Red de conocimientos turísticos - Conocimientos sobre las estaciones solares - Diseño de torre de desulfuración: uso de bomba de circulación de lodosEl 11º Seminario Nacional de Innovación y Desarrollo de Tecnología de Desulfuración y Desnitrificación de Gases de Combustión durante el período del "Undécimo Plan Quinquenal"-351? Fenómeno de cavitación de la bomba de circulación de lodos en una torre de absorción de desulfuración (Jixu Lianhua International Environmental Engineering Co., Ltd., Beijing 100085) Resumen El fenómeno de cavitación de la bomba de circulación ocurre a menudo en el proceso de desulfuración húmeda, pero no se ha tomado en serio. Partiendo del principio de cavitación, se analizan las razones por las que las bombas de circulación son propensas a la cavitación y se proponen medidas para evitar la cavitación. En el proceso de desulfuración de gases de combustión de piedra caliza y yeso, la eficiencia de trabajo de la bomba de circulación está relacionada con el efecto de pulverización de lodo en la torre de absorción, lo que a su vez afecta la eficiencia de desulfuración y el consumo de energía. Por lo general, a la gente le preocupa la corrosión y el desgaste de la bomba de circulación. El fenómeno de cavitación de la bomba de circulación no es fácil de encontrar y no atrae suficiente atención. Durante la operación de desulfuración, encontramos que las aspas del impulsor de la bomba de circulación fueron dañadas por algunas picaduras, la corriente de la bomba de circulación disminuyó y la eficiencia de desulfuración disminuyó. Después de un análisis cuidadoso, se cree que la cavitación es relativamente grande y que la corrosión y el desgaste han agravado el daño a las palas del impulsor de la bomba de circulación. Por lo tanto, debemos estudiar cuidadosamente la cavitación de la bomba de circulación para evitar o reducir la aparición de cavitación. 1. Mecanismo de cavitación El fenómeno de cavitación se produce cuando el líquido circula en la bomba, la superficie metálica de circulación de la bomba se daña, lo que se denomina cavitación o cavitación. Bajo presión atmosférica estándar, el agua hervirá cuando se caliente a 100°C, produciendo una gran cantidad de burbujas. Cuando la presión en el recipiente es inferior a la presión atmosférica estándar, el agua hervirá cuando la temperatura baje a cierto nivel. Por ejemplo, cuando la temperatura del agua es de 50°C y la presión en la superficie del agua cae a 12,3 kPa, el agua comenzará a vaporizarse y a hervir. Cuando la presión sobre la superficie del agua supera los 12,3 kPa, el agua dejará de evaporarse y hervir. Por lo tanto, el agua y el vapor pueden transformarse entre sí cambiando la presión mientras la temperatura permanece constante. Durante el funcionamiento de la bomba de circulación, la velocidad y la presión de la bomba cambian mucho y la presión es más baja en la entrada del impulsor. La temperatura del lodo en este lugar es de 50 ℃. Cuando la presión de la lechada aquí es menor o igual a 12,3 kPa, la lechada se vaporizará y formará muchas burbujas pequeñas, algunas de las cuales se adherirán a las palas del impulsor y a la pared interior de la carcasa de la bomba. Al mismo tiempo, los gases corrosivos como SO:, 0: y CI disueltos en la suspensión escaparán debido a la reducción de presión y son extremadamente corrosivos. Debido a que se agrega una gran cantidad de aire oxidante a la lechada en la torre de absorción, la torre de absorción es una mezcla de lechada de yeso y piedra caliza llena de una gran cantidad de burbujas y se llena de gas antes de ingresar a la bomba de circulación, que es más propicia. a la vaporización. Cuando la presión total (gas y vapor) de SO:0: y CI en la suspensión es igual a 101,33 kPa, la masa del gas disuelto en 100g de agua es: s02:6,47, que es un gas altamente corrosivo. El