脫硫泵是廣泛用于火電廠、煉鋁廠和鋼鐵廠等行業(yè)的脫硫裝置上的重要環(huán)保設(shè)備，而葉輪是脫硫泵中的最關(guān)鍵的零部件，葉輪等過流部件選用的是具有抗磨損性和抗腐蝕性的材料。介紹了大型脫硫泵一種新式葉輪分體設(shè)計與傳統(tǒng)設(shè)計的脫硫泵葉輪對比具有的優(yōu)勢特點。

一、前言

　　隨著中華人民共和國大氣污染防治法的實施，根據(jù)國家對SO2的治理要求，我國400t/h及以上的燃煤鍋爐都安裝了除塵和脫硫裝置，而比較成熟的脫硫技術(shù)采用的是濕法煙氣脫硫。濕法煙氣脫硫是采用石灰石或石灰作為吸收劑，使鍋爐尾部煙氣在噴淋塔內(nèi)接觸反應(yīng)，漿液中的鈣同煙氣中的SO2反應(yīng)生成石膏，同時去除煙氣中其他污染物。為此在塔外安裝了大型循環(huán)脫硫泵向塔內(nèi)循環(huán)供給石灰石漿液。大型臥式脫硫循環(huán)泵為單級單吸式離心泵，泵頭都是單層殼體結(jié)構(gòu)。脫硫循環(huán)泵為全金屬材質(zhì)，泵體、泵蓋、葉輪及耐磨板等，過流部件采用耐腐蝕、耐磨蝕性能優(yōu)良的A49合金鑄鐵或雙相不銹鋼。

二、脫硫泵傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)葉輪

　　1. 大型脫硫泵的設(shè)計結(jié)構(gòu)及原理

　　大型脫硫泵的比轉(zhuǎn)速一般為250～350，而葉輪的水力設(shè)計也是參照一般離心泵的方法設(shè)計，適當加厚葉片，目前的水力機械效率達到了80以上。葉輪的后蓋板設(shè)計了副葉片，可以平衡軸向力，也降低機械密封腔體的壓力，防止顆粒進入密封部位，減少對機封的磨蝕。還可以提高泵的揚程(約2%)，但泵的效率會降低1%～2%。葉輪進口一般不設(shè)圓柱口環(huán)，采用端面間隙配合，在結(jié)構(gòu)方面葉輪與主軸連接要求牢固、可靠、拆卸方便，通常采用梯形螺紋連接。 由于輸送的是磨蝕性和腐蝕性的石灰石循環(huán)吸收漿液，葉輪的磨蝕和腐蝕較為嚴重，葉輪的使用壽命周期在8個月左右。

　　2. 存在的問題

　　目前傳統(tǒng)的脫硫泵大型葉輪都是整體式結(jié)構(gòu)設(shè)計，采用的是耐磨耐腐蝕的高鉻合金鑄鐵A49。熱處理退火、時效后的硬度為43～49HRC，硬度比較高，大型脫硫泵葉輪直徑都在800～1 000mm，葉輪重量在450kg以上。由于材料硬度高，需要特殊刀具加工，尤其車加工葉輪梯形螺紋部分，連接部位的梯形螺紋是鑄造不通孔，更難于加工，加工完一個大型脫硫泵葉輪所需實際工時為64h。由于葉輪結(jié)構(gòu)的原因(見圖1)，鑄造時容易造成內(nèi)應(yīng)力集中在葉輪頸部位置，造成葉輪開裂而導致報廢，故產(chǎn)品合格率不高，所以生產(chǎn)成本比較高。而葉輪主要強度和受力位置都在頸部位置，如果有殘余內(nèi)應(yīng)力沒有消除干凈，運行時會造成很大的安全事故隱患。

圖1 傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)葉輪

三、分體式脫硫泵葉輪

　　1. 優(yōu)勢

　　葉輪部件中的兩個主要零部件分別采用不同的材料鑄造，新型分體式葉輪結(jié)構(gòu)如圖2所示，包括葉輪本體(材料：A49)、葉輪支撐盤(材料：316)、O形圈、10-M20X55的不銹鋼內(nèi)六角螺釘及預埋件組成。 葉輪支撐盤通過定位臺階止口與葉輪本體內(nèi)臺階止口配合再用10個M20螺栓連接固定，葉輪本體上M20的螺紋位置放有預埋件有利于鉆孔攻螺紋。配合面上加裝了耐腐蝕的氟橡膠O形圈，防止腐蝕性漿液進入葉輪內(nèi)部。過流部分葉輪本體采用原A49的耐腐耐磨材料，熱處理后退火硬度調(diào)整到50～55HRC。而在葉輪主要受力零件支撐盤位置只有較小磨損性，所以采用抗腐蝕性優(yōu)良的ZG316不銹鋼鑄造，機加工性能和韌性強度都比A49材

　　料的高出很多，硬度只有27HRC左右。葉輪支撐盤上的梯形螺紋是通孔結(jié)構(gòu)，更加有利于車加工，提高了螺紋和軸向定位止口的加工精度，降低了生產(chǎn)成本，提高了產(chǎn)品零部件的通用性。

　　2. 試驗效果

　　此新型分體結(jié)構(gòu)葉輪用在煙氣脫硫泵TL E800-1100、TLE600-820等型號上，例如TLE600-820脫硫泵用在華菱鋼鐵湘鋼鍋爐2×240t/h燃煤鍋爐脫硫工程項目中。脫硫泵不間斷地長期運行，由于新型葉輪分體結(jié)構(gòu)在原來葉輪硬度的基礎(chǔ)上適當調(diào)高過流部件葉輪本體的硬度，經(jīng)過用戶使用證明一個新型分體葉輪的使用壽命比原來老式葉輪的壽命延長了2個月，而且用戶只需要更換葉輪本體易損件就可以繼續(xù)使用，脫硫泵易損件由原來需要更換整個葉輪，現(xiàn)在只需更換葉輪本體，這樣易損件的重量大大減輕了，降低了用戶的維修成本。在生產(chǎn)方面，也因脫硫泵葉輪設(shè)計結(jié)構(gòu)改變而使機械加工效率和鑄造性能大大高，節(jié)約了生產(chǎn)時間并降低生產(chǎn)成本。

圖2 分體式葉輪結(jié)構(gòu)

1.螺釘 2.預埋件 3.O形圈 4.葉輪支撐盤 5.葉輪本體

四、結(jié)語

　　1)脫硫泵葉輪分體式結(jié)構(gòu)在設(shè)計上改善了葉輪的鑄造性能，分體后的葉輪本體形狀更加有利于鑄造，也降低了相對貴的A49材料的葉輪重量，降低了企業(yè)生產(chǎn)成本。

　　2)解決了葉輪梯形螺紋不通孔加工的難度，使機械加工效率大大提高，確保了葉輪的通用性和互換性。

　　3)組裝后增加了葉輪的整體強度，提高了葉輪的使用壽命，而且增加了零部件通用性。從而具有結(jié)構(gòu)簡單、效率高等優(yōu)點，在大型脫硫泵上有著一定的推廣應(yīng)用價值。