由于缺少石油资源，中国的能源生产和消费主要以煤炭为主。80%的煤炭在燃烧的过程中产生了大量危害大气环境的SO2、氮氧化合物、烟尘等。电厂脱硫一时成了业内共同关注的话题，而脱硫相关设备在市场中也是很受欢迎，本文向读者介绍了一种新型的脱硫污水输送设备。

作为燃煤大国，中国的能源消费中煤炭占70%左右的比例。煤炭消费的80％用于燃烧，燃煤造成的SO2和烟尘排放量能占到排放总量的80%~90%，连续很多年中国SO2排放总量都超过2000万吨，成为世界上最大的SO2排放国家。在“十一五”规划中，党中央明确提出降耗环保的两个硬指标：单位GDP 能耗降低20%；SO2排放量在2005年的基础上削减10%。

为了响应国家政策，改善人居环境，很多火电厂都相继采用了一些措施，来降低SO2的直接排空。其中许多大型火电厂主要采用国外比较成熟的、业绩较多的石灰石/石膏湿发脱硫工艺。就脱硫工艺本身来说，其自身特性决定了对于过流部件和跟它接触的设备具有极强的腐蚀性，特别是碳钢件，因为碳钢制原件在脱硫除尘工艺中容易腐蚀的主要原因是由于带酸性的电解质在潮湿环境引起的电化学腐蚀。而其他非金属材料因为生成微电池的电解物质成分低，其耐腐蚀性能比碳钢好，为了制作出适合电厂脱硫工艺中脱硫污水输送的设备，耐驰（兰州）泵业有限公司在制作脱硫污水输送单螺杆泵方面总结出了一些成功经验。

泵体部件材料的选择

奈莫泵的结构如图1所示，我们一般所指的泵体部件是泵的吸入室和排出体，吸入室和排出体的剖面图如图2和图3所示，这两个部件在奈莫泵的所有部件里面算是承压部件。由于一般在石灰石湿法脱硫装置中常用的防腐耐磨材料主要有：镍基耐蚀合金、橡胶衬里（特别是软橡胶衬里）、合成树脂涂层（特别是玻璃鳞片树脂衬）这几种，对于吸入室和排出体这两个部件的防腐处理，我们通常采用软橡胶衬里的方法。当金属材料作为承压部件，它所衬非金属材料作为防腐部件时，应充分考虑非金属材料与金属材料的粘结强度。同时，承压部件的自身设计要确保非金属材料能够长期稳定的粘附在金属承压部件上面。在采用内衬软橡胶衬里的工艺上，耐驰公司有成熟的工艺过程来保证，简述如下：首先对HT250铸件的泵的吸入室和排出体进行内表面清洗处理，用以去除铸件内表面上面的油污、砂粒，采用类似滚塑工艺的方法即可将丁基橡胶均匀的衬在工件的内表面。由于铸件内表面有许多微坑，当非金属涂层的材料软化以后可以沉积到这些微坑里面，形成无数个微嵌点，能起到较好的机械结合效果。一般情况下我们根据脱硫污水中氯粒子的浓度的大小不同和输送脱硫污水的温度的差异，可以选择做内衬的橡胶材料有三种，分别是丁基橡胶、三元乙丙橡胶、氟橡胶。具体施工工艺略有不同。

