濕法脫硫污水輸送設備必須能夠承受一定的磨蝕和腐蝕。耐馳（蘭州）泵業有限公司的萬三先生在本文介紹了該公司如何通過特殊選材，使奈莫NEMO ?泵（單螺桿泵）在電廠脫硫污水的輸送中得以成功使用，旨在向同行推薦一種新的脫硫污水輸送設備。
我國是燃煤大國，能源生產
和消費以煤為主，煤炭在
我國能源消費中的比例保持在70%左右，這一比例短期內難以改變。煤炭消費的80%用于燃燒，而煤炭燃燒又是大氣環境中SO2、氮氧化合物、煙塵的主要來源，燃煤造成的SO2和煙塵排放量能占到排放總量的80%-90%。我國的SO2排放總量連續多年都超過2000萬噸，已經成為世界上最大的SO2排放國家。“十一五”規劃明確提出降耗環保的兩個硬指標 ：1）單位GDP能耗降低20% ；2）SO2排放量在2005年的基礎上削減10%。
為了達到政策要求，很多火電廠相繼采用了一些措施，來降低SO2的直接排放。其中許多大型火電廠采用了國外比較成熟的石灰石/石膏濕法脫硫工藝。就脫硫工藝本身來說，其自身特性決定了該工藝對于過流部件及與電解質接觸的設備具有極強的腐蝕性，特別是碳鋼件。碳鋼制原件在脫硫除塵工藝中容易腐蝕是由于帶酸性的電解質在潮濕環境中引起的電化學腐蝕。而其它非金屬材料因為生成微電池的電解質成分低，其耐腐蝕性能比碳鋼好。為了制造出適合電廠脫硫工藝中脫硫污水輸送的設備，耐馳（蘭州）泵業有限公司在脫硫污水輸送用單螺桿泵（奈莫NEMO ?泵）制造方面總結出了一些成功經驗。
奈莫泵材料的特殊優化選擇
◆ 泵體部件
奈莫泵的泵體部件采用鑄鐵內襯橡膠工藝。奈莫泵的泵體部件一般是指泵的吸入室（圖1）和排出體（圖2），
這兩個部件在奈莫泵的所有部件里屬于承壓部件。在石灰石濕法脫硫裝置中常用的防腐耐磨材料主要有：鎳基耐蝕合金、橡膠襯里（特別是軟橡膠襯里）與合成樹脂涂層（特別是玻璃鱗片樹脂襯）。對于吸入室和排出體這兩個部件的防腐處理，耐馳公司通常采用軟橡膠襯里的方法。當金屬材料作為承壓部件，它所襯非金屬材料作為防腐部件時，應充分考慮非金屬材料與金屬材料的粘結強度。同時，承壓部件的自身設計要確保非金屬材料能夠長期穩定地粘附在金屬承壓部件上面。在采用內襯軟橡膠襯里的工藝上，耐馳公司有成熟的工藝過程來保證，簡述如下：首先對HT250鑄件的泵的吸入室和排出體進行內表面清洗處理，用以去除鑄件內表面上的油污、砂粒，然后采用類似滾塑工藝的方法即可將丁基橡膠均勻地襯在工件的內表面。由于鑄件內表面有許多微坑，非金屬涂層的材料軟化以后可以沉積到這些微坑里面，形成無數個微嵌點，起到較好的機械結合效果。一般情況下，根據脫硫污水中氯粒子濃度的大小和輸送脫硫污水溫度的不同，可以用作內襯的橡膠材料有三種：丁基橡膠、三元乙丙橡膠和氟橡膠。其具體施工工藝略有不同。
◆ 過流部件和轉子
所有過流部件和轉子都采用雙向不銹鋼1.4462 噴涂CrC 工藝。
濕法脫硫系統中泵類設備的主要腐蝕因素
濕法脫硫系統內部工作環境十分復雜 ：固體、液體、氣體互相混合、酸堿交融、冷熱交替、煙氣中的固態和氣態成分、煙氣流速、溫度以及漿液 pH 值、F-、Cl-以及顆粒物體的沖刷和沉積腐蝕等影響因素眾多。
一般火電廠的排煙中含有SO2、NOx、HCl、HF等氣體，在吸收塔內煙氣與含有CaCO3、 Ca(OH)2 等物質的吸收劑充分接觸，污染物被吸收劑留在漿液之中，從而實現與煙氣的分離，因而脫硫洗滌液中含有H2SO4、HCl、HF 等酸液和Cl-，且含有15%-20%左右的懸浮固體顆粒。所有這些洗滌漿液最終都要經由回收系統通過奈莫泵來輸送。
