火电厂水力除灰系统浓缩池底部冲灰水一般采用长虹浓浆泵输送。灰水比设计为1: 3 , 实际运行在1 : 7 左右。灰水中灰渣浓度大, 输送距离长、速度快, 加之粉煤灰中Si、从含量高、硬度大, 从而对输送灰水之灰浆泵的性能提出了很高的要求, 尤其是泵的耐汽蚀及耐磨损性能。

从长虹浓浆泵目前的使用情况来看, 由于汽蚀以及高强度的磨损等因素, 泵内叶轮四周衬板运行时间很短, 3 个月左右即需全部更换一次, 劳动强度大、工期长, 对火电厂的安全、经济运行造成了不利的影响。因而, 研制一种新材料泵内衬板, 提高泵的耐磨性能与使用寿命是本文所要探讨的问题。

1 研制理论及步骤

1.1浓浆泵的设计运行原理

清水为一相流, 水通过高速旋转的叶轮获得能量, 机械能被转换为水的压能和动能,从而将水吸人泵体再输送至目的地, 输送介质为单相一水。冲灰水则完全不同, 流体内含有大量的固体粉煤灰颗粒物, 是一种固液两相流体。流体机械只能将能量传递给液体, 而不能将能量直接传递给固体颗粒物。即: 液体中的固体颗粒物是以液体为媒介获取能量的。换言之, 固体是在液体的裹胁下运动的。因而,在浓浆泵内实际上存在着两个速度场。当高速旋转的叶轮将水流吸入, 泵内流体处于紊动状态。流道中的固体颗粒物由于惯性, 很难与流体的运动状态保持一致, 其运动速度的大小和方向在不断地改变, 对叶轮叶片、前后护板、蜗壳等造成了猛烈的撞击和摩擦, 同时使叶轮流道的过水断面面积相对减小, 流体的运动状况变差, 从而对泵体也易造成汽蚀破坏。

这种由于固体颗粒物的撞击和摩擦而造成的泵体损坏是严重的, 它增加了维修泵的工作量和劳动强度, 大大地降低了泵的使用寿命。因此, 浓浆泵的设计思想即是找出最合理的流道断面尺寸和螺旋型蜗壳, 最大限度地减少固体颗粒物在流道内的相对运动速度; 同时, 采取合理的叶片形状与耐磨蚀泵内衬板, 使泵体遭受的固体颗粒物的撞击、摩擦及磨损都大大地降低, 从而提高泵的效率, 延长泵的使用寿命。所以, 除了泵本身的设计之外, 其整体内衬材料的耐磨蚀性能是至关重要的因素。