过流部件和转子材料的选择及处理工艺

泵类设备的主要腐蚀因素

湿法脱硫系统内部工作环境十分复杂：固体、液体、气体互相混合，酸碱交融、冷热交替，烟气中固态和气态成分、烟气流速、温度以及浆液pH 值、F-、Cl-、以及颗粒物体的冲刷和沉积腐蚀等影响因素众多。一般火电厂的排烟中含有SO2、NOx、HCl、HF等气体，在吸收塔内烟气与含有CaCO3、 Ca(OH)2 等吸收剂充分接触，污染物被吸收剂留在浆液之中，从而实现与烟气的分离，因而脱硫洗涤液中含有H2SO4、HCl、HF 等酸液和Cl-、且含有15％~20％左右的悬浮固体颗粒，所有这些洗涤浆液最终都要经由回收系统通过奈莫泵来输送，奈莫泵在脱硫系统中主要用来输送脱硫污水，而脱硫浆液和污水中的Cl- 以及浆液废水中的固体颗粒磨损等严重的综合侵蚀，都会体现在奈莫泵的输送过程中对泵金属部件的腐蚀，由于在污水中的石灰石浆液以及石膏浆液中含有大量的Cl-、 F-、SO3-、SO4-等离子以及脱硫系统中洗涤水的循环使用，这些离子在浆液中逐渐富集，对金属部件的腐蚀磨损严重，尤其是Cl-，它是造成金属孔蚀、缝隙腐蚀、应力腐蚀和选择性腐蚀的主要原因。它加快了单螺杆泵中金属部件的腐蚀破坏，使用经验证明当Cl- 的含量达到20000×10-6 时，一般不锈钢已经不能再使用，而要采用非金属材料衬里。这就是耐驰公司的脱硫污水输送泵的吸入室和排出体为什么要采用橡胶内衬的原因。一般在正常情况下单螺杆泵在这种工况下输送污水，它的金属部件的腐蚀率可以达到1.25mm/a, 个别部分甚至达到5mm/a，从金属的腐蚀机理来讲，在湿法脱硫系统中的单螺杆泵的金属部件所受的腐蚀可以分为化学腐蚀，电化学腐蚀，结晶腐蚀和磨损腐蚀。具体这几种腐蚀对于奈莫泵造成的外观现象就是泵的金属部件使用寿命比较短。

输送泵金属材料的选择

鉴于上述原因，我们在选择单螺杆泵的过流部件和转子的时候，一般都选用铁-钼-镍-铬不锈钢材料制作，虽然从成本的角度上考虑在火电厂湿法烟气脱硫系统中，防腐材料的选择应该本着经济适用，满足脱硫工艺的要求即可，也就是说尽量选择具有较长使用寿命的金属或者非金属材料，对金属表面可能接触腐蚀性介质的不同部位，应该衬以抗腐蚀性和耐磨损性强的非金属材料，但如果采用这些措施难以达到工艺要求时，我们只能采用镍基材料为主的不锈钢来制作单螺杆泵的过流部件和转子。耐驰公司一般选择DIN 标准，牌号为1.4462 的双相不锈钢材料来制作过流部件以及转子等，这种材料的主要化学成分含量如下：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,其他 N 0.05~0.20。这种材料目前是脱硫领域内比较认可的、使用业绩好的不锈钢，最近五年我们通过国内十几家知名的污水处理设备成套公司给全国大小10多个电厂烟气脱硫项目提供了约150台用于输送脱硫污水的奈莫单螺杆泵，根据使用现场反馈，效果都比较理想。

国际上设备金属防腐材料的选择

根据资料显示：目前美国在电厂脱硫污水中主要选择采用高镍基合金或者碳钢包裹高镍基合金板，它性能优越、有良好的耐温度性，耐介质渗透性并具有良好的施工质量保证性、以及较好的耐腐蚀性，但其价格昂贵，加工制造需要专用技术和设备，现场施工难度大，不适合中国的国情；德国和欧洲等国家多采用玻璃钢和碳钢内衬橡胶板，特别是在脱硫污水的输送设备中，这些国家主要采用碳钢内衬橡胶工艺或者选择双向不锈钢材料。就目前中国在这个领域中对于设备防腐材料的选择，主要采用金属件涂覆或者内衬丁基橡胶和乙烯基酯树脂玻璃鳞片，这两种非金属材料具有良好的耐热性和化学稳定性、施工简便、价格便宜，已经在国内使用多年，是国内普遍使用的湿法脱硫工艺中的材料。但它们的耐磨性和耐应力腐蚀性能低（乙烯基酯树脂玻璃鳞片）防结垢性差，且施工周期长，效率较差。同时对于好多设备由于设备自身的设计制造特点决定了我们不可能都采用涂覆或者内衬工艺来满足某些设备的部件的设计，在这种条件下，耐驰（兰州）泵业有限公司采用的技术，填补了国内同行业设备制造商提供产品方面的一个空白。这项成功经验希望能得到同行的认可和借鉴。因为根据类比试验，只要脱硫污水中的氯离子浓度小于60000mg/L，污水pH 值在3~6之间，都可以采用双向不锈钢来制作防腐零件。如果氯离子浓度更高。采用在双向不锈钢零件表面喷涂CrC 涂层来提高金属部件的防腐能力，根据我们的使用经验，这种金属零件适合于各种普通的酸类和含氯化物的磨蚀性介质的输送，这些方面我们都有成功的应用业绩可供参考。

