材料的机械密封，并带冲洗水装置。污水浆液中一般含20%-40%的石灰石和石膏等固体。固体颗粒在几十微米喧几百微米之间,同时污水浆液中含有强腐蚀性的H2S04, HCI、HF等强酸性废液，污水的pH值基本在4.5-6.5之间。因为污水中既含有固体颗粒等磨蚀性介质，又含有酸性腐蚀性介质，因此，选择泵体密封时，一定要慎重选择密封材料和密封形式。
 
　　一般情况下可以选择最常用的机械密封和填料密封、但是使用这两种密封形式又各有优缺点，例如，选用机械密封，如果没有配套的冲洗装置，机封的使用效果就比较差，维修成本太高，而且因此造成的停工处理时间较长，同时，污水中的介质，像Ca(OH)2等，在接触空气中的C02以后容易结晶或者沉淀，附着在 动环和静环之间的密封面上，造成密封损坏乃至失效。而选择带有简单冲洗装置的填料密封，如果与填料接触的轴段的硬度和粗糙度达不到一定的要求，填料段经常会被磨出一个深沟，所以提高轴段的硬度是解决泵体密封保证泵良好运行的一个关键因素。如果在这种工况下选择填料密封，对于填料轴段的硬化和表面粗糙度要求就比较高，耐驰公司对于填料轴段的处理有特殊的热喷涂工艺来保证泵的使用要求。
 
　　但是在这两种方式里面。耐驰公司一般首选机械密封来实现泵体的密封，主要是为了尽可能减少泵的泄漏，毕竟这种脱硫污水的腐蚀性是比较强的。相对来说，填料密封的泄漏比机械密封的泄漏量要大，而泄漏出来的介质会给设备使用现场带来不必要的麻烦。对于机械密封材质的选择，按照机械密封的动环、静环、辅助密封、弹簧以及其它零件材料的次序，耐驰选择SiC-Si 反应粘合碳化硅、SiC-Si反应粘合碳化硅、三元乙丙橡胶、Hast.C4、Hast. C4。机械密封的结构形式选择德国博格曼公司代号为M7N的形式。根据泵型号的不同，可以选择单端面机械密封、双端面密封或背靠背机械密封。对于机械密封冲洗方式、选择API 682 Seal Flush Plan Plan 2方式进行冲洗。

　　结论

　　在电厂湿法烟气脱硫装置中，烟气、浆液在以及脱硫污水对于设备的腐蚀可以分为下面三个部分：烟道以及换热系统、S02以及氧化系统、吸收剂输送以及回收系统过程中污水的输送。而奈莫泵主要用于第三部分即吸收剂输送以及回收 系统过程巾污水的输送。由于前面两个流程中石灰石浆液并不能有效吸收烟气中的SO3，其浓度降低很小,SO3溶解于水中生成硫酸雾，再加上烟气中的HCI、HF生成酸性雾，这些酸雾或者酸液会对与它吸附接触的设备造成严重的金属腐蚀，而最终这些物质对设备的腐蚀都要体现在奈莫泵输送脱硫污水的过程中，这就要求奈莫泵必须能够胜任工艺需要。