兩種高壓煤漿泵的比較

1、兩種高壓煤漿泵的比較我公司生產(chǎn)裝置的氣化車間采用對(duì)置式四噴嘴氣化爐水煤漿加壓氣化工藝。該氣化爐工作壓力為 4.0MPa。氣化爐的高壓煤漿是由高壓 煤漿泵提供的。高壓煤漿泵在工藝流程中的作用是抽取煤漿槽 V1201 內(nèi)的水煤漿，加壓至6.0MPa經(jīng)新型預(yù)膜外混式燒嘴（X1301）霧化后進(jìn) 入氣化爐燃燒生成合成氣。 高壓煤漿泵對(duì)水煤漿加壓氣化是非常重要 的設(shè)備，公司采用 2 種類型的高壓煤漿泵， 其中一種為 FELUWPAumpen 有限公司制造的、型號(hào)為 GL200/ 2002K160-4SM460H啲雙作用軟 管隔膜往復(fù)式泵； 另一種為 Weir Netherlandsb.v ，公司制造的、

2、GEHO PUMSS號(hào)為ZPM700勺活塞式隔膜泵。通過實(shí)際使用說明，F(xiàn)ELUWAPumper產(chǎn)品優(yōu)于 GEHO PUMS1 工作原理 .2 種類型的高壓泵的工作原理基本相似，都是使輸送介質(zhì)與活塞 不直接接觸， 而是由一個(gè)橡膠隔膜將其隔開， 這樣設(shè)計(jì)將泵的易損件 數(shù)量降到最少。GEHO PUMS電機(jī)帶動(dòng)減速機(jī)，減速機(jī)通過齒式聯(lián)軸器推進(jìn)齒輪副轉(zhuǎn)動(dòng)， 齒輪副的大齒輪與曲軸連為一體， 曲軸上的連桿與同活塞桿相 連的十字頭相連，這樣曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)就可轉(zhuǎn)化為活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)， 從而完成液力端的抽吸及排出煤漿過程。 推進(jìn)液系統(tǒng)通過監(jiān)測(cè)桿對(duì)隔膜行程的監(jiān)測(cè)，然后把信號(hào)送給 PLC由PLC控制補(bǔ)排油。保證泵常 運(yùn)

3、行。FELUWA Pumpen由V形皮帶推進(jìn)器和減速箱的減速作用，使得電 機(jī)轉(zhuǎn)速降低到?jīng)_程齒輪箱的傳動(dòng)速度。 沖程和減速組合箱將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 轉(zhuǎn)換為往復(fù)運(yùn)動(dòng)， 然后將速度降低到活塞所需的沖程次數(shù)。 活塞在氣 缸內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，排出大量的液壓油，從而帶動(dòng)隔膜移動(dòng)。隨后通過 活動(dòng)的液體激活泵軟管變形。 活塞向前運(yùn)動(dòng)時(shí)，擠壓泵的軟管， 通過 軟管收縮排出其中的煤漿， 且不斷用泵膜片將隔膜和泵軟管之間的傳 動(dòng)液體與活塞和隔膜之間的液壓油分離； 活塞向后運(yùn)動(dòng)時(shí)， 前泵壓頭 隔膜向內(nèi)抽吸， 而泵軟管則恢復(fù)其原形，即圓柱形，這樣該泵頭就會(huì) 產(chǎn)生真空， 從而使煤漿從閥門底部 （ 吸入口）流入泵軟管。 在活塞前向 沖

4、程期間， 液壓油將隔膜向前推動(dòng)， 傳動(dòng)液體以活塞排出的液體量擠 壓泵軟管， 從而迫使煤漿通過壓力閥流入垂直總管。 活塞每個(gè)沖程液 壓油都通過機(jī)械控制補(bǔ)排 1 次。2 開停車操作比較FELUWA Pumper操作簡(jiǎn)單方便，但開車前應(yīng)檢查曲軸箱、減速機(jī) 箱、推進(jìn)液貯油箱內(nèi)液位； 泵出口軟管隔膜緩沖器蓄能器內(nèi)氮?dú)鈮毫?是否在5.6MPa,入口軟管隔膜緩沖器蓄能器內(nèi)氮?dú)鈮毫κ欠裨?0.1 MPa檢查各壓力表指示是否正常；檢查潤(rùn)滑油濾網(wǎng)前后閥門是否打 開，旁路閥是否關(guān)閉。 然后再確認(rèn)管線是否暢通， 打開煤漿槽底部的 放料閥和煤漿給料泵入口管排放閥， 有煤漿排出， 則管線暢通， 然后 關(guān)閉兩閥； 如果不通

