CN103291595A - 高压煤浆泵超压保护系统改进装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于水煤浆气化设备技术领域，具体涉及一种高压煤浆泵超压保护系统改进装置。 包括与高压煤浆泵连接的超压保护系统，超压保护系统包括依次连通的液压油单向阀、液压油管、超压保护安全阀及卸油手阀，其特征是在液压油管上设有缓冲罐，缓冲罐底部与液压油管相通；所述缓冲罐内有一可随压力变化而舒张或压缩的充氮气的弹性气囊。本发明改进装置，当油温随气温升高时，液压油的微小的体积膨胀将传递给缓冲罐中的氮气气囊，使气囊稍稍压缩，而使得原先会骤增的油压被舒缓，超压保护系统安全阀前的压力始终恒定在正常的工作压力，与泵出口的物料压力相吻合，压力的波动微乎其微，从此不再需要手动卸压，安全阀起跳的威胁被彻底消除。

Description

高压煤浆泵超压保护系统改进装置

技术领域

本发明属于水煤浆气化设备技术领域，具体涉及一种用于高压煤浆泵的装置，尤其是针对高压煤浆泵超压保护系统油压异常的改进装置。

背景技术

水煤浆气化在全世界范围内已成为产业，我国煤炭资源十分丰富，而石油资源则相对短缺，以煤代油是国家能源战略的发展趋势。经过国内外数十年的探索和实践，以原煤与水、添加剂混合经过碾磨配制成一定浓度和黏度的浆体——水煤浆现已成为一种在一些领域能取代油的新型燃料或化工原料，因约2 t左右的水煤浆可替代1 t燃料油燃用或制气^[1]，水煤浆的制作产业在全世界范围内的发展十分迅速。由于水煤浆加压气化技术的开发成功，大大拓展了水煤浆技术的应用领域。2003年，中国石化集团南京化学工业有限公司合成氨系统开始进行了原料由重油转为水煤浆的改造，2006年1月11日，这套世界上设计运行压力最高（8.7 MPa）的煤气化装置以水煤浆为原料投料成功。

高压煤浆泵是煤气化装置向煤气化炉输送煤浆的心脏给料设备，工况要求十分严格，必须要保证长周期（2个月以上）不间断地连续稳定运行，即便是瞬间的停运，也将导致整套装置停车，会造成巨大的经济损失。故高压煤浆泵的选用非常关键，对其性能有很高的要求，绝大多数的煤气化装置的高压煤浆泵都选用了技术较为成熟的著名企业的隔膜泵。

荷兰GEHO泵业自1916年便开始从事泵的研发生产，其隔膜泵机械加工精度高，数据采集、操作控制系统精确，泵的流量波动小，橡胶件质好而耐用，正常工况下，隔膜可保证在8 000 h内不破损，因而被全国多家煤气化装置所选用。

荷兰GEHO隔膜泵的主要组成部分包括主电机、减速机、变频器、曲轴连杆（曲柄）、十字头、活塞、液压油系统、隔膜室及隔膜、进出口单向阀、辅泵等。

GEHO泵的工作原理是主电机经减速机减速，驱动曲轴连杆、十字头，使旋转运动转为直线运动，带动活塞进行往复运动，隔膜室嵌有隔膜，活塞与隔膜之间充满了密封的液压油，隔膜的作用是将煤浆物料与驱动的液压油隔离，避免煤浆直接与活塞等内件接触，造成不必要的磨损和腐蚀，隔膜随着活塞的往复运动并在液压油介质的驱动下鼓张和吸合，吸入行程时，出口单身阀关闭，煤浆罐中的煤浆在位能的作用下，推开进口单向阀，注入隔膜室（物料端），推出行程时，进料单向阀关闭，活塞通过液压油和隔膜的压力传动，使隔膜室（物料端）的煤浆推开出口单向阀并压出。在主泵的液压端，还设有与每个隔膜室相连通的超压保护系统。

在隔膜泵正常运行的情况下，隔膜室内的最大油压始终与泵的出口压力相同，而安全阀前的油压因来源于隔膜室内的油压，故也应和泵出口的煤浆压力相同。但在隔膜泵的实际运行过程中，常常在泵出口煤浆压力恒定的情况下，超压保护系统安全阀的阀前压力有时会大大超过每个隔膜室的最大油压，即超过泵出口的煤浆压力，且会不断增长。在此情况下，如不手动卸压，安全阀的阀前压力甚至会超过安全阀的起跳压力，这将对系统的稳定运行带来严重影响，如果安全阀在高压状况下动作，煤浆泵的隔膜室瞬间会排掉大量的液压油，煤浆泵输出的煤浆流量将骤减，可能使得入炉煤浆流量过低，引发系统停车联锁动作，造成装置系统停车。