borde del impulsor de la bomba de circulación es el punto de conmutación entre la presión más baja y más alta en el cuerpo de la bomba. En la suspensión se forman instantáneamente muchas pequeñas burbujas mezcladas con vapor y gas. Cuando las pequeñas burbujas llegan a una zona con mayor presión junto con el flujo de agua, las burbujas se condensan rápidamente y desaparecen. Al mismo tiempo, la suspensión alrededor de las burbujas llena el espacio de las burbujas a gran velocidad. El tiempo desde la generación hasta la desaparición de las burbujas es extremadamente corto. Se estima que durante este período, si la velocidad relativa de la lechada en la entrada de la pala del impulsor es de 30 m/s, la distancia entre la parte dañada por cavitación de la pala del impulsor y el borde de entrada de la pala es de 3 cm, y el tiempo desde la generación de burbujas hasta su desaparición es de aproximadamente 0,001 s. Cuando la burbuja desaparece en poco tiempo, se generará un fuerte golpe de ariete y la presión local puede alcanzar más de 200 MPa. Una presión de impacto tan alta e instantánea sobre las palas del impulsor es suficiente para destruir las microgrietas en la superficie. Al mismo tiempo, los gases corrosivos como SO:, 0:, CI en las burbujas también utilizarán el calor y la presión del gas generados por la condensación de las burbujas para acelerar el daño por corrosión química en la superficie de las palas del impulsor. Por lo tanto, la superficie de las palas del impulsor aparece primero como un daño por "picaduras". g; 02: 0,0031 g; intervalo de confianza: 0,459 g El contenido de SO2 y gas cl en la suspensión es mayor que O2 352? Conferencia de intercambio de tecnología de desulfuración y desnitrificación de gases de combustión (2007). )II. Fenómeno de cavitación de la bomba de circulación 2.1 Daño a las piezas que pasan el flujo de la bomba de circulación El daño por cavitación más grave es el impulsor y las piezas de las palas del impulsor. El daño por cavitación se producirá en el espacio entre el anillo de la boca del impulsor. 2.2 Ruido y vibración Cuando se produce cavitación, habrá ruido de varias frecuencias causado por el estallido de burbujas, como el estallido de frijoles fritos, y la unidad vibrará. 2.3 La eficiencia de la bomba de circulación disminuye cuando la cavitación de la bomba de circulación es severa, debido a la gran cantidad de burbujas en la lechada, la densidad de la lechada en realidad cambia. La superficie de las palas se cubre de burbujas, lo que provoca. Como resultado, la lechada realmente bombeada por la bomba se llena con vapor en lugar de lechada pura, lo que reducirá rápidamente la potencia, la altura y la eficiencia de la bomba de circulación, como se muestra en la Figura 3. El límite de cavitación pn3.1, la altura de cavitación de la bomba NPSH y la altura de cavitación de la bomba AHR están determinados por la bomba. Cuanto menor sea la altura de cavitación AHR de la bomba, mejor será el rendimiento anticavitación de la bomba; a la inversa, peor será el rendimiento anticavitación de la bomba; 3.2. Margen de cavitación del dispositivo npsh. El NPSH del dispositivo en la Figura 1q es un parámetro que indica el rendimiento de cavitación del dispositivo, que está determinado por las características externas del dispositivo de succión (por ejemplo, el NPSH del dispositivo de succión de la bomba de circulación de lodo en la torre de absorción es determinado por el nivel de líquido en la torre y la resistencia del sistema de tuberías). Cuanto mayor sea el margen de cavitación del dispositivo, menos probable será que la bomba cavite; por el contrario, más probable será que la bomba cavite; 3.3. Límite de cavitación de la bomba: El límite de cavitación de la bomba es el NPSH de la bomba, que es igual al NPSH del dispositivo. . Cuando el margen de cavitación del dispositivo es lo suficientemente bajo como para ser igual al margen de cavitación de la bomba npsh, la bomba ha comenzado a cavitar. En otras palabras, cuando el margen de cavitación de la bomba es lo suficientemente alto como para ser igual al margen de cavitación. del dispositivo, la bomba ha comenzado la cavitación.