5、， 要進(jìn)行沖洗。一切正常后就可以啟動(dòng)泵。 啟動(dòng) 泵前應(yīng)先等變頻器運(yùn)行后啟動(dòng)潤(rùn)滑油系統(tǒng)、 主電機(jī)打清水循環(huán)， 然后 等切換煤漿后打遠(yuǎn)控，由控制式控制，這樣 FELUWPumpen便開車成 功。而GEHCPUMST車操作比較復(fù)雜，開車前的檢查與 FELUWPumpen基 本相同。啟動(dòng)前先送上電，然后啟動(dòng)潤(rùn)滑油系統(tǒng)、推進(jìn)液系統(tǒng)。 再進(jìn) 行工藝處理： 開泵吸入管線上沖洗水閥向泵內(nèi)注入新鮮水； 當(dāng)隔膜室 內(nèi)充滿水后， 關(guān)閉泵出口導(dǎo)淋閥； 打開隔膜室推進(jìn)液端排氣閥對(duì)推進(jìn) 液端進(jìn)行排氣；將推進(jìn)液泵投自動(dòng)狀態(tài)，給、 排油投自動(dòng)狀態(tài)， 觀察 推進(jìn)液壓力在0.5I.OMPa范圍內(nèi)且穩(wěn)定時(shí)，手動(dòng)按下PLC控制箱上

6、“推進(jìn)液供給”按鈕， 向隔膜室內(nèi)補(bǔ)入推進(jìn)液， 同時(shí)還要注意油箱油 位，油位下降要及時(shí)補(bǔ)油。 當(dāng) 4 個(gè)隔膜室推進(jìn)液排氣管排出的推進(jìn)液 內(nèi)無氣泡且PLC控制箱上4個(gè)補(bǔ)油指示燈全部熄滅時(shí)，關(guān)閉推進(jìn)液排 氣閥，稍開泵出口導(dǎo)淋閥；對(duì)泵進(jìn)行手動(dòng)盤車；盤車過程中當(dāng)發(fā)現(xiàn)有 補(bǔ)油指示燈亮?xí)r，暫停盤車， 等該補(bǔ)油燈熄滅時(shí)繼續(xù)盤車；繼續(xù)盤車 當(dāng)確認(rèn)控制箱上再無補(bǔ)油燈亮?xí)r，停止盤車，關(guān)閉泵出口導(dǎo)淋閥，工 藝處理結(jié)束。然后再啟動(dòng)主電機(jī)打清水循環(huán)， 等待切換煤漿后打遠(yuǎn)控， 由控制式控制。相比較，F(xiàn)ELUWA Pumpe沒有煩瑣的工藝處理操作簡(jiǎn)單，員工勞動(dòng)強(qiáng)度輕。停車時(shí) 2 種泵沒有什么區(qū)別3 泵的結(jié)構(gòu)比較3.1 隔膜緩

7、沖器的不同由于往復(fù)式泵隨著活塞的周期移動(dòng)，泵的輸送壓力和流量呈周期波 動(dòng)，為了補(bǔ)償脈動(dòng)輸出和平穩(wěn)壓力峰值，兩類泵都設(shè)置隔膜緩沖器。 設(shè)置隔膜緩沖器同時(shí)還可以防止泵內(nèi)及周圍產(chǎn)生振動(dòng)和噪音， 最大限 度降低泵及齒輪箱的磨損， 保護(hù)測(cè)量?jī)x表， 防止閥法蘭螺紋連接處的 泄漏，避免NPSH氐時(shí)產(chǎn)生氣蝕。GEHO PUMS勺隔膜緩沖器是由隔膜緩沖罐、GEH（隔膜脈動(dòng)擋板及 相應(yīng)的附屬部件組成。GEHO PUM是隔膜緩沖器通過GEH（隔膜脈動(dòng) 擋板把輸送的煤漿和氮?dú)飧糸_， 當(dāng)輸送壓力達(dá)到峰值或有過多的煤漿 流量出現(xiàn)時(shí)，GEHOI膜脈動(dòng)擋板在煤漿上面被壓縮而在泵的吸入沖 程被釋放出來， 然后煤漿又回到排出管，

