煤氣化，液化是現(xiàn)今煤化工的主流發(fā)展方向，也是煤化技術(shù)的重點研究領(lǐng)域。那么，在煤化整個工藝流程中，泵起著怎樣的關(guān)鍵作用呢?

煤化用泵種類

1、煤制甲醇配套空分裝置

　　煤制甲醇配套空分裝置主要用泵，包括：高壓液氧泵、液氮泵、液氬泵、冷卻水泵、冷凍水泵等;

2、煤破碎輸送和煤(料)漿制備裝置

　　煤破碎輸送和煤(料)漿制備裝置主要用泵，包括：煤漿卸料泵、添加劑制備泵、添加劑計量泵、磨煤機給水泵和水煤(料)漿PH調(diào)節(jié)用的堿液計量泵或氨水計量泵以及地下廢煤漿槽泵等;

3、水煤(料)漿氣化和灰水處理裝置

　　水煤(料)漿氣化和灰水處理裝置主要用泵，包括：高壓煤(料)漿給料泵、燒嘴冷卻水泵、激冷水泵或黑水循環(huán)泵、鎖渣罐循環(huán)泵、渣池泵、預(yù)熱水泵、澄清槽給料泵、除氧水泵(或碳洗塔給料泵)、真空泵(系統(tǒng))、真空凝液泵、絮凝劑泵、分散劑泵、低壓灰水泵、澄清槽進料泵、澄清槽底泵、過濾機進料泵、地面沖洗液下泵、真空過濾機真空泵、濾液泵等;

4、變換和低溫甲醇洗裝置

　　變換和低溫甲醇洗裝置主要用泵，包括：工藝熱凝液泵、高壓閃蒸罐給水泵、低溫冷凝液泵、脫氧槽給水泵等。在脫碳工段通常配套低溫甲醇洗裝置,低溫甲醇洗通常有：

　　(1)德國的林德工藝流程(與國內(nèi)大連理工大學和其它公司的工藝流程類似)，配套的泵有:H2S濃縮塔上塔出料泵、H2S濃縮塔給料泵、甲醇再生塔給料泵、貧甲醇泵、甲醇/水分離塔給料泵、甲醇再生塔回流泵、地下污甲醇泵、尾氣水洗塔底泵等。

　　(2)如采用德國的魯奇工藝流程，配套的泵有主洗滌泵、尾氣再吸收塔進料泵Ⅰ 、尾氣再吸收塔進料泵Ⅱ 、再吸收塔循環(huán)泵、熱再生塔進料泵、精洗滌泵、甲醇水分離塔進料泵、熱再生塔回流泵、廢水泵、地下排污泵、補充甲醇泵等;

5、甲醇合成和冷凍站裝置

　　甲醇合成和冷凍站裝置主要用泵，包括：透平冷凝液泵、潤滑油站用主、輔油泵和事故油泵等。不同的流程或有熱水循環(huán)泵等;

6、甲醇精餾裝置

　　甲醇精餾裝置主要用泵，包括：如采用德國的魯奇工藝流程，配套的泵有:穩(wěn)定甲醇泵、預(yù)精餾塔回流泵、加壓塔回流泵、常壓塔回流泵、工藝水泵、液下泵、堿液泵、側(cè)線出料泵、粗甲醇泵、精甲醇泵、洗滌塔底泵、循環(huán)洗滌水泵等。(不同工藝流程所采用的泵的類型也不同);

7、甲醇儲運和硫回收、氫回收裝置

　　甲醇儲運和硫回收、氫回收主要用泵，包括：甲醇火車或汽車裝車泵、甲醇地下槽泵、甲醇給料泵等，硫回收裝置根據(jù)流程的不同配套的泵有液硫泵、酸水泵等。

煤氣化工藝及關(guān)鍵泵設(shè)備

1、主要氣化工藝

　　目前國內(nèi)在煤氣化技術(shù)方面有水煤漿氣化和干粉氣化兩條路線。

　　一是以GE德士古工藝、OMB華東理工大學四噴嘴工藝、清華達利科工藝、西北院多元料漿工藝等為代表的水煤漿加壓氣化技術(shù)路

　　線;

