海水循环泵结构设计对海水腐蚀的影响

摘要：海水循环泵是冷却系统循环水回路的主要设备之一。通过循环泵的提升压力，使低温循环水进入凝汽器，保证凝汽器的真空度，从而维护电厂的正常经济进行。而海水对循环泵的长期腐蚀影响，会威胁到电厂的安全稳定生产运行，本文希望通过改进泵的结构设计，对减少海水腐蚀的影响提出一些建议。

关键词：立式混流泵；海水循环泵；维护

中图分类号：S611 文献标识码： A

一、海水循环泵的结构形式

二、海水循环泵的关键技术

海水循环泵的另一项关键技术为材质选择，除了电动机架结构为碳素结构钢外，其他部件的金属材料均采用双相不锈钢或超级双相不锈钢。滤网、进水口、叶轮、导叶体、泵轴以及扬水管等大型部件的材质化学成分虽相同，但由于制造工艺差异，各部件所对应的双相不锈钢材质类别也不相同，如双相不锈钢2205即CD4MCu；对应于美国材料试验协会的牌号有ASTMA2

40、A2

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3、A479和A890等。海水循环泵的滤网可采用线材A240焊接而成，泵轴采用棒材A479制成，扬水管采用板材A276焊接而成，叶轮、导叶体等采用A890铸造而成。对于小部件，如螺栓、螺母和垫片也都采用双相不锈钢材质。

克服材料的因素外，海水循环泵的工艺也是关键技术之一。例如叶轮的工艺环节包括化学成分分析、热处理、力学测试、射线检测、着色渗透以及动平衡等，每个环节要保留详细的技术资料。对于滤网、扬水管和出水弯管等部件，主要考虑焊接工艺，如预热温度控制、焊缝处理、焊后热应力消退以及加工过程中消除残余应力等。

三、系统方案设计

LNG接收站原方案中包括海水泵池设计，海水泵池中水取自-15m处海水，海水水质较好，水温适中。海水通过管道进入海水泵池，经过粗细两道过滤器过滤，除掉大颗粒的泥沙和其他悬浮物，再经过电解海水加氯装置处理杀菌祛藻后进入到各泵内。该海水泵池设计有四台海水泵，抽取海水进入厂内的开架式气化器，通过换热将热量传递给LNG使之气化达到外输条件。此外，海水泵池内还设有海水置换泵，冬季温度极低时开启，使取水口海水内外循环置换，避免结冰。因此，可直接用此海水泵池内的水作为海水源热泵系统的冷热源。

通过海水泵提取海水泵池内的海水进入热泵机组，海水的冷热量通过换热器换热传递给热泵工质，为建筑物供热（冷），换热后的海水经海水排放沟，排放到远离取水口的海底。海水源热泵空调系统主要包括海水循环系统、热泵系统及末端空调系统等三部分，其中海水循环部分由取水构筑物、海水引入管道、海水泵站及海水排出管道组成。由于该系统直接取用厂内海水泵池内的海水，因此海水循环系统仅包括海水引入与排出管道及海水循环泵。该系统的主要设备包括海水泵、热泵机组、水处理装置、风机盘管等。

四、循环泵的维修

1、高性能抗冲刷的防磨材料涂层工艺应用

对于缺失严重叶轮，采用特殊冷焊过渡焊方式将缺损部位进行无裂纹、无变形的冷补焊技术恢复缺损尺寸，然后进行表面打磨靠模修形、车床找正工艺使基体恢复外形轮廓；对叶轮进行表面清洗喷砂，叶轮过流表面采用高频爆震熔射无机非晶-陶瓷，涂层厚度0.5mm（涂层与基体结合度达到70MPa），零件过流面得到整体非晶-陶瓷涂层的保护，所有薄弱环节将得到预保护强化；对非晶-陶瓷涂层进行真空封孔固化处理；对叶轮进行表面刮涂高分子陶瓷涂层，第一层底涂润湿表面，第二层刮涂高分子陶瓷颗粒填麻坑并加强防磨，第三层刷涂高分子陶瓷防护层进一步提高表面的光滑度和抗气蚀冲刷能力，使零件流线型更好，耐磨双层保险；对叶轮配合面尺寸进行测量复查，确认不影响装配，依据为泵厂家的企标；对叶轮进行动平衡处理。

通过特殊冷焊工艺使叶轮的豁口重新恢复原来的轮廓并不产生裂纹，同时保证冷补焊达到冶金结合，补焊部位没有开裂脱落风险；改造泵壳叶轮的表面硬度及抗气蚀性，在原过流件上复合一层无机非晶-陶瓷涂层，该涂层具有无机陶瓷特性，既耐磨又耐气蚀，可以很好地确保叶轮本体不被磨损，叶轮线形轮廓完成，出力效率稳定，同时让叶轮具有循环可修性；改造防护涂层的脱落问题-改用爆震熔射工艺后涂层的剪切剥离强度达到70-120MPa，使涂层没有了脱落风险。

2、叶轮维护

脱硫系统吸收塔浆液循环泵叶轮的维护如果不及时，导致浆液循环泵出力下降，进一步导致400MW以下负荷范围内，增加脱硫浆液循环泵的运行台数，才能维持脱硫效率，直接产生巨大的电耗费用。

3、滤网结构的选择

烟气脱硫浆液循环泵入口滤网的结构主要有半圆柱形、三角形。通过运行情况来看，原三角组合式框架采用碳钢衬胶，相对于半圆柱形滤网结构，网板固定点多，网板受力点分散，其机械强度能够满足滤网固定的要求且有一定优势。半圆柱形滤网截面为半圆形，有流通面积较大的优势。根据喷淋喷嘴口径、浆液品质等系统设计工况选择网孔型式。在保证截流大颗粒杂质的性能下，尽量提高网板通流面积，可以减少滤网堵塞的发生，缓解浆液循环泵气蚀现象的出现，提高浆液循环泵可靠性。因此，将原方孔改为圆孔，从而改善浆液通过性，减少浆液在孔下缘沉积，避免结垢。

结束语

海水循环泵的国产化能够促进海洋高端装备制造业在沿海油气开发、海水淡化等领域的市场份额，具有较高的经济价值。因此我国应加大热泵机组的研究，开发生产满足海水相对较低温度条件下的热泵机组。