600 MW机组脱硫浆液循环泵振动问题的分析与处理

王宝平

（大唐阳城发电有限责任公司，山西 晋城 048102）

1 超低排放改造的设备情况

某电厂2台600 MW机组烟气脱硫超低排放改造工程采用石灰石-石膏湿法脱硫工艺，并于2017年完成超低排放改造。吸收塔利旧原折返塔基础及浆池部分，新建d 19.4 m/17.2 m变径逆流喷淋塔，改造后塔内设置5层喷淋层并在第一层喷淋与吸收塔入口之间加装增效装置（湍流PLUS）；喷淋层上部设除尘高效一体化除雾装置；浆池设计液位11 m；利旧原折返塔内原有4台11 100 m3/h流量的浆液循环泵，改造时新增1台11 100 m3/h流量的浆液循环泵E，改造后每台机组设置5台浆液循环泵。浆液循环泵E入口管径为d 1 320 mm×9 mm。循环泵进口管道入口处装有DN1 300 mm（通流面积约为310%）、2205材质的滤网，用以防止吸收塔内沉淀物或异物吸入泵体造成泵的堵塞或损坏，防止吸收塔喷嘴的堵塞或损坏。但从168 h试运行至今发现，循环泵E在同时运行4台泵或5台泵时振动严重超标。

2 浆液循环泵振动现状

7号、8号机超低排放改造后，脱硫浆液循环泵E分别于2017年7月和8月相继投入运行，2台泵试运期即出现振动超标、泵出口管道晃动现象。通过对2台循环泵投运至今的跟踪观察发现，不管是7号脱硫浆液循环泵E还是8号脱硫浆液循环泵E，只要E泵与其他A、B、C、D 4台循环泵同时运行时，E泵驱动端水平振动就会增大，出口管道晃动剧烈，入口管道有较大间隔性异响。如果3台浆液循环泵运行（包括浆液循环泵E泵），则浆液循环泵E振动都在合格范围内，出口管道晃动也不大。

3 浆液循环泵E振动的原因分析

通过现场调研分析，引起浆液循环泵E振动的主要因素有以下几个方面。

a）安装原因。因安装基础及出入口管道安装不合理等造成振动。超低排放改造时，浆液循环泵E建在原吸收塔地坑上，在施工过程中，地基未夯实，是造成浆液循环泵振动大的原因之一。

b）循环泵E入口管道流速偏高。浆液循环管入口管道很长，直段总长度12.055 m（吸收塔入口段3.115 m，循环泵入口段8.94 m），70°弯头1个，循环泵入口DN1 300 mm×DN900 mm偏心变径管1个。循环泵E流量为11 100 m3/h，入口管径为d 1 320 mm×9 mm，通过计算得出循环泵E入口管道流速高达2.35 m/s。

c）滤网通流面积不够是管道振动加大的原因之一。循环管E塔内设置滤网（网眼10 966个d 22 mm），有效通流面积为310%，单台泵运行时滤网的有效通流面积能够满足运行要求。但当5台循环泵都布置在同一侧且多台浆液循环泵同时运行时，由于各泵的功率不同，会出现入口负压增大、互抢浆液的现象，导致吸入量不够，加上入口管径较小使得入口管道的振动加大成为现实。

d）气蚀现象、入口循环管较长、管径偏小导致入口各段管道振动逐步递增，这是循环泵泵体和轴承端振动严重超限制的原因之一。通过现场对循环管入口管道各段的水平振动值测量，从吸收塔出口至循环泵入口呈现依次递增的趋势，且超出正常运行的范围（现场测试数据如表1所示）。