由于污水中的石灰石漿液和石膏漿液中含有大量Cl-、 F-、SO32-、SO42-等離子，以及脫硫系統中洗滌水的循環使用，這些離子在漿液中逐漸富集，對金屬部件的腐蝕磨損嚴重。尤其是Cl-，它是造成金屬孔蝕、縫隙腐蝕、應力腐蝕和選擇性腐蝕的主要原因，它加快了單螺桿泵中金屬部件的腐蝕破壞。使用經驗證明，當Cl- 的含量達到20000×10-6 時，一般不銹鋼已經不能再使用，而要采用非金屬材料襯里。這就是耐馳公司脫硫污水輸送泵的吸入室和排出體為什么要采用橡膠內襯的原因。一般在正常情況下，單螺桿泵在這種工況下輸送污水，其金屬部件的腐蝕率可以達到1.25 mm/a，個別部件甚至達到5 mm/a。
耐馳公司的金屬材料選擇
鑒于上述原因，耐馳公司在選擇單螺桿泵的過流部件和轉子時，一般都選用 鐵-鉬-鎳-鉻不銹鋼材料制作。雖然從成本角度考慮，在火電廠濕法煙氣脫硫系統中，防腐材料的選擇應該本著經濟適用的原則，滿足脫硫工藝的要求即可，也就是說盡量選擇具有較長使用壽命的金屬或者非金屬材料，對金屬表面可能接觸腐蝕性介質的不同部位，應該襯以抗腐蝕性和耐磨損性強的非金屬材料，但當這些措施難以達到工藝要求時，就只能采用鎳基材料為主的不銹鋼來制作單螺桿泵的過流部件和轉子。
耐馳公司一般選擇DIN 標準，牌號為1.4462 的雙相不銹鋼材料來制作過流部件和轉子等，這種材料的主要化學成分含量如下 ：C≤0.03，Si≤1.00，Mn≤2.00，P≤0.030，S≤0.020，Cr≤21.00-23.00，Ni≤4.50-6.50，Mo≤2.50-3.50，N ≤0.05-0.20。這種材料目前是脫硫領域內比較認可的、使用業績較好的不銹鋼，最近五年我們通過國內十幾家知名的污水處理設備成套公司為全國10多個電廠煙氣脫硫項目提供了約150臺用于輸送脫硫污水的奈莫單螺桿泵，根據使用現場反饋，效果都比較理想。
國際上同行業制造商的金屬防腐材料選擇
有關資料顯示，目前美國在電廠脫硫污水中主要選擇采用高鎳基合金或者碳鋼包裹高鎳基合金板，它性能優越、具有良好的耐溫度性、較好的耐腐蝕性、耐介質滲透性，并可以保證良好的施工質量，但其價格昂貴，加工制造需要專用技術和設備，現場施工難度大，不適合中國的國情；德國和歐洲等國家多采用玻璃鋼和碳鋼內襯橡膠板，特別是在脫硫污水的輸送設備中，這些國家主要采用碳鋼內襯橡膠工藝或者選擇雙相不銹鋼材料。耐馳（蘭州）泵業有限公司作為德國耐馳奈莫泵公司在中國的獨資公司，完全采用德國先進的機械加工技術和一些高端的新技術，來滿足市場千變萬化的需求。比如該公司的NM系列單螺桿泵，在電廠脫硫污水輸送防腐技術方面，就采用了上述的技術工藝，并且使用效果確實不錯。
目前，我國在該領域中使用的設備防腐材料，主要是金屬件涂覆或者內襯丁基橡膠和乙烯基酯樹脂玻璃鱗片，這兩種非金屬材料具有良好的耐熱性和化學穩定性，施工簡便，價格便宜，已經在國內使用多年，是國內普遍使用的濕法脫硫工藝中的材料。但它們的耐磨性和耐應力腐蝕性能低（乙烯基酯樹脂玻璃鱗片），防結垢性差，且施工周期長，效率較低。同時，許多設備由于自身的設計制造特點決定了不可能采用涂覆或者內襯工藝來滿足某些設備的部件設計要求，在這種情況下，耐馳（蘭州）泵業有限公司采用的技術填補了國內同行業設備制造商產品方面的一個空白。根據耐馳公司的類比試驗，只要脫硫污水中的氯離子濃度≤60000 mg/l ，污水pH 值在3-6之間，都可以采用雙相不銹鋼來制作防腐零件。如果氯離子濃度更高，則通過在雙相不銹鋼零件表面噴涂CrC 涂層來提高金屬部件的防腐能力。根據耐馳的使用經驗，這種金屬零件適合于各種普通酸類和含氯化合物等磨蝕性介質的輸送。
