锅炉给水泵出口压力不足原因及解决方案

李翠玉，毛 涛

（1.沈阳工业大学工程学院，辽宁 辽阳 111003；2.辽阳石化分公司硝酸厂，辽宁 辽阳 111003）

本套硝酸装置设计能力为年产硝酸11.66万t(100%HNO3)，主要为下游己二酸装置和浓硝酸装置提供浓度为63.5%的稀硝酸原料。

该装置设计上采用国际上比较先进的双加压法技术(氧化压力0.45MPa、吸收压力1.1MPa)，核心设备为“四合一”机组。它集压缩设备（空气压缩机、氧化氮压缩机）、驱动设备（蒸汽透平、尾气透平）于一体，正常生产时驱动蒸汽为装置自产中压蒸汽(4.0MPa)。

汽包系统为整个装置生产时的动力源，其工艺流程如图1所示。

按设计自产蒸汽冷凝液和所有用汽单位单元产生的蒸汽冷凝液及界区补充的脱盐水，均返回装置内除氧器，通过调节除氧器的压力控制蒸汽加热达到110℃，加入化学除氧剂，除氧后由锅炉给水泵送经省煤器加热至约240℃，输入汽包产生中压蒸汽。其设计运行参数如表1所示。

锅炉给水泵(下称P101泵)设计流量25t/h、扬程545m，设计方选择大连苏尔寿泵及MC40-16A型多级泵，材质为2G230—450碳钢。现场两台一用一备，联锁值为汽包液位低于50%备泵自启。

图1 汽包系统工艺流程

表1 汽包系统设计运行参数

1.操作工况

该装置按计划投产，当时使用P101B泵，A泵处于备用状态。通过调解回流控制泵出口压力在5.8MPa，汽包液位在60%左右，减温减压器、过热段喷水均呈稳定状态。运行1个月后的某日发现泵出口压力由5.8MPa降至5.5MPa，切至备泵运行一段时间压力也有所下降，初步分析可能是脱盐水水质不佳，有垢生成。采取提高除氧器温度、加大化学药剂等措施后情况有所好转。

次日8:00当班人员接班后发现汽包液位呈下降趋势，现场检查发现P101A出口压力仅为3.1MPa。立即启动P101B泵，8:38P101B泵流量不足，泵出口压力仅为3.7MPa，再次启动P101A，两泵同时运行压力仅为3.8MPa，汽包液位迅速下降，9:04汽包液位降至38%，装置联锁动作断氨停车。

障故发生后，立即组织人员抢修，将P101B拆除检查泵入口过滤网、电机及所有出口均未发现异常。最后将P101B解体检查，发现叶轮孔内有残渣、第五级O环脱落、第十一级叶轮有一孔洞(长约1cm)。紧急处理后启动P101A运行，泵出口压力在5.0MPa，装置投料开车。两天后的16：00时P101A流量略有下降，经研究将原设计泵冷却水管拆除。运行1天后P101A泵出口压力开始降低，在3min内由4.2MPa降低至3.1MPa，致使汽包液位急剧下降，19:28时不得已实施停车处理。

2.原因分析及对策

根据现场情况及调出当时运行曲线记录分析，有两种可能：入口管线堵塞；除氧器压力低，水温高，在此操作条件下泵容易出现气蚀。

停车后决定对整个锅炉补水系统从工艺和设备两个方面进行检查。将除氧器液位全部退掉后进行容器检查，并吹扫管线，检查有无杂物堵塞管道。对P101泵联系厂家更换备件。

次日对除氧器打开探查，发现除氧器内部筛板由于材质强度低(普通白钢厚度仅为0.5mm)，内部压力不稳（中压蒸汽冷凝液也直接进入除氧器)已经解体散落在除氧器内。研究决定暂时取消此筛板，由设计部门按目前工艺条件重新设计适宜的筛板待装。在工艺上采取加大化学除氧剂、分析频率保证锅炉水质不受影响。同时在除氧器下部出水口加装过滤网，防止异物堵塞泵入口。

由于泵体及配件冲蚀较严重，联系厂家重新加工一套不锈钢泵体，同时将叶轮和口环的材质改为304和锡青铜。

工艺上采取降低除氧器压力，由原来设计的0.056MPa降为0.02～0.04MPa，控制其正常工作温度在95～100℃之间，防止产生气蚀。

采取上述改进措施后，装置于3天后投料生产，汽包系统一直平稳运行至今(除氧器筛板于3个月后检修时重新安装)。

3.结论

锅炉给水泵出口压力不足的原因是多方面的。

第一，该装置是我国第一套由国内设计、设备全部采用国产化的大型浓稀硝酸联合装置。该装置的汽包、省煤器、浓硝酸的减温减压器三个单元均由一台泵供水，互相影响，泵操作负荷压力过大。特别是由于设备原因，减温减压器自开车以来一直处于不稳定状态，影响泵出口压力。在实际生产中发现当减温减压器不用水时，泵运行工况明显改善。经评估后决定将减温减压器用水改为其他泵供水，有效改善了泵的运行条件。

第二，泵的本体材质选型十分关键，由于工艺条件不同，应根据现场实际情况，确定适合的材质。

第三，锅炉系统水质对整个系统正常平稳运行至关重要，补充脱盐水为一级脱盐水，水质相对较差，所以应加强日常管理。

第四，在可查到的资料中除氧器温度压力设计值基本上在0.056MPa、110℃左右，但尚未见到此类问题，是否P101选型有问题，还需进一步研究确定。