表1 浆液循环管E入口各段水平振动值

从表1数据看，导致入口各段管道振动逐步递增的原因有：首先是浆液循环泵E吸收塔入口管道距离吸收塔搅拌器较近，而氧化风管就布置在搅拌器的正上方，导致大量的气泡可能进入循环管道，而发生气蚀现象；其次是入口循环管较长，当泵的流量一定时，流经的管道越长，浆液的压头损失就越大（和管道长度成正比），越利于产生气蚀；第三是管径偏小，管内流速偏高进一步导致压头损失增大（和速度的平方成正比）。以上三点均有利于管道和泵发生气蚀现象，最终导致循环泵泵体和轴承端振动严重超限制。

e）浆液循环泵E本体的振动偏大导致出口管道振动也偏大。

f）运行液位偏低是管道振动加大的原因之一。Mg2+与硫酸根离子反应会产生大量泡沫，可以说Mg2+是浆液的起泡剂。本地石灰石镁离子含量高，一旦石灰石品质不合格，含有大量的Mg2+，将会引起浆液起泡[1]，导致吸收塔溢流，吸收塔液位提不高。自浆液循环泵E投入运行后，吸收塔液位基本维持在8 m左右运行，达不到吸收塔设计的11 m液位。结合E泵一段时间来的运行情况，怀疑E泵振动大的原因可能与塔内浆池液位低有关，导致浆液循环泵运行台数多时存在抢流量现象。而E泵转速大、扬程高，造成入口流量不足导致管道剧烈振动[2]。

4 降低浆液循环泵E振动的措施

4.1 加固设备

联系施工单位对浆液循环管E地基、出入管道支架进行加固，对吸收塔上浆液循环管拉杆生根件加固。加固后启动浆液循环泵E运行（包括E泵，共4台泵运行），振动略有下降，运行一段时间后，振动恢复原状。

4.2 提高吸收塔液位

a）降低浆液起泡，吸收塔地坑每4 h加1次4 000 mg消泡剂，在吸收塔溢流管连续不断地添加消泡剂（每25 kg水对2 000 mg消泡剂），保证吸收塔液位提高的同时，吸收塔不溢流。

b）在超低排放改造设计中，没有检测原烟道进浆的任何技术，通过不断试验和总结，在原烟道处安装防止浆液溢流到原烟道的报警装置（在原烟道底部安装浆液检测点，电压为24 V，如原烟道进浆，测点报警发信号至控制室，报警灯亮，提示运行人员吸收塔浆液已溢流至原烟道，应立即降低吸收塔液位，防止损坏风机）。

c）逐步提高吸收塔液位，记录循环泵运行参数。记录的循环泵运行参数如表2所示。根据表2数据可以看出：在吸收塔液位提至8.5 m，吸收塔浆液循环泵4台泵运行，E泵振动0.15 mm；吸收塔液位提至9.6 m，吸收塔浆液循环泵4台运行，E泵振动0.13 mm；吸收塔液位提至9.86 m，氧化风机声音出现异常，原烟道进浆报警灯亮，运行人员立即降低吸收塔液位，吸收塔液位将至9.6 m时，氧化风机运行正常，原烟道进浆报警灯灭。

d）提高吸收塔液位，使泵的振动略有好转，但原烟道进浆风险增大，且一旦停止加入消泡剂时间过长，吸收塔浆液可能再次出现起泡溢流的现象，而且消泡剂的大量使用在一定程度上增加了运行成本，该方法不能从根本上解决问题[3-4]（见表2）。

表2 脱硫吸收塔提液位期间E泵运行参数表

4.3 加大浆液循环泵E滤网开孔

2018年2月14日机组停运期间，将浆液循环泵E滤网孔由d 22 mm扩至d 25 mm。2月20日机组启动正常后，对浆液循环泵E入口管道各段的水平振动值进行测量，测量结果显示浆液循环泵E滤网扩孔后，泵的振动正常。

5 结论

a）浆液循环管E振动原因是滤网通流面积不够、入口管道长（现场布置无法改变）、管径偏小、流速过大、运行液位偏低等综合影响的结果。

b）机组正常运行中，尽量提高吸收塔液位，可降低泵的振动。

c）开大泵的滤网孔径，泵的有效通流面积增大，可有效降低泵的振动。