鍋爐給水泵出口壓力不足原因及解決方案

李翠玉，毛 濤

（1.沈陽工業大學工程學院，遼寧 遼陽 111003；2.遼陽石化分公司硝酸廠，遼寧 遼陽 111003）

本套硝酸裝置設計能力為年產硝酸11.66萬t(100%HNO3)，主要為下游己二酸裝置和濃硝酸裝置提供濃度為63.5%的稀硝酸原料。

該裝置設計上采用國際上比較先進的雙加壓法技術(氧化壓力0.45MPa、吸收壓力1.1MPa)，核心設備為“四合一”機組。它集壓縮設備（空氣壓縮機、氧化氮壓縮機）、驅動設備（蒸汽透平、尾氣透平）于一體，正常生產時驅動蒸汽為裝置自產中壓蒸汽(4.0MPa)。

汽包系統為整個裝置生產時的動力源，其工藝流程如圖1所示。

按設計自產蒸汽冷凝液和所有用汽單位單元產生的蒸汽冷凝液及界區補充的脫鹽水，均返回裝置內除氧器，通過調節除氧器的壓力控制蒸汽加熱達到110℃，加入化學除氧劑，除氧后由鍋爐給水泵送經省煤器加熱至約240℃，輸入汽包產生中壓蒸汽。其設計運行參數如表1所示。

鍋爐給水泵(下稱P101泵)設計流量25t/h、揚程545m，設計方選擇大連蘇爾壽泵及MC40-16A型多級泵，材質為2G230—450碳鋼。現場兩臺一用一備，聯鎖值為汽包液位低于50%備泵自啟。

圖1 汽包系統工藝流程

表1 汽包系統設計運行參數

1.操作工況

該裝置按計劃投產，當時使用P101B泵，A泵處于備用狀態。通過調解回流控制泵出口壓力在5.8MPa，汽包液位在60%左右，減溫減壓器、過熱段噴水均呈穩定狀態。運行1個月后的某日發現泵出口壓力由5.8MPa降至5.5MPa，切至備泵運行一段時間壓力也有所下降，初步分析可能是脫鹽水水質不佳，有垢生成。采取提高除氧器溫度、加大化學藥劑等措施后情況有所好轉。

次日8:00當班人員接班后發現汽包液位呈下降趨勢，現場檢查發現P101A出口壓力僅為3.1MPa。立即啟動P101B泵，8:38P101B泵流量不足，泵出口壓力僅為3.7MPa，再次啟動P101A，兩泵同時運行壓力僅為3.8MPa，汽包液位迅速下降，9:04汽包液位降至38%，裝置聯鎖動作斷氨停車。

障故發生后，立即組織人員搶修，將P101B拆除檢查泵入口過濾網、電機及所有出口均未發現異常。最后將P101B解體檢查，發現葉輪孔內有殘渣、第五級O環脫落、第十一級葉輪有一孔洞(長約1cm)。緊急處理后啟動P101A運行，泵出口壓力在5.0MPa，裝置投料開車。兩天后的16：00時P101A流量略有下降，經研究將原設計泵冷卻水管拆除。運行1天后P101A泵出口壓力開始降低，在3min內由4.2MPa降低至3.1MPa，致使汽包液位急劇下降，19:28時不得已實施停車處理。

2.原因分析及對策

根據現場情況及調出當時運行曲線記錄分析，有兩種可能：入口管線堵塞；除氧器壓力低，水溫高，在此操作條件下泵容易出現氣蝕。

停車后決定對整個鍋爐補水系統從工藝和設備兩個方面進行檢查。將除氧器液位全部退掉后進行容器檢查，并吹掃管線，檢查有無雜物堵塞管道。對P101泵聯系廠家更換備件。

次日對除氧器打開探查，發現除氧器內部篩板由于材質強度低(普通白鋼厚度僅為0.5mm)，內部壓力不穩（中壓蒸汽冷凝液也直接進入除氧器)已經解體散落在除氧器內。研究決定暫時取消此篩板，由設計部門按目前工藝條件重新設計適宜的篩板待裝。在工藝上采取加大化學除氧劑、分析頻率保證鍋爐水質不受影響。同時在除氧器下部出水口加裝過濾網，防止異物堵塞泵入口。

由于泵體及配件沖蝕較嚴重，聯系廠家重新加工一套不銹鋼泵體，同時將葉輪和口環的材質改為304和錫青銅。

工藝上采取降低除氧器壓力，由原來設計的0.056MPa降為0.02～0.04MPa，控制其正常工作溫度在95～100℃之間，防止產生氣蝕。

采取上述改進措施后，裝置于3天后投料生產，汽包系統一直平穩運行至今(除氧器篩板于3個月后檢修時重新安裝)。

3.結論

鍋爐給水泵出口壓力不足的原因是多方面的。

第一，該裝置是我國第一套由國內設計、設備全部采用國產化的大型濃稀硝酸聯合裝置。該裝置的汽包、省煤器、濃硝酸的減溫減壓器三個單元均由一臺泵供水，互相影響，泵操作負荷壓力過大。特別是由于設備原因，減溫減壓器自開車以來一直處于不穩定狀態，影響泵出口壓力。在實際生產中發現當減溫減壓器不用水時，泵運行工況明顯改善。經評估后決定將減溫減壓器用水改為其他泵供水，有效改善了泵的運行條件。

第二，泵的本體材質選型十分關鍵，由于工藝條件不同，應根據現場實際情況，確定適合的材質。

第三，鍋爐系統水質對整個系統正常平穩運行至關重要，補充脫鹽水為一級脫鹽水，水質相對較差，所以應加強日常管理。

第四，在可查到的資料中除氧器溫度壓力設計值基本上在0.056MPa、110℃左右，但尚未見到此類問題，是否P101選型有問題，還需進一步研究確定。