元宇鹏

（广东粤电靖海发电有限公司，广东揭阳 515223）

0 引言

在石灰石—石膏湿法脱硫系统中，吸收塔地坑泵的作用是将吸收塔区域地坑收集的浆液及各类冲洗水输送回吸收塔浆液池中[1]。脱硫工程应用的地坑泵根据型式不同可分为液下立式泵和卧式离心泵[2]。广东粤电靖海发电有限公司1000 MW 机组吸收塔地坑泵原设计为液下立式泵。该类型地坑泵效率低、检修维护难度大，可靠性低，频繁发生由于吸不上浆液导致吸收塔地坑浆液溢流至地面，严重影响脱硫系统安全稳定运行[3]。根据调研其他电厂同型号地坑泵普遍存在同样问题。液下立式泵由于可靠性差、效率低、结构笨重、检修维护成本高，已逐渐被新型带自吸罐地坑泵取代。新型带自吸罐地坑泵具有效率高、故障率低、维护量小、结构紧凑等特点，是目前脱硫系统中替代传统液下立式泵的理想选择。因此，综合考虑安全性和经济性等方面，靖海发电公司在2020 年4#机组检修期间对地坑泵进行了技术改型，更换为新型带自吸罐地坑泵。

1 地坑泵改型更换论证

1.1 改造前设备概况

靖海电厂4#机组A、B 吸收塔地坑泵均为PLC100/320 型号液下立式泵（图1），出口流量105 m3/h，杨程46 m，转速1480 r/min，电机功率45 kW。在运行中频繁发生地坑泵打不上浆故障，经过解体发现，由于该类型地坑泵为液下泵结构（图2），地坑泵液下部分长期浸泡在浆液池中，轴及叶轮、泵壳长期受到浆液（偏酸性）腐蚀及冲刷；泵轴较长，且已修复多次，强度偏软，造成轴弯曲度超标，泵运行振动大，导致叶轮松脱。另外由于该结构地坑泵下部滚动轴承长期受到地坑液，汽的侵蚀，轴承极易因为润滑不良导致损坏。检修该泵必须将整泵吊起，检修难度大且人工成本较高。

图1 地坑泵改造前布置

图2 地坑泵结构

1.2 新型带自吸罐地坑泵原理

新型地坑泵结构如图3 所示，该类型地坑泵技术要点是在传统的卧式离心浆液输送泵前加装了自吸罐，从而使离心泵具有自动吸上的性能。自吸罐是该类型泵的关键配套部件，自吸罐是由阀门、注水口、筒体、吸水管、溢流孔及泵进水管等组成气密性良好的密封筒体。使用时只须向筒内注入引液，泵启动时则可自动通过吸液管将介质吸上，随用随开，使用方便，运转可靠。泵启动前，先开启注水管和溢流管的阀门，向自吸罐内注入清水。随注入水位升高逐渐将筒内和泵体内空气排出。当溢流管口有水流出时将溢流管和注水管的阀门关闭。泵启动后会抽吸筒内的储水，使液面下降，以致在筒内形成负压，当达到一定的负压后，将吸水管下的液体不断吸入筒内，从而保证泵的正常运转。能否形成足够的负压是能否使液体吸上，最终使整个装置正常运行的关键。

图3 自吸式地坑泵结构

1.3 带自吸罐地坑泵的特点

带自吸罐地坑泵的特点如下：①泵使用寿命长，日常维护量少。传统的立式液下地坑泵由于泵轴较长，且泵体浸泡在浆液池中，运行中振动大，可靠性差，轴承频繁由于受到浆液雾气侵蚀而损坏。而新型地坑泵为卧式布置，泵体仅有过流部分与浆液接触，轴承箱等部件均不与浆液接触，轴承箱可采用成熟的稀油润滑方式，泵运行平稳振动小，轴承振幅一般≤0.04 mm，设计使用寿命可达100 000 h；②泵工作效率高。传统液下泵由于结构原因，在运行中不可避免会产生液体涡流，且泵的吸入口易堵塞，泵壳液下部分长期浸泡在浆液池中腐蚀穿孔等因素均会使效率降低。而新型卧式地坑泵通过合理选择自吸罐及吸入管尺寸，且采用经过优化设计的高效叶轮，能确保泵运行过程流量始终保持稳定顺畅，具有明显的节能效果；③检修难度小。传统立式地坑泵在检修工作过程必须将泵体整体起吊，检修过程复杂，人力消耗多，而新型卧式泵结构简单，离心泵检修均不需要专业起吊作业工配合，检修简单，人工成本较低；④维护成本低。传统的立式泵由于泵轴需长期浸泡在浆液池中，为了保证轴的刚性和耐腐蚀性，泵轴设计粗壮笨重，材质需采用整体316L材质，价格高昂，而新型卧式地坑泵自吸罐为免维护设计，离心泵备件除了过流部分（叶轮、泵壳）为耐浆液冲刷的Cr13 材质，其余备件均比较便宜，备品配件更换成本低。

2 自吸式地坑泵更换施工

在改造前详细测量新地坑泵的基础安装位置和尺寸，根据现场工况进行选型，设计新地坑泵尺寸及安装基础。改型施工步骤如下：①将原来旧型号的地坑泵、相关管道等及附属件进行拆除；②新地坑泵水泥基础制作：在4#吸收塔地坑旁0 m 层凿开混凝土地面（破除面积：宽0.9 m×长1.6 m×深0.20 m）。人工土方开挖，开挖深度0.3 m；③基础钢筋制作安装。预留孔洞制作；预埋钢板制作安装；基础模板制作安装。基础混凝土（标号C30 混凝土）浇筑；灌注混凝土至高出地面0.15 m；混凝土凝固后模板拆除；基础表面做防水防腐；基础浇水养护；④设备就位安装完成，预留孔洞需二次灌浆；⑤安装改型后的地坑泵、配套的自吸罐、管道、阀门等；⑥进行电缆的移位及安装。

最终改造安装完如图4 所示。SIS 系统运行监控画面如图5所示。

图4 新型带自吸罐地坑泵安装外形

图5 新地坑泵系统运行监控画面

需要注意的是，由于自吸罐部分必须保证气密性良好，因此安装过程中自吸罐的各部分（阀门、管道、法兰密封面、筒体等）必须保证在泵吸入过程中不得有漏气现象[4]，否则筒内无法形成负压而造成无法自吸。自吸罐内介质液面必须足够高，否则形成的负压不足以达到自吸功能。启动时保证自吸罐内无介质沉积是形成自吸的必要条件，因此冲冼的设置是很重要的环节。所采用的冲冼方式必须是有效可行的。

3 结束语

将旧液下地坑泵改为带自吸罐新型卧式地坑泵。新型地坑泵带自吸罐免于人工注液的操作，检修简单，运行平稳，维护成本低，提高了地坑泵的可靠性，避免发生浆液溢流造成的环保事件，改造以来运行效果良好，达到了技改预期目标。