Diseño de torre de desulfuración: uso de bomba de circulación de lodosEl 11º Seminario Nacional de Innovación y Desarrollo de Tecnología de Desulfuración y Desnitrificación de Gases de Combustión durante el período del "Undécimo Plan Quinquenal"-351? Fenómeno de cavitación de la bomba de circulación de lodos en una torre de absorción de desulfuración (Jixu Lianhua International Environmental Engineering Co., Ltd., Beijing 100085) Resumen El fenómeno de cavitación de la bomba de circulación ocurre a menudo en el proceso de desulfuración húmeda, pero no se ha tomado en serio. Partiendo del principio de cavitación, se analizan las razones por las que las bombas de circulación son propensas a la cavitación y se proponen medidas para evitar la cavitación. En el proceso de desulfuración de gases de combustión de piedra caliza y yeso, la eficiencia de trabajo de la bomba de circulación está relacionada con el efecto de pulverización de lodo en la torre de absorción, lo que a su vez afecta la eficiencia de desulfuración y el consumo de energía. Por lo general, a la gente le preocupa la corrosión y el desgaste de la bomba de circulación. El fenómeno de cavitación de la bomba de circulación no es fácil de encontrar y no atrae suficiente atención. Durante la operación de desulfuración, encontramos que las aspas del impulsor de la bomba de circulación fueron dañadas por algunas picaduras, la corriente de la bomba de circulación disminuyó y la eficiencia de desulfuración disminuyó. Después de un análisis cuidadoso, se cree que la cavitación es relativamente grande y que la corrosión y el desgaste han agravado el daño a las palas del impulsor de la bomba de circulación. Por lo tanto, debemos estudiar cuidadosamente la cavitación de la bomba de circulación para evitar o reducir la aparición de cavitación. 1. Mecanismo de cavitación El fenómeno de cavitación se produce cuando el líquido circula en la bomba, la superficie metálica de circulación de la bomba se daña, lo que se denomina cavitación o cavitación. Bajo presión atmosférica estándar, el agua hervirá cuando se caliente a 100°C, produciendo una gran cantidad de burbujas. Cuando la presión en el recipiente es inferior a la presión atmosférica estándar, el agua hervirá cuando la temperatura baje a cierto nivel. Por ejemplo, cuando la temperatura del agua es de 50°C y la presión en la superficie del agua cae a 12,3 kPa, el agua comenzará a vaporizarse y a hervir. Cuando la presión sobre la superficie del agua supera los 12,3 kPa, el agua dejará de evaporarse y hervir. Por lo tanto, el agua y el vapor pueden transformarse entre sí cambiando la presión mientras la temperatura permanece constante. Durante el funcionamiento de la bomba de circulación, la velocidad y la presión de la bomba cambian mucho y la presión es más baja en la entrada del impulsor. La temperatura del lodo en este lugar es de 50 ℃. Cuando la presión de la lechada aquí es menor o igual a 12,3 kPa, la lechada se vaporizará y formará muchas burbujas pequeñas, algunas de las cuales se adherirán a las palas del impulsor y a la pared interior de la carcasa de la bomba. Al mismo tiempo, los gases corrosivos como SO:, 0: y CI disueltos en la suspensión escaparán debido a la reducción de presión y son extremadamente corrosivos. Debido a que se agrega una gran cantidad de aire oxidante a la lechada en la torre de absorción, la torre de absorción es una mezcla de lechada de yeso y piedra caliza llena de una gran cantidad de burbujas y se llena de gas antes de