　　二是以SHELL(殼牌)煤氣化工藝、TPRI西安熱工院兩段爐工藝、航天煤氣化工藝、GSP煤氣化工藝等為代表的粉煤加壓氣化技術(shù)路線。

2、關(guān)鍵泵設(shè)備

　　水煤漿氣化工藝因流程簡單、不污染環(huán)境、對煤種適應(yīng)性強、生產(chǎn)能力大、氣化壓力高、合成氣質(zhì)量好、開停車方便、加減負荷較快、氣化爐結(jié)構(gòu)簡單、可連續(xù)供料及操作穩(wěn)定等優(yōu)點，在我國占有較大的。水煤漿氣化工藝包括水煤漿制備、加壓氣化和灰水處理3部分，氣化部分則是整套裝鱟的核心。水煤漿氣化工藝中泵設(shè)備較多，裝置引進初期依靠進口，經(jīng)泵行業(yè)十余年的努力，通過對進口泵設(shè)備的消化吸收再創(chuàng)造，除高壓煤漿泵少數(shù)業(yè)主還在依賴進口外，其它的都已國產(chǎn)化。

3、高、低壓煤漿泵

　　從制槳到氣化，裝置中比較關(guān)鍵的泵是高、低壓煤漿泵。表1為德士古工藝高、低壓水煤漿泵主要技術(shù)參數(shù)。

　　低壓煤漿泵是煤漿制備的重要設(shè)備，作用是將從磨煤機中出來的水煤漿送人煤漿槽，泵的形式有三缸單作用往復(fù)式隔膜泵、離心式雙殼體渣漿泵，這兩種泵目前國內(nèi)都能生產(chǎn)。高壓煤漿泵是煤氣化的關(guān)鍵設(shè)備，作用是將水煤漿加壓后送人氣化爐。目前，高壓煤漿泵市場基本被荷蘭奇好(Geho)公司和德國菲魯瓦(Feluwa)公司占領(lǐng)，只有個別廠家使用愛莫瑞奇J-E公司或沈陽冶金公司的產(chǎn)品。

4、高壓水煤漿泵常見故障及處理方法

　　(1)隔膜缸進出口單向閥門卡

　　處理辦法是將氧氣流量閥打手動，調(diào)節(jié)合適氧煤比，調(diào)節(jié)煤漿泵轉(zhuǎn)速，如果量提高了就好了，如果沒有變化，多次調(diào)整，利用泵出口導(dǎo)淋排漿，減少大顆粒或雜物的積存，現(xiàn)場檢修人員配合用大錘敲打單向閥，通過缸后的壓力表變化否，來判斷是否恢復(fù)正常。一般情況下采取這些措施后，單向閥卡塞的問題就能解決了。

　　(2)隔膜破裂

　　隔膜破裂的原因主要是因為隔膜兩側(cè)(一側(cè)是驅(qū)動液體，另一側(cè)是輸送液體)的壓差不平衡。如果壓力不平衡，隔膜在瞬間就會破壞。由于活塞桿密封處泄漏、氣體的吸入或因補償系統(tǒng)補償不足或過量，以及次注油過多或過少，活塞缸內(nèi)的油量總是在不斷地變化，這都將破壞隔膜兩側(cè)的壓力平衡，造成隔膜破裂。

　　(3)液壓油漏

　　液壓油泄漏的原因是密封損壞，檢修時更換密封件。

　　(4)進出口緩沖罐中皮囊破損，一般是由于煤漿泵中進入鐵屑導(dǎo)致。一般不會存在堵塞排氣補油閥，只要保證液壓油干凈，無雜質(zhì)，此外一定要保證棒磨機出料煤漿品質(zhì)，不能因為煤漿里面鋼棒鐵屑出現(xiàn)過停車事故，必要時甚至可以放掉一部分沉底的煤漿。

　　(5)進口濾網(wǎng)堵塞，原因主要是我廠棒磨機襯板起初用的是橡膠襯板，脫落的橡膠堵塞濾網(wǎng)。后將橡膠襯板改為鋼的后，問題隨之解決。

5、離心式水泵與灰水泵

　　燒嘴冷卻水泵、鎖斗循環(huán)泵、渣池泵、激冷水泵(或灰水循環(huán)泵、黑水循環(huán)泵)、低壓灰水泵、高壓灰水泵(或稱除氧水泵、高壓回水泵、碳洗滌塔給料泵)、過濾機給料泵等是氣化裝置的關(guān)鍵用泵。

　　離心泵氣化壓力不同，泵的參數(shù)不同，但這些泵都屬于離心泵范疇。突出的特點是介質(zhì)屬于固液混合兩相流，在高溫高壓條件下，其水力模型與常溫條件下有一定的差異，如何提高泵的運行效率，減少顆粒對泵體、葉輪的沖刷磨損是重點，將API 610標準有機地貫砌到耐磨離心泵的結(jié)構(gòu)設(shè)計中是問題的核心。