◆ 泵的軸封
泵軸封采用特殊材料的機械密封，并帶沖洗水裝置。污水漿液中一般含20％-40％的石灰石和石膏等固體，固體顆粒在幾十微米至幾百微米之間，同時污水漿液中含有強腐蝕性的H2SO4、HCl、HF 等強酸性廢液，污水的pH 值基本在4.5-6.5之間。因為污水中既含有固體顆粒等磨蝕性介質，又含有酸性腐蝕性介質，因此，選擇泵體密封時，一定要慎重選擇密封材料和密封形式。
一般情況下可以選擇最常用的機械密封和填料密封，但是使用這兩種密封形式又各有優缺點，例如，選用機械密封，如果沒有配套的沖洗裝置，機封的使用效果就比較差，維修成本太高，而且因此造成的停工處理時間較長，同時，污水中的介質，像Ca(OH)2等，在接觸空氣中的CO2以后容易結晶或者沉淀，附著在動環和靜環之間的密封面上，造成密封損壞乃至失效。而選擇帶有簡單沖洗裝置的填料密封，如果與填料接觸的軸段的硬度和粗糙度達不到一定的要求，填料段經常會被磨出一個深溝，所以提高軸段的硬度是解決泵體密封保證泵良好運行的一個關鍵因素。如果在這種工況下選擇填料密封，對于填料軸段的硬化和表面粗糙度要求就比較高，耐馳公司對于填料軸段的處理有特殊的熱噴涂工藝來保證泵的使用要求。
但是在這兩種方式里面，耐馳公司一般首選機械密封來實現泵體的密封，主要是為了盡可能減少泵的泄漏，畢竟這種脫硫污水的腐蝕性是比較強的。相對來說，填料密封的泄漏比機械密封的泄漏量要大，而泄漏出來的介質會給設備使用現場帶來不必要的麻煩。對于機械密封材質的選擇，按照機械密封的動環、靜環、輔助密封、彈簧以及其它零件材料的次序，耐馳選擇SiC-Si 反應粘合碳化硅、SiC-Si 反應粘合碳化硅、三元乙丙橡膠、Hast.C4、 Hast.C4。機械密封的結構形式選擇德國博格曼公司代號為M7N 的形式。根據泵型號的不同，可以選擇單端面機械密封、雙端面密封或背靠背機械密封。對于機械密封沖洗方式，選擇API 682 Seal Flush Plan Plan 2方式進行沖洗。
結論
在電廠濕法煙氣脫硫裝置中，煙氣、漿液以及脫硫污水對于設備的腐蝕可以分為下面三個部分：煙道以及換熱系統、SO2 吸收以及氧化系統、吸收劑輸送以及回收系統過程中污水的輸送，而奈莫泵主要用于第三部分即吸收劑輸送以及回收系統過程中污水的輸送。由于前面兩個流程中石灰石漿液并不能有效吸收煙氣中的SO3，其濃度降低很小，SO3溶解于水生成硫酸霧，再加上煙氣中的HCl、 HF生成酸性霧，這些酸霧或者酸液會對與它吸附接觸的設備造成嚴重的金屬腐蝕，而最終這些物質對設備的腐蝕都要體現在奈莫泵輸送脫硫污水的過程中，這就要求奈莫泵必須能夠勝任工藝需要。
聯系方式
萬三，耐馳（蘭州）泵業有限公司；
電話：+86-931 8555 000 *213；
email：san-wan@nlp-netzsch.com.cn
圖1. 泵吸入室1/4 剖面圖 圖2. 泵排出體1/4 剖面圖
（剖面圖里，黃色部分表示橡膠襯里，藍色表示鑄件本體材料）
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