ingresar a la bomba de circulación, que es más propicia. a la vaporización. Cuando la presión total (gas y vapor) de SO:0: y CI en la suspensión es igual a 101,33 kPa, la masa del gas disuelto en 100g de agua es: s02:6,47, que es un gas altamente corrosivo. El borde del impulsor de la bomba de circulación es el punto de conmutación entre la presión más baja y más alta en el cuerpo de la bomba. En la suspensión se forman instantáneamente muchas pequeñas burbujas mezcladas con vapor y gas. Cuando las pequeñas burbujas llegan a una zona con mayor presión junto con el flujo de agua, las burbujas se condensan rápidamente y desaparecen. Al mismo tiempo, la suspensión alrededor de las burbujas llena el espacio de las burbujas a gran velocidad. El tiempo desde la generación hasta la desaparición de las burbujas es extremadamente corto. Se estima que durante este período, si la velocidad relativa de la lechada en la entrada de la pala del impulsor es de 30 m/s, la distancia entre la parte dañada por cavitación de la pala del impulsor y el borde de entrada de la pala es de 3 cm, y el tiempo desde la generación de burbujas hasta su desaparición es de aproximadamente 0,001 s. Cuando la burbuja desaparece en poco tiempo, se generará un fuerte golpe de ariete y la presión local puede alcanzar más de 200 MPa. Una presión de impacto tan alta e instantánea sobre las palas del impulsor es suficiente para destruir las microgrietas en la superficie. Al mismo tiempo, los gases corrosivos como SO:, 0:, CI en las burbujas también utilizarán el calor y la presión del gas generados por la condensación de las burbujas para acelerar el daño por corrosión química en la superficie de las palas del impulsor. Por lo tanto, la superficie de las palas del impulsor aparece primero como un daño por "picaduras". g; 02: 0,0031 g; intervalo de confianza: 0,459 g El contenido de SO2 y gas cl en la suspensión es mayor que O2 352? Conferencia de intercambio de tecnología de desulfuración y desnitrificación de gases de combustión (2007). )II. Fenómeno de cavitación de la bomba de circulación 2.1 Daño a las piezas que pasan el flujo de la bomba de circulación El daño por cavitación más grave es el impulsor y las piezas de las palas del impulsor. El daño por cavitación se producirá en el espacio entre el anillo de la boca del impulsor. 2.2 Ruido y vibración Cuando se produce cavitación, habrá ruido de varias frecuencias causado por el estallido de burbujas, como el estallido de frijoles fritos, y la unidad vibrará. 2.3 La eficiencia de la bomba de circulación disminuye cuando la cavitación de la bomba de circulación es severa, debido a la gran cantidad de burbujas en la lechada, la densidad de la lechada en realidad cambia. La superficie de las palas se cubre de burbujas, lo que provoca. Como resultado, la lechada realmente bombeada por la bomba se llena con vapor en lugar de lechada pura, lo que reducirá rápidamente la potencia, la altura y la eficiencia de la bomba de circulación, como se muestra en la Figura 3. El límite de cavitación pn3.1, la altura de cavitación de la bomba NPSH y la altura de cavitación de la bomba AHR están determinados por la bomba. Cuanto menor sea la altura de cavitación AHR de la bomba, mejor será el rendimiento anticavitación de la bomba; a la inversa, peor será el rendimiento anticavitación de la bomba; 3.2. Margen de cavitación del dispositivo npsh. El NPSH del dispositivo en la Figura 1q es un parámetro que indica el rendimiento de cavitación del dispositivo, que está determinado por las características externas del dispositivo de succión (por ejemplo, el NPSH del dispositivo de succión de la bomba de circulación de lodo en la torre de absorción es determinado por el nivel de líquido en la torre y la resistencia del sistema de tuberías). Cuanto mayor sea el margen de cavitación del dispositivo, menos