制氯用海水泵寿命的研究

制氯用海水泵寿命的研究

赵勇波

广东大唐国际潮州发电有限责任公司 广东潮州 515700

摘要：由于海水中存在着鱼类、贝类、海藻、菌类等海生物，这些海生物的附着性较强，它们的孢子或卵进入凝汽器的冷却水系统后，将附着在管壁上，从而使得管道阻力增大，降低凝汽器的传热效率，引起设备、阀门的故障，最终影响汽轮机的出力和安全运行。为了避免上述后果的发生，本文以广东大唐国际潮州发电有限责任公司四台机组采用海水作为凝汽器的冷却水为研究对象，对海水升压泵进行优化改造，从而提高制氯系统安全运行的可靠性

关键词：制氯；海水泵；寿命；研究

随着制氯工业的不断发展，海水泵作为重要的设备之一，在制氯过程中扮演着至关重要的角色。然而，由于海水氯离子含量高，腐蚀性强，且存在着较多海生物，目前海水升压泵腐蚀磨损严重，泵壳和叶轮经常性检修，不能保证长周期运行，制氯系统安全稳定运行的可靠性降低，影响循环水加药抑制海生物生长。因此，对海水泵在制氯过程中的寿命进行研究和分析，对于提高制氯工艺的效率、降低生产成本具有重要意义。

1 制氯用海水泵寿命的研究意义

海水在发电厂中作为凝汽器的冷却水是一种常见的应用方式，但海水中存在的鱼类、贝类、海藻、菌类等海生物，对凝汽器冷却水系统的影响十分显著，这些海生物附着在管壁上，导致管道阻力增大，进而降低凝汽器的传热效率，可能引起设备和阀门的故障，最终对汽轮机的出力和安全运行造成影响。为了避免这些不良后果的发生，一种有效的方法是利用天然海水，通过海水升压泵将海水提升注入次氯酸钠发生器的电解槽中进行电解，电解后生成的次氯酸钠溶液可作为抑制冷却水中海生物生长的药剂[1]。然而，由于海水中氯离子含量高且具有较强腐蚀性，并且存在大量海生物，导致目前海水升压泵的腐蚀磨损严重，泵壳和叶轮经常需要检修，无法保证长周期运行，这降低了制氯系统安全稳定运行的可靠性，也影响了在循环水中加药以抑制海生物生长。因此，在海水升压泵的优化改造中进行研究寿命问题变得尤为重要。海水升压泵的寿命研究直接关系到制氯系统运行的稳定性和可靠性，通过针对海水升压泵的优化、改进设计，可以有效延长海水升压泵的使用寿命，降低维护成本，保障制氯系统安全运行。制氯系统中的海水泵寿命研究在整个发电系统中具有重要的意义。

2 制氯用海水泵项目创新点概述

2.1设备耐磨耐腐蚀材料应用的创新

海水中的氯离子含量高以及其中存在的海生物对设备提出了耐磨和耐腐蚀的双重挑战，常规海水泵在这种环境下容易受到腐蚀，磨损快，寿命短，为了解决海水泵在制氯设备中的这一难题，科学家们开始研究采用耐腐蚀材料来替代传统的材质。在这方面，钛合金作为一种优秀的材料，展现出了其在海水中耐腐蚀和耐磨的独特优势。对于海水制氯设备来说，海水泵的耐腐蚀材料至关重要，海水中高含量的氯离子和海生物的存在会导致海水对泵体的腐蚀性增强，这就要求海水泵的材料具有较高的耐腐蚀性。相比于普通的材质，钛合金的耐腐蚀性是不锈钢的100倍之多，钛合金表面会形成一层钝化膜，该膜具有优异的自愈合性，使其在被破坏后能够快速自行修复，形成新的保护膜，从而延长海水泵的使用寿命，提高了设备的可靠性[2]。除了耐腐蚀性之外，海水泵在海水环境中还需具备良好的耐磨性能，海水中的悬浮颗粒和海生物可能会对泵进行磨损，因此海水泵的材料需要能够抵御这些磨损。钛合金具有较高的硬度和强度，能够很好地抵御颗粒磨损和冲刷磨损，其耐磨性能远优于其他材料，使用钛合金制成的海水泵可以大大降低磨损问题带来的维护成本，提高设备的运行效率。将钛合金材料应用在海水升压泵上，不仅可以提高设备的耐腐蚀性和耐磨性，还能够降低设备的维护成本，提高制氯系统的安全运行可靠性，这种创新的材料应用不仅符合环保要求，更可以为海水制氯设备的性能提升和设备寿命延长提供关键支持。

