FGD sūkņi ir galvenais aprīkojums dūmgāzu atsērošanas sistēmās tādās rūpniecības nozarēs kā termoelektrostacijas un tērauda kausēšanas iekārtas. To darbības uzticamība tieši ietekmē atsērošanas efektivitāti un atbilstību vides aizsardzības prasībām. Ņemot vērā arvien stingrāku vides politiku un pieaugošās prasības pēc rūpnieciskās ražošanas nepārtrauktības, atsērošanas sūkņa kvalitātes kontrole ir paplašināta no vienkāršas aprīkojuma darbības nodrošināšanas līdz stabilitātes pārvaldīšanai visā tā dzīves ciklā. Šajā rakstā ir sistemātiski izpētīti galvenie tehniskie punkti un ieviešanas stratēģijas dūmgāzu atsērošanas sūkņa kvalitātes kontrolei no četriem aspektiem: materiālu zinātne, ražošanas procesi, testēšanas tehnoloģija un darbības savietojamība.
1. Izturības pret koroziju un mehānisko īpašību līdzsvarošana materiālu izvēlē
FGD sūkņi darbojas vidēs, kam raksturīga spēcīga korozija (hlorīda jonu koncentrācija vircā var sasniegt virs 50 000 mg/L), augsta abrazivitāte (cietvielu saturs 15%-30%) un temperatūras svārstības (darba temperatūra no 40 līdz 80 grādiem). Šie faktori izvirza stingras prasības plūsmas ceļa komponentos izmantoto materiālu visaptverošai veiktspējai. Tradicionālie materiāli, piemēram, parasts čuguns vai oglekļa tērauds, ir jutīgi pret punktveida koroziju hlorīdu vidē. Lai gan 304 nerūsējošais tērauds nodrošina labu izturību pret koroziju, tam trūkst nodilumizturības. Tāpēc mūsdienu desulfurizācijas sūkņi parasti izmanto kompozītmateriālu oderējumus, kas izgatavoti no dupleksa nerūsējošā tērauda (piemēram, 2205 un 2507) vai īpaši augstas molekulmasas polietilēna (UHMWPE).
Kvalitātes kontroles primārais posms ir ienākošā materiāla pārbaude: dupleksajam nerūsējošajam tēraudam tiek veikta starpkristālu korozijas pārbaude (ASTM A262 Practice E), ferīta satura pārbaude (nodrošinot 40–60%, lai novērstu trauslumu) un trieciena enerģijas pārbaude (lielāka vai vienāda ar 47 J istabas temperatūrā). Plastmasas oderes materiāliem ir jāpārbauda saķeres stiprība ar pamatni (bīdes izturība, kas ir lielāka vai vienāda ar 5 MPa) un termiskās izplešanās koeficienta saderība, lai novērstu atslāņošanos darbības laikā. Elektrostacija savulaik iegādājās 2205 duplekso nerūsējošo tēraudu ar hroma saturu par 2% zemāku par standartu. Tas izraisīja plašu starpgraudu koroziju uz sūkņa korpusa pēc sešu mēnešu darbības. Spektroskopiskā analīze galu galā noteica cēloni pārmērīgiem piemaisījumiem izejvielu kausēšanas procesā, uzsverot precīzas materiāla sastāva kontroles nozīmi. II. Ražošanas procesa precīza kontrole un defektu novēršana
Svarīgie sēra atdalīšanas sūkņu ražošanas posmi ietver lāpstiņriteņa liešanu, sūkņa korpusa metināšanu un rotora dinamisko balansēšanu. Jebkura procesa novirze var izraisīt lokalizētu sprieguma koncentrāciju vai plūsmas ceļa izkropļojumus. Tā kā lāpstiņriteņa lāpstiņas profila precizitāte kā kodols plūsmas{2}}pārvades sastāvdaļa, tieši ietekmē hidraulisko efektivitāti un kavitācijas veiktspēju. Konstrukcijai nepieciešama lāpstiņas ieplūdes malas biezuma pielaide, kas ir mazāka par vai vienāda ar 0,1 mm, un izplūdes leņķa novirze ir mazāka par ±0,5 grādiem vai vienāda ar to. Liešanas procesā tiek izmantots silīcija dioksīda sola precīzās liešanas process, un tiek veikta rentgenstaru defektu noteikšana (GB/T 5677), lai noteiktu iekšējos defektus, piemēram, saraušanās dobumus un izdedžu ieslēgumus (pieļaujamais ekvivalenta defekta diametrs ir mazāks par vai vienāds ar Φ1 mm).