probable será que la bomba cavite; por el contrario, más probable será que la bomba cavite; 3.3. Límite de cavitación de la bomba: El límite de cavitación de la bomba es el NPSH de la bomba, que es igual al NPSH del dispositivo. . Cuando el margen de cavitación del dispositivo es lo suficientemente bajo como para ser igual al margen de cavitación de la bomba npsh, la bomba ha comenzado a cavitar. En otras palabras, cuando el margen de cavitación de la bomba es lo suficientemente alto como para ser igual al margen de cavitación. del dispositivo, la bomba ha comenzado la cavitación.
4. Cálculo del margen de cavitación del dispositivo Para evitar que la bomba de circulación cavita, el margen de cavitación del dispositivo (NPSH) debe ser mayor que el margen de cavitación de la bomba (NPSH). debe añadirse un margen de 1 m, es decir, NPSH. ≥ npsh, +1 m El NPSH del dispositivo se refiere a la energía por unidad de peso de líquido en la entrada de la bomba que es mayor que la altura de energía de la presión de vaporización. Las condiciones que afectan el margen de cavitación de la instalación de la bomba de circulación incluyen: la diferencia entre la altura de lodo en la torre de absorción y la altura de entrada de la bomba de circulación, el diámetro, longitud, forma y válvula de la tubería LZL, la suavidad de la pared interior del tubo de entrada, la elevación absoluta local, la temperatura de la lechada, el contenido de vapor de la lechada y el tamaño de las burbujas, etc. El NPSH de la bomba está determinado por los parámetros de diseño de la estructura de la bomba de circulación y lo determina el fabricante de la bomba durante la prueba de la bomba. El cálculo de la cabeza de cavitación unitaria es el siguiente: npsh. = (h, m-h,...)/10pp+hs donde: h - la presión ambiental en el lugar de instalación de la bomba, kpah, 100... --Presión de vaporización de lodo, kPa El 11.º Seminario Nacional de Innovación y Desarrollo de Tecnología de Desulfuración y Desnitrificación de Gases de Combustión sobre Tecnología de Control de la Contaminación por Dióxido de Azufre y Óxido de Nitrógeno "Undécimo Plan Quinquenal". Hs - elevación total en la entrada de la bomba, m; PP - densidad del lodo, t/m3 La elevación total en la entrada de la bomba se calcula de la siguiente manera: H. =Zl~Hnl-Hii z. (nivel de lodo en la torre de absorción y la línea central de la bomba de circulación), m; h.——La pérdida de carga a lo largo de la sección del tubo de entrada de la bomba de circulación, m hii——La suma de las pérdidas de carga locales a lo largo de la entrada; sección de tubería de la bomba de circulación, m; HNL = f×L/d×V2 /29F - Coeficiente de fricción de la pared interior de la tubería de entrada de la bomba L - Longitud equivalente de la tubería de entrada de la bomba, lilD - Diámetro interior de la bomba; tubería de entrada, pulgadas; V - Caudal de lodo en la tubería de entrada de la bomba, m/s; G - Aceleración de la gravedad, g = 9,81 m/S2; h-h b-HC-hdha-Pérdida de carga de la rejilla del filtro; tubo de entrada de la bomba, pulg.——Pérdida de carga de la válvula de mariposa del tubo de entrada de la bomba, m.——Bomba entrante I = Pérdida de carga en la sección de contracción de la tubería I, h.——Bombeado; en I = Pérdida de carga de la unión entre la tubería I y la torre de absorción, m 5. Cálculo de la erosión por cavitación de la bomba El margen se calcula de la siguiente manera: npsh, = v02/29+hw02/29 Se puede observar en La fórmula de cálculo del NPSH de la bomba indica que para reducir el NPSH de la bomba y mejorar el rendimiento de cavitación de la bomba, se deben tomar las siguientes medidas: Reducir la velocidad de la bomba, usar una bomba de baja velocidad. El valor de entrada se minimiza utilizando el método derivado y el diámetro de entrada del impulsor se aumenta para alcanzar el valor KO de 