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)霧化后進入氣化爐燃燒生成合成氣。高壓煤漿泵對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FELUWA Pumpen制造的、型號為GL2002002K160-4SM460HD的雙作用軟管隔膜往復(fù)式泵；另一種為Weir Netherlandsb.v，公司制造的、GEHO PUMS型號為ZPM700的活塞式隔

2、膜泵。通過實際使用說明，F(xiàn)ELUWA Pumpen產(chǎn)品優(yōu)于GEHO PUMS。1  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，而是由一個橡膠隔膜將其隔開，這樣設(shè)計將泵的易損件數(shù)量降到最少。        GEHO PUMS電機帶動減速機，減速機通過齒式聯(lián)軸器推進齒輪副轉(zhuǎn)動，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)運動就可轉(zhuǎn)化為活塞的往復(fù)運動，從而完成液力端的抽吸與排出煤漿過程。推進液系統(tǒng)通過監(jiān)測桿對隔膜行程的監(jiān)測，然后把信號送給

3、PLC，由PLC控制補排油。保證泵常運行。    FELUWA Pumpen由V形皮帶推進器和減速箱的減速作用，使得電機轉(zhuǎn)速降低到?jīng)_程齒輪箱的傳動速度。沖程和減速組合箱將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為往復(fù)運動，然后將速度降低到活塞所需的沖程次數(shù)?；钊跉飧鬃魍鶑?fù)運動，排出大量的液壓油，從而帶動隔膜移動。隨后通過活動的液體激活泵軟管變形。活塞向前運動時，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液體與活塞和隔膜之間的液壓油分離；活塞向后運動時，前泵壓頭隔膜向抽吸，而泵軟管則恢復(fù)其原形，即圓柱形，這樣該泵頭就會產(chǎn)生真空，從而使煤漿從閥門底部(吸入口)流入泵

4、軟管。在活塞前向沖程期間，液壓油將隔膜向前推動，傳動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?；钊總€沖程液壓油都通過機械控制補排1次。2  開停車操作比較    FELUWA Pumpen操作簡單方便，但開車前應(yīng)檢查曲軸箱、減速機箱、推進液貯油箱液位；泵出口軟管隔膜緩沖器蓄能器氮氣壓力是否在5.6MPa，入口軟管隔膜緩沖器蓄能器氮氣壓力是否在0.1 MPa；檢查各壓力表指示是否正常；檢查潤滑油濾網(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，

5、然后關(guān)閉兩閥；如果不通，要進行沖洗。一切正常后就可以啟動泵。啟動泵前應(yīng)先等變頻器運行后啟動潤滑油系統(tǒng)、主電機打清水循環(huán)，然后等切換煤漿后打遠控，由控制式控制，這樣FELUWA Pumpen便開車成功。而GEHO PUMS開車操作比較復(fù)雜，開車前的檢查與FELUWA Pumpen基本一樣。啟動前先送上電，然后啟動潤滑油系統(tǒng)、推進液系統(tǒng)。再進行工藝處理：開泵吸入管線上沖洗水閥向泵注入新鮮水；當(dāng)隔膜室充滿水后，關(guān)閉泵出口導(dǎo)淋閥；打開隔膜室推進液端排氣閥對推進液端進行排氣；將推進液泵投自動狀態(tài)，給、排油投自動狀態(tài)，觀察推進液壓力在0.51.0MPa圍且穩(wěn)定時，手動按下PLC控制箱上“推進液供給”按鈕，

6、向隔膜室補入推進液，同時還要注意油箱油位，油位下降要與時補油。當(dāng)4個隔膜室推進液排氣管排出的推進液無氣泡且PLC控制箱上4個補油指示燈全部熄滅時，關(guān)閉推進液排氣閥，稍開泵出口導(dǎo)淋閥；對泵進行手動盤車；盤車過程中當(dāng)發(fā)現(xiàn)有補油指示燈亮?xí)r，暫停盤車，等該補油燈熄滅時繼續(xù)盤車；繼續(xù)盤車當(dāng)確認控制箱上再無補油燈亮?xí)r，停止盤車，關(guān)閉泵出口導(dǎo)淋閥，工藝處理結(jié)束。然后再啟動主電機打清水循環(huán)，等待切換煤漿后打遠控，由控制式控制。相比較，F(xiàn)ELUWA Pumpen沒有煩瑣的工藝處理操作簡單，員工勞動強度輕。停車時2種泵沒有什么區(qū)別。3  泵的結(jié)構(gòu)比較3.1  隔膜緩沖器的不