Sūkņa korpusa metināšanas kvalitāte ir tieši saistīta ar konstrukcijas izturību. Spiediena-gultņu šuvēm starp spirāli un ieplūdes un izplūdes atlokiem ir nepieciešams kombinēts argona loka metināšanas (ATG) process gruntēšanai un manuāla metāla loka metināšana pildīšanai. Interpass temperatūra tiek stingri kontrolēta (mazāka par vai vienāda ar 150 grādiem), lai novērstu termisku plaisāšanu. Pēc metināšanas ir jāveic 100% ultraskaņas defektu noteikšana (UT, saskaņā ar JB/T 4730 I līmeni) un caurlaidības pārbaude (PT, virsmas mikroplaisu noteikšana). Galīgo elementu analīze jāizmanto arī, lai pārbaudītu metinājuma atlikušā sprieguma sadalījumu (spriegums galvenajās zonās ir mazāks par vai vienāds ar 70% no materiāla tecēšanas robežas). Ražotājam darbības laikā radās aizkavēta plaisāšana un noplūde nepietiekamas priekšsildīšanas temperatūras dēļ sūkņa korpusa apkārtmēra metināšanā. Šī problēma tika efektīvi atrisināta, palielinot priekšsildīšanas temperatūru līdz 200{12}}250 grādiem un pagarinot turēšanas laiku, apvienojot to ar pēctermiskās dehidrogenēšanas apstrādi (200-300 grādi 2 stundas).
III. Pilnas-procesa pārbaudes sistēmas daudzdimensiju verifikācija
Desulfurizācijas sūkņu kvalitātes kontrolei ir nepieciešams trīs{0}}pakāpju pārbaudes tīkls, kas ietver materiālus, sastāvdaļas un visu iekārtu. Papildus iepriekšminētajām ķīmiskā sastāva un mehānisko īpašību pārbaudēm materiāla stadijā ir nepieciešama arī galveno komponentu metalogrāfiskā analīze (piemēram, dupleksā nerūsējošā tērauda austenīta/ferīta attiecībai jābūt 50:50 ± 10%). Detaļu pārbaude ir vērsta uz izmēru precizitāti (piemēram, atstarpe starp lāpstiņriteni un sūkņa korpusu jākontrolē 0,5 {11}}1,0 mm robežās ar novirzi, kas ir mazāka vai vienāda ar ±0,1 mm) un funkcionālo simulāciju (piemēram, spiediena noplūdes pārbaude uz blīvējuma virsmas, saglabājot spiedienu, kas ir 1,5 reizes no noplūdes 0 minūtes). Pilnīga mašīnas testēšana ietver veiktspējas līknes pārbaudi (plūsmas-augstuma un plūsmas efektivitātes līknes ar novirzi mazāku vai vienādu ar ±3% no projektētās vērtības), vibrācijas testēšanu (gultņa sēdekļa vibrācijas ātruma efektīvā vērtība ir mazāka par vai vienāda ar 4,5 mm/s, saskaņā ar ISO 10816) un nepārtraukta temperatūras paaugstināšanās 24 novērošanas darbība (novērošanas ātrums). vai vienāds ar 2 grādiem/h, temperatūras paaugstināšanās ir mazāka par vai vienāda ar 35 grādiem). Īpaši jāatzīmē, ka desulfurizācijas sistēmu īpašie darbības apstākļi prasa pievienot vircas nodiluma testus (pakļaušanu lāpstiņritenim imitētai suspensijai, kas satur 30% kvarca smilšu un darbojas ar ātrumu 1500 apgr./min 500 stundas, mērot lāpstiņu nodilumu ar prasību, kas ir mazāka par vai vienāda ar 0,5 mm) vienā sānu sprieguma testā (hlorīda tests). 1,5 reizes lielāks par darba spiedienu 3,5% NaCl šķīdumā un novērojot 72 stundas, lai neveidotos plaisas). Slavens starptautisks sūkņu ražotājs, ieviešot digitālo dvīņu tehnoloģiju, lai simulētu šķidruma dinamiku un sprieguma sadalījumu dažādos darbības apstākļos virtuālajā vidē, saīsināja prototipa verifikācijas ciklus par 30% un samazināja lauka atteices rādītājus par 42%.