4,5-5,5. Es una bomba con alto NPSH. Aumente el ancho de entrada de la pala, reduciendo así VO y wo. Se aumenta el radio de curvatura de la parte de entrada de la placa de cubierta y se adopta un diseño de arco de dos secciones para reducir el valor de VO. El número de palas es el más pequeño y el coeficiente de extrusión es pequeño. Bajo la condición de garantizar la eficiencia, el ángulo de ataque de entrada de la pala adopta un ángulo de ataque positivo. La entrada de la pala adopta un ángulo aerodinámico natural con baja resistencia a los fluidos. Agregue un diseño de orificio de equilibrio para equilibrar las presiones de entrada y salida y reducir las emisiones. Fabricado con materiales metálicos resistentes a los ácidos, al desgaste, de alta resistencia y alta tenacidad. Los materiales comunes en el país y en el extranjero incluyen: A49 (hierro blanco dúplex resistente al desgaste) o aceros dúplex como 1.4517, 1.4460, 1.4539, 1.4529, etc., que también pueden revestirse con caucho, y todos muestran buena resistencia a la corrosión y al desgaste. Verbo intransitivo Cálculo de ejemplo de cavitación de bomba de circulación de torre de absorción de desulfuración de una unidad de 600 MW. El volumen de lodo de bombeo en circulación es de 9800 m3/h, la diferencia entre el nivel de lodo de la torre de absorción y la entrada de la bomba 121 es de 9,6 m, el diámetro del tubo de entrada es de 1,2 m, la longitud geométrica del tubo de entrada 121 es de 6,26 m y el La gravedad específica de la lechada de yeso es de 1,15 t/m3, la altura de cavitación necesaria de la bomba de circulación NPSH = 8,7 m..m. Según la altitud local, HATM es de 90 kPa y HVAP es de 13 kPa. La capacidad de producción es de 1,15 toneladas/metro cúbico. Después del cálculo, HS = 9,7 Conferencia de intercambio de innovación y desarrollo de tecnología de desulfuración y desnitrificación de gases de combustión "Undécimo plan quinquenal" (2007) NPSH. =(HATM-HVAP)/10pp+HS =(90-13)/10×1.15+9.7 = 15.7 debido a NPSH. +1 = 8,7+1 = 9,7 mm El NPSH del dispositivo de bomba es mayor que el NPSH de la bomba más L m, lo que cumple con los requisitos de NPSH y no causará cavitación. Siete. La medida para evitar la cavitación en la bomba de circulación es mejorar la estructura interna y los parámetros de la bomba de circulación. La tubería de entrada de la bomba de circulación debe engrosarse adecuadamente para reducir la flexión y la reducción del diámetro, y se debe mejorar la forma de la interfaz entre la tubería y la torre de absorción. Reduzca la longitud de la tubería de entrada de la bomba de circulación. Durante la puesta en servicio y la producción normal, reduzca la frecuencia de uso de niveles bajos de líquido en la torre de absorción, mantenga el funcionamiento normal del nivel de líquido y mantenga una diferencia relativamente alta entre el NPSH del dispositivo y el NPSH de la bomba. La salida del tubo de aire de oxidación en la torre de absorción debe diseñarse en una posición más alta para reducir el contenido de aire en la suspensión. Antes de que la piedra caliza ingrese al proceso de pulpa, se instala una pantalla o dispositivo de filtrado para mejorar la pureza de la piedra caliza, reducir el SiO2 y las impurezas en la piedra caliza y evitar daños a las palas del impulsor de la bomba de circulación debido a la entrada a la torre de absorción. La salida de la bomba de descarga de yeso está equipada con un filtro que puede purificar la lechada de yeso cuando regresa a la torre, reducir la circulación de SiO2 y las impurezas en la lechada y reducir el daño a la bomba. Cuando la unidad de desulfuración comience a funcionar, verifique estrictamente las impurezas y materias extrañas en el sistema de humos y lodos. Utilice boquillas para lodo de buena calidad para reducir los daños a la bomba causados por boquillas dañadas.