超滑金属涂层在电厂循环水泵的应用

2017-04-25刘贺飞中国石油天然气集团公司节能技术监测评价中心

石油石化节能 2017年4期

刘贺飞（中国石油天然气集团公司节能技术监测评价中心）

超滑金属涂层在电厂循环水泵的应用

刘贺飞（中国石油天然气集团公司节能技术监测评价中心）

循环水系统耗能较高，能量损失较大，节能降耗十分重要。通过研究发现造成循环水系统能量损失因素很多，其中水垢和锈垢影响较大。为了减少能耗、提高效率，采取许多措施防止和去除水垢以及锈垢来减少能量损失，许多方法均有一定的节能效果。通过对造成泵能量损失的因素分析和超滑金属涂层性能的应用分析，研究利用涂膜技术对循环水泵进行节能改造，提高了水泵的泵机组效率。通过现场测试、结果分析和应用，证明方法是可行的，可以提高节电率。

循环水系统；贝尔佐纳高分子超滑涂层；泵效；节能降耗

循环水系统是电厂运行过程中非常重要构成，对电厂的正常运行起到关键作用。循环水泵作为循环水系统的关键组成部分，通常选用大功率离心泵。在其长时间的运行过程中，由于水质等原因会产生结垢现象，结垢会导致泵的工况日益恶化，最后不得不停泵除垢[1]。同时，由于循环水中阻垢剂等物质的加入，对泵内壁及叶轮会产生一定的腐蚀作用，产生锈垢，因而增加了水的流动阻力，降低了泵效，影响企业生产的正常运行。因此，应用新方法降低泵内流体阻力，对提高循环水泵的效率及正常生产运行具有十分重要的意义。

1 循环泵能量损失分析

泵在工业中应用十分普遍，具有种类多、数量大的特点。我国发电量的五分之一用于泵的消耗。根据相关调查资料显示，我国生产的泵较国外同类产品的效率低，相差5%～10%左右。在我国泵的节能潜力巨大，如何采取节能措施，提高泵效，降低消耗，一直都是人们关注的问题。针对这一问题，采用美国贝尔佐纳公司生产的“1341”增效涂层材料用于循环水泵涂膜。通过现场应用涂膜进行前后对比监测，分析评价应用涂层的节能效果。

电动机输出到离心泵的功率大部分转变为泵的流量及扬程，即有效功率，另一部分被泵本身消耗掉，转变为热量。离心泵在应用过程中，不可避免地会产生能量损失，离心泵能量损失越小，则其效率就越高。离心泵的能量可以用泵效率曲线来描述，它随泵的流量变化而变化。离心泵的能量损失主要有容积损失、水力损失和机械损失三部分，对泵影响较大的是水力损失和机械损失[2]。

1）水力损失。主要是指循环水在泵内流经叶轮、导叶等水力部件所产生的阻力损失、冲击损失、漩涡损失、摩擦损失及其他能量损失的总和，其中主要损失是阻力损失和冲击损失[3]。流动中液体，其紊流与层流处于交叉状态，液体与管道内表面的摩擦随着流道变化的增大而增大，同时，管道内表面粗糙也会增大摩擦。液体与叶片或者流道发生冲击时产生的损失是冲击损失，与结构角度差异有关[4]。

2）容积损失。泵内液体的泄漏以及流动产生的损失称为容积损失，设备正常运转时，泄漏量一般视为定量。通过增强设备密封性、减少漏失量等措施可以减少容积损失。

3）机械损失。是指叶轮盖板两侧面与液体之间的摩擦损失（也叫圆盘损失），以及泵轴在密封环装置、轴承等机件间旋转时的摩擦损失，圆盘损失是主要损失[5]。

2 超滑金属涂层工艺原理

泵效与泵的本身特性有关，也与泵的使用情况有关。泵涂膜技术是通过在离心泵叶轮等部位涂上一层涂料，提高泵内流道的光滑度，减小泵的水力损失，从而提高泵效[6]。现在市场上的超滑金属涂层材料都是属于以高性能减摩材料为骨材的聚合合金复合材料，有着较低的摩擦系数，设备涂装涂层材料后，能够有效提高表面光洁度，且结合力强，并对设备有防腐蚀作用。

美国贝尔佐纳公司是工业防护涂层和修复材料的领军人，其生产的“1341”增效涂层材料是由基本原料和加固原料两种组分组成的高分子抗磨材料，具有耐高温、耐老化、耐腐蚀、摩擦系数小、不导电等特性。涂抹后，泵内可达到很高的光洁度，减小机械损失，防止结垢；同时可以减小液体的分界层和内部涡流，增加流量，减小水力损失。

涂膜前要按有关工艺做好准备，准备工艺如下：

◇对水垢、铁锈等进行清除；

◇进行喷砂处理，使叶轮等表面粗糙度达到相关要求；

◇对之前清理过的表面进行去脂；

◇需要施涂2层，且要均匀，2层涂层施涂间隔不得低于4 h；

◇对涂层的连续性、完整性进行检查，确保需要涂抹的表层均被涂料覆盖；

◇自然固化即可，固化时间为2～3 d。

3 节能效果检测及分析

为了考察美国贝尔佐纳公司生产的“1341”增效涂层材料的节能效果，选取某电厂1#机1#循环水泵应用Belzona1341超滑涂层技术，进行测试。通过对循环水泵在正常运行工况下，应用超滑涂层技术前、后进行现场测试，其结果如下：有功节电率3.37%，无功节电率28.32%，综合节电率3.92%。由表1可知，应用超滑涂层技术后，节能效果十分明显。