8、 因而相應(yīng)地使脈沖降氐到了 最小程度。FELUWA Pumpen是FELUWM管隔膜脈沖緩沖器，它是由軟管隔 膜脈沖緩沖器、 氣囊式儲(chǔ)能器及儲(chǔ)能器自動(dòng)充氣裝置。 脈沖器的連續(xù) 充氣通過泵頭上的內(nèi)置活塞壓縮機(jī)來實(shí)現(xiàn)。 這樣就可保證吸入口和排 出口壓力流量更穩(wěn)定，更好地起到對(duì)泵的保護(hù)作用。3.2 進(jìn)出口的單向閥GEHO PUMS只有1只錐形帶彈簧的單向閥，由彈簧的變形決定閥 門的行程。這種閥門行程相對(duì) FELUWAumpen的單向閥行程大，容易 在閥門處沉積煤漿，在閥門處卡的可能性比較大。而 FELUWAPumpen 采用盒式設(shè)計(jì)， 進(jìn)出口單向閥是帶球面閥閥球擋桿， 而且是采用雙閥 門帶軟密封的球

9、閥， 確保了幾乎氣密的密封， 軟密封的擠壓提供了金 屬座外的輔助密封。 不但密封效果好， 同時(shí)還更有效地防止大顆粒沉 淀在閥門處而卡住單向閥。FELUWAPumper即使煤漿大顆?？ㄔ谝粋€(gè) 單向閥處，但另一單向閥還可以工作，不至于停車檢修。 在公司試車 階段，2臺(tái)GEHO PUMS出現(xiàn)煤漿大顆?？ㄗ蜗蜷y的情況，只得拆 開單向閥對(duì)進(jìn)出口進(jìn)行沖洗。 另外，在系統(tǒng)運(yùn)行期間由于細(xì)鐵絲進(jìn)入 GEHOPUM，S 在泵的入口單向閥處卡住，使泵不打量而引起系統(tǒng)跳車。 FELUW/Pumper單向閥盒式設(shè)計(jì)可借助頂絲很容易把閥門拆除，公司 在安裝FELUWA Pumper閥門聲學(xué)監(jiān)測(cè)器拆除單向閥時(shí)比拆開 GE

10、HO PUMS勺單向閥勞動(dòng)強(qiáng)度小，且用時(shí)間少。這些表明FELUWA Pumpen進(jìn)出口單向閥出故障率小，還有利于檢修。同時(shí)FELUWAumpen進(jìn)出口流線是直線流動(dòng)通道設(shè)計(jì)， 使煤漿流動(dòng)無流向變化， 同時(shí)沒有死角 使煤漿沉積。3.3 隔膜的區(qū)別GEHO PUMS高壓煤漿泵只有平隔膜，而 FELUWA Pumped是軟管和隔膜。GEHCPUMSS過活塞移動(dòng)推動(dòng)推進(jìn)液，再通過推進(jìn)液傳遞壓 力使平隔膜發(fā)生變形， 從而使隔膜室壓力變化來使煤漿吸入排出。 當(dāng) 平隔膜破損就需要馬上停車檢修，否則導(dǎo)致推進(jìn)液端和安全閥的損 壞，且平隔膜直接與煤漿接觸，容易損壞。而 FELUWAumper軟管隔 膜活塞泵，采用