　　(1)燒嘴冷卻水泵的作用是將冷卻水輸送到噴嘴夾套，對噴嘴進行冷卻。工作條件相對較好，可靠性是關(guān)注點，一般采用標準化工流程泵。

　　(2)鎖斗循環(huán)泵、激冷水泵在水煤漿氣化工藝中相當重要，是氣化爐安全穩(wěn)定運行的保障。鎖斗循環(huán)泵的作用是將鎖渣罐中的水返回氣化爐;激冷水泵則是將碳洗滌塔中的水送回氣化爐。這兩個泵有共同特點：進水壓力高、工作溫度高，輸送的水中都含有少量的固體顆粒，耐高壓、耐磨是關(guān)鍵因索，因此對過流部件的設(shè)計、軸向力的平衡、軸封與沖洗的選擇等要求很高。目前，多采用單級懸臂式離心泵，材質(zhì)一般選用雙相鋼。考慮到耐磨，有些廠家在蝸殼內(nèi)噴焊硬質(zhì)合金，有些則增加導(dǎo)葉，把蝸殼的承壓與擴壓功能分開。這樣，導(dǎo)葉中流速高，沖刷磨損后可以更換，殼體內(nèi)流速低不易磨損，確保使用壽命長，運行可靠嘲。

　　國產(chǎn)的雙殼體泵可以替代進口使用舊，合肥通用機械研究院用OCr15Ni4M03Si3CuNb雙相鋼制造鎖斗循環(huán)泵葉輪、殼體等備件，且已在淮化使用，效果不錯。

　　(3)渣池泵的作用是將渣池中水及灰渣抽出處理，正常開車走真閃，開停車或者烘爐等非正常情況就送沉降槽。在灰渣的沖刷及其它物質(zhì)的腐蝕下會加快磨損，因此多選用Ni-hard材質(zhì)的雙殼體渣漿泵。泵轉(zhuǎn)速可選1450 r/min或970 r/min，也可以選用2950 r/min配變頻器。轉(zhuǎn)速低、葉輪線速度低，可減輕葉輪與蝸殼磨損。過濾機給料泵也與其類似，不同點在于：氣化爐開停車時，系統(tǒng)內(nèi)的結(jié)垢在溫度變化下脫落，進入沉降槽從而堵塞壓濾機給料泵。辦法是在系統(tǒng)開車后，將壓濾機給料泵人口管線短節(jié)拆掉，將沉降槽底部的灰渣排到一個固定的池子，一般在4個小時左右，再裝上人口管線開車就不會出現(xiàn)這類問題了，待系統(tǒng)好轉(zhuǎn)后將池子里的物料打回過濾。

　　(4)高壓灰水泵的作用是將灰水槽中的灰水經(jīng)閃蒸換熱器送到碳洗滌塔。該泵流量大、揚程高，介質(zhì)中含有一定量的灰渣，采用多級對稱式離心泵為宜。

　　高速泵或平衡盤、平衡鼓式的多級泵使用起來或多或少都存在問題。周夏等提出的雙平衡盤與動力楔防磨平衡盤技術(shù)也可改善泵的壽命，但作者認為平衡盤在灰水中易磨損并不可靠。合肥通用機械研究院消化吸收日本新井制作所(Arai pump)水沖洗中間節(jié)流套經(jīng)驗開發(fā)的DH對稱式多級離心泵效果好、使用壽命長。如果對平衡盤、平衡鼓式的多級泵進行造，將高壓潔凈水注入平衡轂或平衡盤前，也會達到不錯的效果，與日本新井制作所水沖洗中間節(jié)流套異曲同工。

　　對水煤漿氣化裝置，除高壓水煤漿泵目前還需要進口外，其它水煤漿氣化裝置用泵國內(nèi)都能夠生產(chǎn)，這不僅為國家節(jié)省了外匯，也業(yè)主降低了工裎的設(shè)備投資。

　　干粉氣化工藝的關(guān)鍵泵設(shè)備

　　干粉氣化工藝的基本過程：原煤加助燃劑，破碎磨成煤粉，由高壓氮氣流輸送進氣化爐，在壓力4.1 MPa、溫度1500—1600℃的條件下，與配加的氧氣和水蒸汽瞬時完成揮發(fā)分脫除、裂解、燃燒及轉(zhuǎn)化的一系列物理化學過程，氣化產(chǎn)物為粗合成氣，煤灰熔化以液態(tài)流出。