泵轴封的材料选择及其冲水装置

由于奈莫单螺杆泵在电厂脱硫污水的输送过程中，污水浆液中一般含20％~40％的石灰石和石膏等固体，固体颗粒在几十微米至几百微米之间，同时污水浆液中存在的强腐蚀性的H2SO4、HCl、HF 酸等强酸性废液，基本上说污水的pH 值在4.5~6.5之间，由于在输送像这样苛刻的既含有固体颗粒磨蚀介质，又含有酸性腐蚀性介质，这就要求我们在选用泵体密封的时候一定要慎重选择密封材料和密封形式。一般情况下可以选择最常用的机械密封和填料密封，但是使用这两种密封形式又各有优缺点，例如在选用机械密封时如果配套的冲洗装置跟不上，机封的使用效果就比较差，维修成本太高并且因此造成的停工处理时间较长，同时污水中的介质象Ca(OH)2等在接触空气中的CO2以后容易结晶或者沉淀附着在动环和净环之间的密封面上，造成密封损坏乃至失效。而选择填料密封带简单的冲洗水装置特点如下：如果跟填料接触的轴段的硬度和粗糙度达不到一定的要求，经常会发生填料段被磨出一个深沟。所以提高轴段的硬度是解决泵体密封保证泵良好运行的一个关键因素。如果在这种工况下选择填料密封，对于填料轴段的硬化和表面粗糙度要求较高，当然耐驰公司对于填料轴段的处理有特殊的热喷涂工艺来保证泵的使用要求。但是在这两种方式里面，一般首选机械密封来实现泵体的密封，主要是为了尽可能小的减小泵的泄漏，毕竟这种脱硫污水的腐蚀性是比较强的，相比较来说填料密封的泄漏比机械密封的泄漏量要大，而泄漏出来的介质会对设备使用现场带来不必要的麻烦。对于机械密封材质的选择，按照机械密封的动环、静环、辅助密封、弹簧以及其他零件材料的次序，我们选择Sic-Si 反应粘合碳化硅、Sic-Si 反应粘合碳化硅、三元乙丙橡胶、Hast.C4、 Hast.C4。机械密封的结构形式选择德国博格曼公司的代号为M7N 的即可。根据泵型号的不同，可以选择单端面机械密封或者双端面背靠背机械密封都可以。对于机械密封冲洗方式，我们选择API 682 SEAL FLUSH PLAN PLAN 2方式进行冲洗。

结论

在电厂湿法烟气脱硫装置中，烟气、浆液以及脱硫污水对于设备的腐蚀可以分为下面三个部分：烟道以及换热系统、SO2 吸收以及氧化系统、吸收剂输送以及回收系统过程中污水的输送，而奈莫泵主要用在第三部分即就是吸收剂输送以及回收系统过程中污水的输送，由于前面两个流程中石灰石浆液并不能有效的吸收烟气中的SO3，其浓度降低很小，SO3溶解与水生成硫酸雾，再加上烟气中的HCl、 HF生成酸性雾，这些酸雾或者酸液跟与它吸附接触的设备造成严重的金属腐蚀。而最终这些物质对设备的腐蚀都要体现在奈莫泵对于脱硫污水的输送过程中。这就要求奈莫泵必须能够胜任工艺需要。通过对奈莫泵进行上述三项技术措施的使用。实际证明效果确实不错。