11、平隔膜的原理再借助于額外增加的柔性軟管（ 軟管隔膜） 得以改進(jìn)。被輸送的煤漿僅直接與內(nèi)側(cè)和輸送的閥門相接觸，煤 漿和推進(jìn)液被平隔膜和軟管隔膜隔離開， 不但保護(hù)了隔膜， 同時(shí)平隔 膜和軟管隔膜間充的二次推進(jìn)液起著液力耦合作用并使泄漏監(jiān)測(cè)的 安全系統(tǒng)構(gòu)想得以實(shí)現(xiàn)。 軟管隔膜給其內(nèi)流動(dòng)的煤漿提供了最佳的性 能狀態(tài)， 這種設(shè)計(jì)可能參考了仿生學(xué)的原理。 軟管隔膜的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度與 人體的動(dòng)脈運(yùn)動(dòng)很相仿， 使軟管隔膜的運(yùn)動(dòng) （收縮運(yùn)動(dòng) ） 被限制在最小 程度， 確保軟管有較長(zhǎng)的使用壽命， 有了軟管隔膜又延長(zhǎng)了平隔膜的 使用壽命。FELUWA Pumper軟管隔膜解決了 GEHO PUMS于采用平 隔膜使煤漿有不

12、良運(yùn)動(dòng)方向的缺點(diǎn)，同時(shí)煤漿在隔膜室有沉降的傾 向，隔膜易磨損， 而軟管隔膜內(nèi)煤漿的流動(dòng)模式給泵創(chuàng)造了最佳的條 件。對(duì)于輸送有懸浮性、黏度大、有磨損性、含固量大 （ 濃度為 65 左右）、剪切力大等特性的煤漿更能體現(xiàn) FELUWA Pump軟管隔膜的 優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)軟管隔膜破裂 （可能性比較小 ） 的情況下，該泵仍能以 GEHO PUMS勺模式可靠地運(yùn)行，不需要馬上停車，等系統(tǒng)停車時(shí)再換軟管 隔膜，不會(huì)因?yàn)楦邏好簼{泵的隔膜破裂而使系統(tǒng)停車。4 FELUWA Pumper內(nèi)置活塞的介紹FELUWA Pumper軟管隔膜緩沖器進(jìn)行脈動(dòng)緩沖時(shí)，最大剩余脈沖 取決于空氣壓力槽中液柱上方的壓縮空氣的體積， 然而

13、氣體在被煤漿 接觸的表面有一定的損失， 這樣相應(yīng)地減少緩沖體積， 空氣緩沖槽的 這一損失就需要定期進(jìn)行補(bǔ)償。PELUWA Pump設(shè)計(jì)了 “內(nèi)置式活塞 式壓縮機(jī)”， 伴隨著活塞的每個(gè)沖程， 其向空氣槽送入小量的壓縮氣 體。泵內(nèi)置活塞壓縮機(jī)可達(dá)到的壓力總是比泵的最大壓力高出許多， 這樣保證了正常操作條件下，煤漿不可能倒流回泵的內(nèi)置式壓縮機(jī) 中。內(nèi)置式活塞式壓縮機(jī)補(bǔ)充氣體原理是隨著每個(gè)活塞桿的返回沖 程，小量過濾空氣通過單向過濾閥被送進(jìn)壓縮機(jī)腔內(nèi)， 隨著每個(gè)活塞 桿向前的沖程， 壓縮空氣通過單向閥被送進(jìn)壓力空氣槽。 此過程隨泵 的每個(gè)沖程周而復(fù)始的進(jìn)行， 這樣就使空氣緩沖槽中的有效氣體總保 持在一

14、個(gè)最佳的水平。5 控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單地比較：GEHO PUM是靠PLC電氣邏輯控制，F(xiàn)ELUWA Pumpei 靠機(jī)械控制。5.1 GEHO PUMS勺控制系統(tǒng)5.1.1 GEHO PUMS通過隔膜的行程監(jiān)控來控制補(bǔ)排油由GEHCPUM推進(jìn)活塞的原理決定活塞和隔膜之間的推進(jìn)液量需要在 一定范圍內(nèi)。推進(jìn)液體的減少將導(dǎo)致隔膜撞擊隔膜箱的后板而使隔膜 損壞， 這樣還會(huì)造成泵內(nèi)出現(xiàn)敲擊噪聲； 相反過量推進(jìn)液體量將給隔 膜造成過壓或損壞。 為了保護(hù)隔膜不發(fā)生上面描述的危險(xiǎn)狀況， 推進(jìn) 液控制系統(tǒng)在必要時(shí)控制減少或增加推進(jìn)液體量。 其工作原理為： 在 泵隔膜后的錐形板連接到監(jiān)視桿上， 當(dāng)推進(jìn)液過量或不足會(huì)造成隔