为解决这一问题，目前虽然采用了多种方法，如为避免阳光的照晒，专门给GEHO高压煤浆泵搭建了的彩钢瓦棚，或是试用冷却水对单向阀与安全阀间的液压油管进行喷淋等临时措施，虽然也取得了一些效果，可以减少每天的手动卸压次数，但都不能彻底的解决问题。而且上述方法手段也不符合企业的现场管理要求。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，而提出的一种高压煤浆泵超压保护系统改进装置。

本发明的主要技术方案：高压煤浆泵超压保护系统改进装置，包括与高压煤浆泵连接的超压保护系统，超压保护系统包括依次连通的液压油单向阀、液压油管、超压保护安全阀及卸油手阀，其特征是在液压油管上设有缓冲罐，缓冲罐底部与液压油管相通；所述缓冲罐内有一可随压力变化而舒张或压缩的充氮气的弹性气囊。

一般地，本发明所述的高压煤浆泵为所有拥有超压油保护系统的高压隔膜泵，尤其是荷兰GEHO隔膜泵。

所述弹性气囊为橡胶气囊。

所述弹性气囊充入的氮气压力设定值为高压煤浆泵出口工作压力的60%。

水煤浆加压气化技术现已在世界范围内被广泛采用，目前全国运转和在建的大型煤气化装置已有40多套，高压煤浆泵是煤气化装置中最重要的动设备，这台关键设备能否安全稳定地运行，是整套煤气化装置长周期稳定运行的基本前提。

本发明的改进装置，当油温随气温升高时，液压油的微小的体积膨胀将传递给缓冲罐中的氮气气囊，使气囊稍稍压缩，而使得原先会骤增的油压被舒缓，超压保护系统的安全阀前的压力始终恒定在正常的工作压力，与泵出口的物料压力相吻合，压力的波动微乎其微，从此不再需要手动卸压，安全阀起跳的威胁被彻底消除。

附图说明

附图1为本发明实施例超压保护系统的结构示意图。

图中，1-隔膜泵；2-卸油手阀；3-液压油管；4-液压油单向阀；5-超压保护安全阀；6-安全阀座；7-压力表；8-安全阀排放管；9-缓冲罐。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明加以详细描述。

实施例

本实施例以某水煤浆气化装置的荷兰GEHO隔膜泵为例。

实施例高压煤浆泵超压保护系统改进装置如附图1所示，包括与隔膜泵1连接的超压保护系统，超压保护系统包括依次连通的液压油单向阀4、液压油管3、超压保护安全阀5及卸油手阀2，其主要改进是在液压油管3上设有缓冲罐9，所述缓冲罐9内有一可随压力变化而舒张或压缩的充氮气的橡胶气囊，缓冲罐9底部与液压油管3相通。

实施例还包括本装置常规的安全阀座5、压力表7和安全阀排放管8。

实施例中，正常工况时，隔膜泵出口输出的煤浆压力接近约10 MPA，每个隔膜室（共3个）的液压油都各自通过一液压油单向阀及单向阀后的液压油管与超压保护安全阀相连，如果通往气化炉的煤浆输送管路因烧嘴堵塞、煤浆泵出口单向阀卡塞或阀门误动作等异常情况导致泵隔膜室内的液压油压力骤然升高，液压油可通过与隔膜室相连的单向阀将压力传递给超压保护的安全阀，如传递给安全阀的压力超过安全阀的起跳设定值（13.8 MPa），安全阀将动作，进行排油卸压，避免泵因超压受损。

实施例中，当超压保护油管中的油温因昼夜温差、或被日光照晒而升高时，液压油微小的体积膨胀将传递给缓冲罐中的氮气气囊，使气囊稍稍压缩，而使得原先会骤增的油压被舒缓，超压保护系统的安全阀前的压力始终恒定在约10 MPa，压力的波动微乎其微，从此不再需要手动卸压，安全阀起跳的威胁被彻底消除。

Claims (5)

1.高压煤浆泵超压保护系统改进装置，包括与高压煤浆泵连接的超压保护系统，超压保护系统包括依次连通的液压油单向阀、液压油管、超压保护安全阀及卸油手阀，其特征是在液压油管上设有缓冲罐，缓冲罐底部与液压油管相通；所述缓冲罐内有一可随压力变化而舒张或压缩的充氮气的弹性气囊。

2.如权利要求1所述的高压煤浆泵超压保护系统改进装置，其特征是所述高压煤浆泵为拥有超压油保护系统的高压隔膜泵。

3.如权利要求2所述的高压煤浆泵超压保护系统改进装置，其特征是所述高压隔膜泵为荷兰GEHO隔膜泵。

4.如权利要求1所述的高压煤浆泵超压保护系统改进装置，其特征是所述弹性气囊为橡胶气囊。

5.如权利要求1所述的高压煤浆泵超压保护系统改进装置，其特征是所述弹性气囊充入的氮气压力设定值为高压煤浆泵出口工作压力的60%。

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