国产高压煤浆泵在煤化工领域的应用

摘 要：国内大型煤化工项目的不断崛起，新工艺和新技术的不断发展，给上游设备带来了新的机遇和挑战，其中关键大型设备国产化已经成为一个新的发展方向和主要手段，尤其是在石化行业国产化问题已经越来越引起国家的重视，技术进步也比较快。因此，大型关键设备国产化势在必行。

关键词：煤化工 高压煤浆泵 国产化

中图分类号：TQ545 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）07（b）-0092-02

1 煤化工市场的回顾与展望

近年来，我国能源化工产品的需求出现较高的增长速度，煤化工在我国能源、化工领域中已占有重要地位。随着煤化工新工艺、新技术的发展，给上游设备行业提出新的挑战，这也促进了煤化工装备行业的技术进步。过去的一年是中国新型煤化工产业示范取得重要成果的一年。煤制烯烃与煤制油的工业化示范装置运行取得新突破，煤制合成天然气和煤制乙二醇示范装置也处于积极推进过程中。在高油价和能源供应紧张的趋势下，新型煤化工为未来中国的油气资源补充和部分替代开辟了新方向，前不久国家发改委了要在云南、新疆、贵州、蒙古、陕西、山西等地选择煤种适宜、水资源相对丰富的地区，重点支持大型企业开展煤制油、煤制天然气、煤制烯烃、煤制乙二醇等升级示范工程建设，加快先进技术产业化应用。

2 高压煤浆泵在煤气化装置中的重要性

在煤化工生产工艺系统中，隔膜泵是煤气化装置心脏设备，煤气化工艺流程先进，技术要求高，而且生产过程中属于连续性生产。而隔膜泵连续运转率直接决定了整个气化装置能否正常生产。该类型泵的设计、制造涉及机械、电子、液压、材料、橡胶密封等多学科技术，技术复杂，鉴于高压煤浆泵必须要保证能长周期不间断地连续稳定运行，一次短暂的停运都会带来很大的经济损失，故而高压煤浆泵的选择非常关键，性能高求很高，考虑到要使煤浆与传动部位隔离，煤气化装置的高压煤浆泵都选用隔膜泵，高压隔膜泵技术较为成熟、目前被用户广泛选择的有荷兰GEHO、中色泵业、德国FELUWA等三家。高压煤浆泵是煤气化装置的心脏设备（见图1）。

3 国产高压煤浆泵的工作原理以及技术参数

高压煤浆泵是上世纪七十年代在往复式活塞泵基础，增加隔膜室演变而来，实现了输送介质与活塞的隔离，从而创造了一项 全新的先进输送技术和设备。具有易损件寿命高、维修简便、连续运转效率高、运行成本低、高效节能环保等诸多新优点和新特点，高压煤浆泵的结构型式是指活塞的单双作用、活塞缸数、活塞的立式及卧式。隔膜泵有双缸双作用、三缸单作用卧式结构，多缸单作用立式结构等，常用的为双缸双作用、三缸单作用卧式结构。双缸双作用、三缸单作用隔膜泵，均由传动系统、动力端、液力端、液压辅助系统、进出料补偿系统、控制系统组成。

高压煤浆泵的技术参数是指基本性能参数、连续运转率及易损件寿命、输送介质及运行工况参数。

（1）基本性能参数是指输送的流量、吸入压力、排出压力、电动机功率及调速性能、泵的重量、泵的外形尺寸等。

（2）连续运转率是指泵的工作制及效率。

（3）易损件寿命是指橡胶件及阀件等的寿命，这两个参数是相互关联的。

（4）输送介质参数是指所输送的介质的密度、粒度、粘度、酸碱性、温度等。

（5）运行工况参数涉及隔膜泵选型的经济性、合理性。

合理选择输可靠、经送泵型是保证整个工艺系统济运行的关键，应具体考虑如下因素。

（1）输送介质的重度、粒度、介质的浓度、温度、磨蚀性。

（2）泵型对管路运行工况变化的适用性。

（3）泵的吸入性能及效率、安全可靠性。

另外高压隔膜泵的正常稳定运行对所处工况是有严格的要求，其条件为：严格的粒度分布；介质的两相流特性；吸入性能条件及吸入、排出的压力脉动；多台泵时的峰值叠加问题等。

4 中色品牌高压煤浆泵在中石化南化公司的应用

南化公司合成氨部煤气化装置在石化（煤化工）系统的同类装置中具有代表性。装置现有两套煤气化炉，操作压力达8.5 MPa（为目前国内、外最高压力），操作温度为1250 ℃～1300 ℃。单炉产气能力能满足日产1000 t（30万吨/年）合成氨系统的需要。合成氨系统是全公司最重要的一套生产系统，工艺流程长，其运行情况直接影响到公司生产全局，一次系统停车损失在500万元以上。由于高压煤浆泵不能在线切换，生产过程中，高压煤浆泵的瞬间的停运，将造成3200单元（气化工序）及后继的300单元（CO变换工序）、400单元（低温甲醇洗工序）、500单元（液氮洗工序）、600单元（氨合成工序）全系统跳车。因此南化公司对煤浆泵制造厂家的选择极为重视，在泵的选购工作中，公司领导亲自参与，经过了认真地考查和筛选，最终选定了2家煤浆泵制造厂。分别为荷兰GOHE公司和中色泵业公司各签订了一台高压泵。按公司原构想：GEHO泵为首选运行泵；因2006年时中色泵业泵业绩多在矿业行业，在高压煤气化装置尚无业绩，故作为备选，公司对煤浆泵制造厂家的选择极为重视，在泵的选购工作中，公司领导亲自参与，经过了认真地考查和筛选，最终选定了2家煤浆泵制造厂，其中一家为荷兰GOHE公司，一家为中国有色（沈阳）泵业有限公司。其中，与GOHE公司签订了一台高压泵；与中国有色（沈阳）泵业有限公司签订了一台高压泵，两台低压泵。这是南化公司在国内、外高压煤气化系统首次选用中国制造的煤浆隔膜泵，并在高压煤浆泵设备的国产化研制过程中，发挥了积极的作用。此前，高压煤浆泵长期为国外品牌所垄断

中色泵业高压煤浆泵投入运行后，设备运行工况正常，可以长周期稳定运行，累计运行时间为21900 h，经过一年来的多次运行检验，可以满足（8.5 MPa）煤气化装置的生产要求。生产过程中，该泵的故障率较低。

经过六年多来使用情况出乎意料：两台煤浆泵的导致装置停车的次数累计统计比为GEHO泵∶中色泵业泵=7∶3。

中色泵业高压煤浆泵在泵进口管线的尺寸设计上值得肯定，运行期间泵的主电机电流稳定，而进口泵在运行期间曾多次出现大的电流波动和堵转，造成跳车；此现象与进口泵的进料管线的尺寸设计不妥有关，现已按中色泵业煤浆泵的修改进口管线，修改后，其主电机的电流波动和堵转的现象消失。高压煤浆泵的型号（见图2）。

5 结语

国产高压煤浆泵有广泛、良好的使用业绩，技术成熟。国产化技术可行，没有风险，相对进口高压煤浆泵在费用、运输、备品备件、技术交流和技术服务上具有较大的优势，如果能在精加工、外观设计等方面作进一步的改进，将在国内、外具备更大的市场竞争力。

参考文献

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