15、膜 超出正常隔膜行程位置， 監(jiān)視器桿通過磁探頭檢測(cè)到這個(gè)信號(hào)， 送給 PLC, PLC推進(jìn)電/氣三口兩位置閥門，通過電/氣三口兩位置閥門 操作填充或排出兩口兩位置閥門來使推進(jìn)液補(bǔ)充或排出。 這樣不但滿 足推動(dòng)液的填充和排放， 同時(shí)可達(dá)到一個(gè)可控的隔膜行程位置以保護(hù) 隔膜不被拉伸。這種PLC信號(hào)易受外界信號(hào)干擾，使補(bǔ)排油系統(tǒng)出現(xiàn) 故障。5.1.2推進(jìn)液系統(tǒng)的壓力檢測(cè)在主供應(yīng)管線中安裝了一個(gè)壓力變送器。 如果系統(tǒng)壓力達(dá)到一定的預(yù) 先設(shè)置值， 則推進(jìn)液體泵將被關(guān)閉。 如果系統(tǒng)壓力低于一定的預(yù)先設(shè) 置值，則推進(jìn)液體泵將被打開。通過推進(jìn)液壓力的檢測(cè)、 啟動(dòng)推進(jìn)液 泵。推進(jìn)液壓力隨著推進(jìn)液的補(bǔ)排會(huì)有波動(dòng)，

16、 為了避免推進(jìn)液泵的頻 繁啟動(dòng)。 推進(jìn)液系統(tǒng)裝配了 1 以長(zhǎng)時(shí)間保持系統(tǒng)壓力正常。因此，使 用該系統(tǒng)可以在關(guān)閉泵后依然保持正常壓力。5.1.3過壓報(bào)警和過壓安全閥 在脈動(dòng)擋板的頂部安裝有壓力變送器， 這個(gè)變送器與出口脈動(dòng)擋板的 氣體側(cè)相連接。 當(dāng)系統(tǒng)壓力過高時(shí)會(huì)發(fā)出信號(hào)， 這個(gè)信號(hào)使壓力變送 器發(fā)出信號(hào)把泵關(guān)閉從而保護(hù)泵。但由于某些原因會(huì)造成監(jiān)視過壓的壓力變送器不工作或泵不能立即 停止， 其原因主要是慣性力太大而使排出口壓力持續(xù)超過設(shè)定點(diǎn)。 為 了解決這個(gè)問題， 裝有 1 個(gè)常用泄壓閥并通過高壓歧管連接到所有 4 個(gè)隔膜箱上。 該歧管通過 1 個(gè)檢查閥連接到每個(gè)隔膜箱上， 以防止隔 膜箱之間的

17、油出現(xiàn)流動(dòng)，保持泄壓閥底側(cè)的管線壓力恒定。5.2 FELUWA Pumpe n的控制系統(tǒng)5.2.1持續(xù)空氣排放為了保證推進(jìn)液端持續(xù)空氣排放和無論是平隔膜還是軟管隔膜不被過分拉伸，每一個(gè)沖程均有一定量推進(jìn)液由推進(jìn)液端被導(dǎo)入高位油 槽。推進(jìn)液又從高位油槽通過泄漏補(bǔ)償閥自動(dòng)返回推進(jìn)液端， 推進(jìn)液 經(jīng)控制的通道由排出腔流入油槽。 這樣設(shè)計(jì)使得在任何吸入沖程從推 進(jìn)液中釋放出來的氣泡都被排放到油槽中。5.2.2泄漏控制推進(jìn)液的損失量可由泵自動(dòng)補(bǔ)償，因?yàn)?FELUWAumpen設(shè)計(jì)自動(dòng)補(bǔ)償 泄漏控制裝置。當(dāng)泵在吸入沖程中，平隔膜被拉向活塞的推進(jìn)液端， 如果由于泄漏推進(jìn)液體積減少， 平隔膜將推動(dòng)控制盤， 它