7、同    由于往復(fù)式泵隨著活塞的周期移動，泵的輸送壓力和流量呈周期波動，為了補償脈動輸出和平穩(wěn)壓力峰值，兩類泵都設(shè)置隔膜緩沖器。設(shè)置隔膜緩沖器同時還可以防止泵與周圍產(chǎn)生振動和噪音，最大限度降低泵與齒輪箱的磨損，保護測量儀表，防止閥法蘭螺紋連接處的泄漏，避免NPSH低時產(chǎn)生氣蝕。    GEHO PUMS的隔膜緩沖器是由隔膜緩沖罐、GEHO隔膜脈動擋板與相應(yīng)的附屬部件組成。GEHO PUMS是隔膜緩沖器通過GEHO隔膜脈動擋板把輸送的煤漿和氮氣隔開，當(dāng)輸送壓力達到峰值或有過多的煤漿流量出現(xiàn)時，GEHO隔膜脈動擋板在煤漿上面被壓縮而在泵的吸入沖程被釋放出來，

8、然后煤漿又回到排出管，因而相應(yīng)地使脈沖降低到了最小程度。    FELUWA Pumpen是FELUWA軟管隔膜脈沖緩沖器，它是由軟管隔膜脈沖緩沖器、氣囊式儲能器與儲能器自動充氣裝置。脈沖器的連續(xù)充氣通過泵頭上的置活塞壓縮機來實現(xiàn)。這樣就可保證吸入口和排出口壓力流量更穩(wěn)定，更好地起到對泵的保護作用。3.2  進出口的單向閥    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FELUWA Pumpen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FELUWA Pumpen

9、采用盒式設(shè)計，進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，同時還更有效地防止大顆粒沉淀在閥門處而卡住單向閥。FELUWA Pumpen即使煤漿大顆?？ㄔ谝粋€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GEHO PUMS都出現(xiàn)煤漿大顆粒卡住單向閥的情況，只得拆開單向閥對進出口進行沖洗。另外，在系統(tǒng)運行期間由于細鐵絲進入GEHO PUMS，在泵的入口單向閥處卡住，使泵不打量而引起系統(tǒng)跳車。 FELUWA Pumpen單向閥盒式設(shè)計可借助頂絲很容易把閥門拆除，公司在安裝FELUW

10、A Pumpen的閥門聲學(xué)監(jiān)測器拆除單向閥時比拆開GEHO PUMS的單向閥勞動強度小，且用時間少。這些表明FELUWA Pumpen進出口單向閥出故障率小，還有利于檢修。同時FELUWA Pumpen進出口流線是直線流動通道設(shè)計，使煤漿流動無流向變化，同時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 Pumpen泵是軟管和隔膜。GEHO PUMS通過活塞移動推動推進液，再通過推進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)致推進液端和安

11、全閥的損壞，且平隔膜直接與煤漿接觸，容易損壞。而FELUWA Pumpen軟管隔膜活塞泵，采用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。被輸送的煤漿僅直接與側(cè)和輸送的閥門相接觸，煤漿和推進液被平隔膜和軟管隔膜隔離開，不但保護了隔膜，同時平隔膜和軟管隔膜間充的二次推進液起著液力耦合作用并使泄漏監(jiān)測的安全系統(tǒng)構(gòu)想得以實現(xiàn)。軟管隔膜給其流動的煤漿提供了最佳的性能狀態(tài)，這種設(shè)計可能參考了仿生學(xué)的原理。軟管隔膜的運動強度與人體的動脈運動很相仿，使軟管隔膜的運動(收縮運動)被限制在最小程度，確保軟管有較長的使用壽命，有了軟管隔膜又延長了平隔膜的使用壽命。FELUWA Pumpen的軟管隔

12、膜解決了GEHO PUMS由于采用平隔膜使煤漿有不良運動方向的缺點，同時煤漿在隔膜室有沉降的傾向，隔膜易磨損，而軟管隔膜煤漿的流動模式給泵創(chuàng)造了最佳的條件。對于輸送有懸浮性、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 Pumpen軟管隔膜的優(yōu)點。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的模式可靠地運行，不需要馬上停車，等系統(tǒng)停車時再換軟管隔膜，不會因為高壓煤漿泵的隔膜破裂而使系統(tǒng)停車。4  FELUWA Pumpen置活塞的介紹    FELUWA Pumpen軟管隔膜緩沖器進行脈動

13、緩沖時，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行補償。PELUWA Pumpen設(shè)計了“置式活塞式壓縮機”，伴隨著活塞的每個沖程，其向空氣槽送入小量的壓縮氣體。泵置活塞壓縮機可達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置式壓縮機中。置式活塞式壓縮機補充氣體原理是隨著每個活塞桿的返回沖程，小量過濾空氣通過單向過濾閥被送進壓縮機腔，隨著每個活塞桿向前的沖程，壓縮空氣通過單向閥被送進壓力空氣槽。此過程隨泵的每個沖程周而復(fù)始的進行，這樣就使空氣緩沖