　　國內(nèi)應(yīng)用Shell工藝較早的裝置主要有巴陵石化合成氨與尿素項目、安慶石化油改煤項目、湖北雙環(huán)油改煤項目、柳州化學工業(yè)集團公司26萬噸合成氨項目等。近兩年，由于干粉氣化工藝開車效果較好，該工藝得到快速推廣。

　　燒嘴冷卻水泵、渣池循環(huán)泵、灰水泵、灰渣水排放泵等在氣化裝置中屬于重點泵設(shè)備。同水煤漿氣化裝置類似，這些泵工作的環(huán)境都很劣。進口壓力高、溫度高、輸送的介質(zhì)中含有煤灰固體顆粒，或者幾項情況同時存在。從目前裝置上設(shè)備使用情況看，所需泵都能在國內(nèi)解決，只是使用壽命長短問題。雙相鋼材料、特殊軸封結(jié)構(gòu)的應(yīng)用為這些泵的安全運行打下很好的基礎(chǔ)。

煤液化工藝及關(guān)鍵泵設(shè)備

　　神華鄂爾多斯103萬噸、山西潞安21萬噸和內(nèi)蒙古伊泰18萬噸3個煤制油示范項目相繼投產(chǎn)，并且實現(xiàn)了長周期穩(wěn)定運行，這標志著煤制油工藝已經(jīng)成熟。神華鄂爾多斯項目是在美國HTI直接液化工藝基礎(chǔ)上結(jié)合其它新工藝的優(yōu)點改進的工藝;內(nèi)蒙古伊泰、兗礦集團均用的是F-T間接液化工藝;兗礦集團建成萬噸級中試裝置，并投產(chǎn)成功。神華HTI直接液化改進工藝和F-T間接液化工藝各有優(yōu)點，未來這兩項工藝必將成為我國煤制油工藝的主流。

　　泵設(shè)備主要分布在備煤裝置、制備裝置、四聯(lián)合裝置(煤液化、加氫穩(wěn)定、加氫改質(zhì)、輕烴回收)、制氫裝置、空分裝置惻中。

　　(1)加氫塔循環(huán)泵104-P-102也是類似情況。裝置上所用的這3個位號的泵是從美國福斯(Flowserve)公司進口的。該泵結(jié)構(gòu)上類似于爐水泵，但泵與電機之間多了一道機械密封。該泵屬離心泵與電機一體化，電機為濕定子型。

　　除美國福斯(FIOW8erve)公司外，具備該產(chǎn)品生產(chǎn)潛在能力的還有英國泰勒(Tyler)、德國凱士比(KSB)和日本富士、日本酉島等公司。國內(nèi)尚不具備該泵的生產(chǎn)能力，僅有類似產(chǎn)品——電廠熱水循環(huán)泵(爐水泵)的設(shè)計生產(chǎn)能力，合肥通用機械研究院正在作其國產(chǎn)化工作。

　　(2)在油煤漿催化劑制備(102工序)、煤液化(103工序)過程中，需要一些進出口壓力不高、輸送油煤漿的塔底泵，如表4中102 -PIOIAB、 103 -P10IA—F、 103 -P307ABC、 103 -P315AB等，這些泵的流量、揚程參數(shù)都在離心泵范疇，選用離心泵是肯定的。但要解決的問題是過流部件耐磨及高溫下的應(yīng)力腐蝕、軸封及其沖洗系統(tǒng)的可靠性，這與煉油裝置的塔底油漿泵有些相似。裝置上選用的都是勞倫斯(Lawrence PumpInc.)公司雙殼體化工流程泵FLS6000系列產(chǎn)品，低速運行。

　　該系列產(chǎn)品符合API 610標準，其結(jié)構(gòu)特點是內(nèi)層殼體耐磨，外層殼體承壓;葉輪采用軸向口環(huán)間隙;軸封采用雙端面波紋管機械密封，配沖洗罐有壓沖洗P530在葉輪與密封腔間還設(shè)置節(jié)流型輔助密封，外接溶劑油沖洗P32并隔離，以改善機械密封的工作條件;軸承部件都采用加強重載型，過流材料需要耐磨處理。目前，這些泵在逐步實現(xiàn)國產(chǎn)化。

　　(3)高壓油煤漿進料泵的作用是將煤漿罐中的油煤漿經(jīng)預(yù)熱器送到反應(yīng)器中。泵出口壓力20MPa以上，工作溫度290℃，輸送的油煤漿固體含率50%，目前采用從德國URACA公司進口的五缸柱塞泵，/