IV. Dinamiskā kvalitātes kontrole darbības un apkopes pielāgojamībai
Desulfurizācijas sūkņu kvalitātes kontrolei nevajadzētu aprobežoties tikai ar rūpnīcas apstākļiem, bet jāņem vērā arī veiktspējas pasliktināšanās un pielāgošanās darbības apstākļiem ilgstošas darbības laikā. Ieteicams izveidot slēgtu-cikla mehānismu "ierīču arhīvi + tiešsaistes uzraudzība + regulāra novērtēšana". Iekārtas arhīvs reģistrē pilnu dzīves cikla informāciju, tostarp materiālu partijas, metināšanas parametrus un testu datus. Tiešsaistes uzraudzības sistēma reāllaikā apkopo tādus parametrus kā vibrācija (akselerometrs), temperatūra (infrasarkanais termometrs) un spiediens (diferenciālā spiediena raidītājs), izmantojot mašīnmācīšanās algoritmus, lai noteiktu agrīnas atteices raksturlielumus (piemēram, gultņa iekšējā gredzena bojājuma frekvences raksturlielums ir 2-3 reizes lielāks par rotācijas frekvenci). Demontāžas pārbaude tiek veikta ik pēc 2000 darbības stundām, koncentrējoties uz lāpstiņriteņa nodiluma viendabīguma novērtēšanu (nodiluma gradienta atšķirība mazāka vai vienāda ar 0,2 mm), blīvējuma novecošanos (gumijas cietības izmaiņas mazāka par vai vienāda ar 10%) un skrūvju priekšslodzes zudumu (griezes momenta zudums mazāks vai vienāds ar 15%).
Liels tērauda uzņēmums ir pierādījis, ka, korelējot atsērošanas sūkņa darbības un apkopes datus ar ražošanas procesa parametriem, iespējamos atteices režīmus var paredzēt 3-6 mēnešus iepriekš. Piemēram, neparasti augstu lāpstiņriteņa nodiluma ātrumu var izsekot lielam sēra saturam izejmateriālā, kā rezultātā samazinās nodilumizturība. Tas ļauj mērķtiecīgi pielāgot materiālu izvēli un procesa parametrus nākamajām partijām. Šī "ražošanas-izmantošanas atgriezeniskās saites" kvalitātes uzlabošanas spirāle ir ievērojami pagarinājusi iekārtas kalpošanas laiku (vidējais laiks starp kļūmēm palielinājās no 8000 stundām līdz 15 000 stundām).
Secinājums
Dūmgāzu atsērošanas sūkņu kvalitātes kontrole ir sistemātisks projekts, kas ietver materiālu zinātni, mehānisko ražošanu, testēšanas tehnoloģiju un operāciju un apkopes vadību. Tikai stingri kontrolējot materiālu īpašības, optimizējot ražošanas procesus, uzlabojot testēšanas sistēmas un uzlabojot darbības un apkopes pielāgošanās spējas, mēs varam nodrošināt iekārtas ilgtermiņa stabilu darbību ekstremālos darbības apstākļos. Nepārtraukti uzlabojot vides aizsardzības standartus un attīstot rūpniecisko inteliģenci, desulfurizācijas sūkņu kvalitātes kontrole turpinās attīstīties uz digitalizāciju un prognozējamību. Integrējot lielo datu analīzi ar progresīvām ražošanas tehnoloģijām, mēs panāksim pāreju no “reaktīvās apkopes” uz “proaktīvu profilaksi”, nodrošinot stabilu iekārtu atbalstu videi nekaitīgai un zema{4}}oglekļa pārveidei rūpniecības sektorā.