18、依次通個(gè)蓄 能器，它預(yù)先填充了氮?dú)猓蛇^杠桿再打開補(bǔ)償閥門。活塞進(jìn)一步往 后運(yùn)動(dòng)會(huì)在推進(jìn)腔造成真空， 因?yàn)槠礁裟げ荒茉儆腥魏我苿?dòng)。 一旦真 空超出補(bǔ)償閥門的設(shè)定范圍， 閥門就被打開， 在排出沖程中排入油槽 的推進(jìn)液就會(huì)在活塞的吸入沖程中補(bǔ)充回來， 推進(jìn)液的損失量又回到 推進(jìn)液端。通過杠桿受平隔膜的機(jī)械作用， 補(bǔ)償閥門是打不開的，保 證平隔膜和軟管隔膜不會(huì)被過分的拉伸， 起到保護(hù)平隔膜和軟管隔膜 的作用。5.2.3旁路流量調(diào)節(jié)裝置對(duì)于短時(shí)間的間歇流量變化，F(xiàn)ELUWAPumpen系統(tǒng)通過節(jié)流裝置自動(dòng) 調(diào)節(jié)。該節(jié)流裝置的工作原理類似超壓安全閥。 基本上在泵的每個(gè)排 出沖程中， 可以使由活塞的位移產(chǎn)

19、生的推進(jìn)液量的變化那部分導(dǎo)入油 槽，這部分推進(jìn)液量是無級(jí)可調(diào)的。 因?yàn)榛钊奈灰谱饔玫狡礁裟げ?依次作用到軟管隔膜上的推進(jìn)液的體積減少了導(dǎo)入油槽的那部分量，所以泵的輸出量相應(yīng)地減少。用旁通流量調(diào)節(jié)裝置以至少0.3MPa的壓力臨時(shí)性地和線性地調(diào)節(jié)流量。5.2.4過壓的保護(hù)系統(tǒng)過壓閥當(dāng)輸送的煤漿壓力提高， 隔膜室壓力也很高， 同時(shí)推進(jìn)液壓力也會(huì)同 樣超壓，此時(shí)裝在泵頭的過壓閥就會(huì)自動(dòng)打開， 從而將推進(jìn)液釋放到 油箱， 再通過泄漏補(bǔ)償閥門又自動(dòng)地從油箱返回到液壓室。 通過盤形 彈簧加載的過壓安全閥對(duì)泵以及沖程齒輪箱起保護(hù)作用， 使其避免由 于出口閥的誤動(dòng)關(guān)閉和管道堵塞而引起的超載。5.2.5軟管檢漏

20、器用探針不斷地檢測(cè)泵軟管和隔膜的完整性， 如果軟管發(fā)生泄漏， 該探 針便會(huì)在控制器上發(fā)出警報(bào)信號(hào)。5.2.6隔膜檢漏器電容探測(cè)器不斷地檢測(cè)活塞和隔膜之間的液壓油，如果隔膜 （ 水油 乳液） 發(fā)生泄漏，電容探測(cè)器便會(huì)指向控制器。5.2.7閥門工況的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)FELUWA Pumper的單向閥還配有利用聲學(xué)原理的閥門工況監(jiān)測(cè)系 統(tǒng)。該系統(tǒng)可以盡早地發(fā)現(xiàn)閥門的損壞。 使用診斷系統(tǒng)可以優(yōu)化維護(hù)。 在線工況監(jiān)測(cè)方法允許針對(duì)損壞情況的維修， 延長(zhǎng)運(yùn)行時(shí)間， 減少停 車和相應(yīng)的維修成本損失。該系統(tǒng)是利用了泄漏通常發(fā)生在湍流區(qū) 域，尤其在高壓條件下出現(xiàn)氣蝕時(shí)， 這時(shí)會(huì)產(chǎn)生聲波或超聲波， 可以 在閥門外安裝傳感器進(jìn)行探測(cè)的原理。 聲級(jí)與泄漏量有線性關(guān)系。 該 診斷系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)為：能觀察泵的所有排出閥；能盡早發(fā)現(xiàn)閥的泄漏； 而且該系統(tǒng)不受泵正常操