2.2结构的创新

海水升压泵在制氯过程中扮演着至关重要的角色，但在实际运行中，由于海水中的颗粒物质及海生物的存在，会给泵设备带来一定的损耗和挑战。其中，泵壳唇缘的严重磨损是一个常见问题，这种损伤影响了泵的使用寿命和可靠性，泵壳唇缘的磨损问题主要源于泵壳和叶轮间隙偏小，海水在高速转动的叶轮带动下会产生旋转，使海生物被高速冲击并造成侵蚀性损坏。为了解决这一问题，可对海水升压泵的结构进行创新，提出增加导流短管和安装截止耐磨板的改进方案。首先，在海水升压泵的入口处增加一段导流短管，引导流入泵体的海水，使其在进入泵体之前发生方向变化，减少旋转速度，降低液体的速度，有效减缓海水对泵壳唇缘的侵蚀速度，降低海生物对泵壳唇缘造成的冲击力，减少泵壳的磨损程度，详见图1[3]。然后，在导流短管内安装截止耐磨板，这种截止耐磨板的作用是在海水进入导流短管后戛然而止，避免海水继续旋转，从而减少海水带来的冲击力和侵蚀速度，并且耐磨板的材质需要具有良好的耐磨性和耐腐蚀性，以确保其在长时间运行中能够有效地保护泵壳唇缘，延长泵设备的寿命。

图1 导流短管

3 制氯用海水泵寿命的研究策略

3.1提高制氯用海水泵寿命的关键技术

海水脱盐工艺是制氯生产中不可或缺的过程，而海水升压泵作为其中关键的设备之一，在制氯用海水泵的设计和技术方面扮演着至关重要的角色。首先，海水升压泵采用的钛合金表面形成的钝化膜具有自愈合性和优异的抗腐蚀性能，这为海水泵在海水脱盐过程中长期使用提供了可靠保障。其次，海水升压泵采用的钛合金具有耐颗粒磨损、耐冲刷磨损的特性，磨损系数低，耐磨性能出色，这意味着海水泵在处理海水时能够有效地减少由于颗粒对设备造成的磨损，延长设备的使用寿命，降低维护成本，保证生产的连续和稳定进行。此外，对吸入口至叶轮附近的结构进行改进，增加一段导流短管，有效地降低了液体速度，延缓了泵壳唇缘的磨损速度，进而提高了制氯用海水泵的使用寿命和可靠性，这一改进设计的应用不仅能减少设备损耗，而且提高了设备运行效率，降低了能耗成本，为制氯生产带来了长远的益处。

3.2提高制氯用海水泵寿命的研究成果

制氯用海水泵是在海水淡化制氯过程中不可或缺的关键设备，其性能直接影响着整个工艺流程的稳定性和效率，为了提高制氯用海水泵的寿命和可靠性，研究人员针对海水升压泵的设计和材料进行了深入探讨与改进。新型海水升压泵应用的钛合金材料具有卓越的耐磨耐腐蚀性能，能有效延缓海水的腐蚀和微生物的冲刷磨损，从而提高设备的安全运行可靠性。在原来海水升压泵存在的问题中，泵壳和叶轮之间的偏小间隙导致海水在高速转动的叶轮带动下形成旋涡，进而传递大量能量给悬浮在海水中的海洋生物，使其高速冲击泵壳的唇缘，造成了严重的侵蚀性损坏。为了解决这一问题，研究人员要设计增加导流短管，通过改变流体流动的轨迹，降低海水在撞击泵壳之前的速度，延缓泵壳唇缘的磨损速度，从而有效提高设备的使用寿命。除了以上的改进措施，研究人员要注意到海水升压泵在实际运行中可能会遇到的其他问题，并进行相应的优化和改进，对海水升压泵的结构进行重新设计，优化叶轮的形状和角度，使其更加符合流体力学原理，减少了能量损失和噪音，提高了泵的效率和稳定性。同时，采用先进的润滑和冷却技术，保证泵的正常运行温度和润滑状态，有效减少泵件之间的摩擦和磨损，延长设备的使用寿命。

结语

海水泵的材料、结构、工作环境等因素均对其寿命产生重要影响。随着技术的不断进步和材料的改良，海水泵的寿命得以显著改善。未来，通过进一步的研究和改进，海水泵在制氯过程中的可靠性和稳定性将得到进一步提升，为制氯工业的可持续发展提供更强有力的支持。

参考文献

[1]童法松,王树森.海水泵可靠性设计与使用管理探讨[J].阀门,2024,(03):383-386.

[2]王永兰,张宏波,吕学亮.电解海水制氯进水系统改造[J].山东电力技术,2002,(04):81-82.

[3]赵胜,孙光明,薛荣俊.电解防污装置在海上油田油气工程中的应用[J].海洋技术,1999,(03):51-55.