ZDKM500R型煤浆泵在水煤浆气化装置上的应用

杨　路

(宁波中金石化有限公司浙江镇海315203)



ZDKM500R型煤浆泵在水煤浆气化装置上的应用

杨路

(宁波中金石化有限公司浙江镇海315203)

0　前言

宁波中金石化有限公司煤浆给料泵采用了ZDKM500R型煤浆泵，该泵为双缸双作用隔膜泵，额定流量为30 m3/h，最大允许工作压力为4 000 kPa。该煤浆泵主要由电机、减速机、曲轴连杆、泵头、进出口缓冲罐、PLC控制柜等部分组成，该煤浆泵拆装、维护方便，但控制回路较为复杂，容易发生跳车事故。

1　煤浆泵单缸不打量

2015年9月系统装置停车检修期间，对煤浆泵进行调试；9月17日，将煤浆泵驱液端注满驱动液备用；9月18日，对煤浆泵作启动前的检查，泵入口采用新鲜水作为试泵介质，缓冲罐进口压力控制在160 kPa，出口压力控制在1 100 kPa，通过煤浆循环阀进入煤浆槽。中控系统将煤浆泵转速设定为额定转速的30%，现场启动煤浆泵，将煤浆泵切换至由中控系统控制，保持煤浆泵在额定转速的30%状态下运行5 min，保证驱动液能够完全填充至驱动液端，保证驱液端有足够的压力，从而保证煤浆的正常输送。煤浆泵运行3 min后，1#管线出口压力表开始显示，泵出口压力为1 000 kPa，而2#管线出口压力仍比较低。运行5 min 后，1#管线出口压力升高并稳定在1 500 kPa；而2#管线出口压力为 500 kPa，且波动较大，两管线之间流量相差 1.5 m3/h，由于低转速运行的煤浆泵输出功率较小，而且没有完全充满管线会导致煤浆流量显示偏低。此时，缓慢提高煤浆泵的转速至额定转速的55%，对应的流量应该为9.2 m3/h；1#管线流量为9.0 m3/h，2#管线流量仍为2.0～3.0 m3/h。

对煤浆泵的进、出口单向阀及进、出口管线进行检查，2#管线出口无泄漏点，可以排除在煤浆流量计之前存在泄漏点而导致煤浆泵流量计计量不准确，同时2#管线设置的3个压力表也完全正常。在对2#管线的进、出单向阀检查时，左侧单向阀运行声音稍有异常，对2#管线煤浆泵左侧单向阀进行拆检，并未发现异常，单向阀阀体无异常磨损，也没有存在卡涩现象。回装后重新对煤浆泵进行调试，仍发现2#管线仍存在不能满负荷运行的现象。经分析，其主要原因在于驱动液端提供的动力不足，无法达到输送煤浆的目的，且左侧驱动液箱排出的气体量较少。为此，对煤浆泵驱动液端和排气阀进行拆检，发现驱动液箱底部和排气阀内均存在小部分的煤浆颗粒，而驱动液端的安全阀没有异常起跳，对驱动液箱和排气阀内的煤浆颗粒进行清理后，回装后调试煤浆泵，2#管线煤浆泵打量恢复正常。

2　煤浆泵缸套磨损

煤浆泵运行1个月后，A烧嘴的煤浆流量比运行初期下降了0.3 m3/h，由于该管线有3只流量计，3只流量计的流量同时下降，证明该管线确实出现了煤浆泵输送量低或者泄漏。由于管线压力正常，排除管线存在泄漏的可能性。通过长时间运行发现，A烧嘴2个驱动液的油位异常，左侧驱动箱的油位逐渐升高而右侧驱动液箱的油位却在逐渐下降。由于运行初期操作人员经验不足，对于驱动液油位的巡检不够重视，所以，未能及时发现油位的异常。由于装置没有停车计划，且打量低的烧嘴并未影响装置运行。后将左侧高出的驱动液，用油杯在添加到右侧，但仍没有彻底解决煤浆泵打量低的问题，只能加强对该煤浆泵及烧嘴的运行进行监控。

2015年8月底利用气化装置停车检修机会，对煤浆泵A的缸套进行检查，发现缸套磨损严重，缸套内部有磨损、拉伤的痕迹。由于气化装置运行时间较短，且该烧嘴未发生过隔膜破损现象，煤浆不会窜到驱动液里。经多方研究，认为可能是缸套材质存在问题，导致煤浆泵的缸套过早地损坏；同时，对其他煤浆泵进行拆检，也发现类似的缸套磨损的情况。为此，决定对煤浆泵的缸套材质进行更换，将原来的铜缸套更换为不锈钢缸套后，对运行一个周期的新缸套进行检查，没有发现磨损的痕迹。

3　煤浆泵频繁跳车

在气化装置一个运行周期内因煤浆泵故障导致6次跳车，严重影响气化装置的稳定运行，且6次跳车的原因均为仪表故障。通过对煤浆泵联锁系统梳理，发现煤浆泵联锁点共设置13个，其中7个温度点：分别为齿轮箱1顶温、齿轮箱1底温、齿轮箱1温度、齿轮箱2顶温、齿轮箱2底温、齿轮箱2温度、油温；2个压力点：排气压力1和排气压力2；4个电机联锁点：电机电流、电机转速、电机扭矩、电机温度；同时还设有4个数字量联锁，煤浆泵隔膜泄漏(表1)。

表1　煤浆泵改造前、后各点功能比较

通过表1可以看出：能够导致煤浆泵停车、触发气化炉停车的2个连锁是油温和电机温度；但是两者均为单点联锁，而且均没有延时，这就大大增加了煤浆泵误跳车的风险。然而，在实际运行过程中，所有的显示点在其断路的时候也会触发煤浆泵停车，从而触发气化炉停车。上述联锁点都是通过通讯线连接到PLC控制柜，而且均没有延时，此时，煤浆泵误跳车的概率呈几何倍数增加。

4　改进措施及效果

将煤浆泵所有显示点以及开关量信号点均采用硬线链接至DCS控制系统，再将DCS控制系统发出的煤浆泵停车信号输送至电气变频器。改造后，煤浆泵联锁误跳车概率大大下降，再也未出现因煤浆泵仪表误指示而触发气化炉停车，并且大大延长了煤浆泵的运行周期。

2016- 03- 02)