14、槽中的有效氣體總保持在一個最佳的水平。5  控制系統(tǒng)簡單地比較：GEHO PUMS是靠PLC電氣邏輯控制，F(xiàn)ELUWA Pumpen是靠機械控制。5.1  GEHO PUMS的控制系統(tǒng)    5.1.1  GEHO PUMS通過隔膜的行程監(jiān)控來控制補排油由GEHO PUMS推進活塞的原理決定活塞和隔膜之間的推進液量需要在一定圍。推進液體的減少將導(dǎo)致隔膜撞擊隔膜箱的后板而使隔膜損壞，這樣還會造成泵出現(xiàn)敲擊噪聲；相反過量推進液體量將給隔膜造成過壓或損壞。為了保護隔膜不發(fā)生上面描述的危險狀況，推進液控制系統(tǒng)在必要時控制減

15、少或增加推進液體量。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)推進液過量或不足會造成隔膜超出正常隔膜行程位置，監(jiān)視器桿通過磁探頭檢測到這個信號，送給PLC，PLC推進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液補充或排出。這樣不但滿足推動液的填充和排放，同時可達到一個可控的隔膜行程位置以保護隔膜不被拉伸。這種PLC信號易受外界信號干擾，使補排油系統(tǒng)出現(xiàn)故障。5.1.2推進液系統(tǒng)的壓力檢測在主供應(yīng)管線中安裝了一個壓力變送器。如果系統(tǒng)壓力達到一定的預(yù)先設(shè)置值，則推進液體泵將被關(guān)閉。如果系統(tǒng)壓力低于一定的預(yù)先設(shè)置值，則推進液體泵將被打開。通過推進液壓力的檢

16、測、啟動推進液泵。推進液壓力隨著推進液的補排會有波動，為了避免推進液泵的頻繁啟動。推進液系統(tǒng)裝配了1以長時間保持系統(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過壓報警和過壓安全閥在脈動擋板的頂部安裝有壓力變送器，這個變送器與出口脈動擋板的氣體側(cè)相連接。當(dāng)系統(tǒng)壓力過高時會發(fā)出信號，這個信號使壓力變送器發(fā)出信號把泵關(guān)閉從而保護泵。但由于某些原因會造成監(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。為了解決這個問題，裝有1個常用泄壓閥并通過高壓歧管連接到所有4個隔膜箱上。該歧管通過1個檢查閥連接到每個隔膜箱上，以防止隔膜箱之間

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

18、液體積減少，平隔膜將推動控制盤，它依次通個蓄能器，它預(yù)先填充了氮氣，可過杠桿再打開補償閥門?；钊M一步往后運動會在推進腔造成真空，因為平隔膜不能再有任何移動。一旦真空超出補償閥門的設(shè)定圍，閥門就被打開，在排出沖程中排入油槽的推進液就會在活塞的吸入沖程中補充回來，推進液的損失量又回到推進液端。通過杠桿受平隔膜的機械作用，補償閥門是打不開的，保證平隔膜和軟管隔膜不會被過分的拉伸，起到保護平隔膜和軟管隔膜的作用。5.2.3旁路流量調(diào)節(jié)裝置對于短時間的間歇流量變化，F(xiàn)ELUWA Pumpen系統(tǒng)通過節(jié)流裝置自動調(diào)節(jié)。該節(jié)流裝置的工作原理類似超壓安全閥?；旧显诒玫拿總€排出沖程中，可以使由活塞的位移產(chǎn)生

19、的推進液量的變化那部分導(dǎo)入油槽，這部分推進液量是無級可調(diào)的。因為活塞的位移作用到平隔膜并依次作用到軟管隔膜上的推進液的體積減少了導(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的壓力臨時性地和線性地調(diào)節(jié)流量。5.2.4過壓的保護系統(tǒng)過壓閥當(dāng)輸送的煤漿壓力提高，隔膜室壓力也很高，同時推進液壓力也會同樣超壓，此時裝在泵頭的過壓閥就會自動打開，從而將推進液釋放到油箱，再通過泄漏補償閥門又自動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泵以與沖程齒輪箱起保護作用，使其避免由于出口閥的誤動關(guān)閉和管道堵塞而引起的超載。5.2.5軟管檢漏器用探針不斷地檢測泵軟管和隔

20、膜的完整性，如果軟管發(fā)生泄漏，該探針便會在控制器上發(fā)出警報信號。5.2.6隔膜檢漏器電容探測器不斷地檢測活塞和隔膜之間的液壓油，如果隔膜(水油乳液)發(fā)生泄漏，電容探測器便會指向控制器。5.2.7閥門工況的監(jiān)測系統(tǒng)    FELUWA Pumpen的單向閥還配有利用聲學(xué)原理的閥門工況監(jiān)測系統(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。在線工況監(jiān)測方法允許針對損壞情況的維修，延長運行時間，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，這時會產(chǎn)生聲波或超聲波，可以在閥門外安裝傳感器進行探測的原理。聲級與泄漏量有線性關(guān)系。該診斷系統(tǒng)的優(yōu)勢為：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)不受泵正常操作時噪聲的干擾；可以在較寬的泵沖