液壓式柱塞泵在造紙污泥處理中的應用

目前，大型污水處理廠大都采用程控隔膜壓濾機作為污泥濃縮設備，該設備對各類污泥濃縮處理的工藝適應性好，污泥處理干度可以達到50%以上，便于后續(xù)焚燒。程控隔膜壓濾機通常采用螺桿泵進行強制喂料，配兩臺高、低壓喂料用螺桿泵和一臺壓榨用螺桿泵，但螺桿泵存在轉子和耐磨套維修成本高的實際問題，急需替代工藝方案。

2016年，我公司在山東某造紙企業(yè)8萬m3/d污水處理廠進行了采用液壓式柱塞泵替代高、低壓喂料用螺桿泵的生產嘗試，取得了良好效果。

1、設備工藝配置情況

1.1 液壓式柱塞泵的性能特點

高壓力泥漿輸送和程控隔膜壓濾機是污泥濃縮處理的關鍵工序，泥漿在高壓高速流動時對金屬件的磨損非常嚴重，普通流送泵不能很好的滿足該工藝狀況。液壓式柱塞泵通過采用陶瓷柱塞，有效提高了耐磨性和設備運行壽命，已廣泛應用于陶瓷、非金屬、化工、礦山、污泥污水處理等領域。

該柱塞泵可分為高壓泵、低壓大流量泵和變量泵，同類設備又分為普通材質泵和防腐耐酸泵。高壓泵適用于遠距離或高揚程漿液輸送；低壓大流量泵適合于穩(wěn)定地大量地輸送漿體；變量泵則適合與各種程控隔膜壓濾機配套使用。

液壓式柱塞泵由一臺液壓站同時驅動兩支液壓油缸工作，如圖1所示，該設備由液壓系統(tǒng)（1）和機械系統(tǒng)（2）兩部分組成。液壓系統(tǒng)（1）為機械系統(tǒng)（2）提供動力來源，液壓系統(tǒng)所提供的壓力油通過轉閥實現柱塞的自動換向，來實現液壓油缸的異步動作，從而達到兩條柱塞的連續(xù)泵料，并根據程控隔膜壓濾機內部漿液壓力自動調節(jié)瞬時泵送流量。

1.2 初始設備配置方案

該污水處理廠采用600m2程控隔膜壓濾機用于污泥脫水濃縮處理，最大過濾壓力為1.6MPa；低壓喂料泵采用螺桿泵，流量為120m3/h，操作壓力為0.6MPa，電機功率為37kW；高壓喂料泵采用螺桿泵，流量為30m3/h，操作壓力為1.2MPa，電機功率為18.5 kW；壓榨泵采用螺桿泵，流量為15m3/h，操作壓力為1.6MPa，電機功率為14/22kW。每一個工作循環(huán)周期約120-150min，污水處理量約為50-603，污水濃度在4%-6%之間。

1.3 工藝改造后設備配置方案

根據現場實際工藝狀況， WET300/50液壓式柱塞泵可以滿足同時替代兩臺高、低壓喂料螺桿泵的泵送流量要求。該柱塞泵的最大泵送流量為50m3/h，最大工作壓力為2.0MPa，電機配套功率為30-45kW，并能夠隨著程控隔膜壓濾機板框內部的實際漿液壓力自動調節(jié)瞬時泵送流量，即：當板框內部壓力低時，WET300/50液壓式柱塞泵泵送能力達到最大值；當隨著板框內部漿液增多、壓力增大時，該柱塞泵自動降低漿液泵送速度，保護液壓站電機不過載。

1.4 液壓式柱塞泵配套管線要求

為保證設備的長期可靠運行，其外圍配套管線安裝工作非常重要，著重保證以下幾點：

（1）進出口管線需要安裝橡膠膨脹節(jié)，以利于減輕管線振動。

（2）進出漿口管線配自動啟動閘板閥，當設備停機時，將主機與進出口管線完全分離，防止因主機吸入閥打開造成液壓缸不復位，造成二次開機困難。

（3）進出口管線管徑本著“前粗后細”原則，管道直徑相差1英寸即可滿足要求。

（4）出口管線安裝單向閥，防止?jié){液回流，降低輸送效率。

（5）根據漿液腐蝕性要求，合理選擇管線材質。

2、數據對比分析

期間，該污水處理廠共有11臺程控隔膜壓濾機正常開機，總注漿量為1416m3，平均注漿量約為129m3；其中WET300/50液壓式柱塞泵注漿量為157m3，平均注漿效率提高22%。

2.1 維護成本分析

經過近一年的生產運行測試，WET300/50液壓式柱塞泵的綜合維護得到有效控制，主要維修物品包括橡膠閥片8個、閥體4件、轉閥3個、活塞桿1條、橡膠密封環(huán)8個和O型圈1宗，費用合計約3200。綜合維護費用比螺桿泵降低85%以上。

2.2 設備試用期間發(fā)現的主要問題及處理方案

在設備生產運行測試過程中，我們也發(fā)現了一些不足，及時進行了設備改進工作：

（1）出口管線針對較大，并伴隨間隔式異響。通過調整液壓站系統(tǒng)壓力保持在3.5-5MPa范圍內和維持出口空氣包內壓縮空氣容量適度等措施，防止?jié){液在泵送過程中出現瞬間沖擊，有效解決了管線振動和噪音問題。

（2）液壓站集成塊上用于換向作用的轉閥存在漏油現象。由于轉閥最高工作壓力一般為6MPa，當液壓站系統(tǒng)壓力較高時，容易造成轉閥密封泄漏，我們通過在集成塊上安裝泄壓閥的辦法，將進入到轉閥內的液壓油壓力降低到4MPa以下，從而對轉閥起到良好的保護作用。

（3）冷卻器腐蝕損壞，造成油水混合。由于液壓油冷卻器的循環(huán)冷卻水使用污水廠的后處理回用水，氯離子含量較高，對銅質熱交換管腐蝕性很強，造成了油冷卻器損壞；通過采用SUS316L材質的翹片式冷卻器后未再發(fā)生此類情況。

（4）閥體出現振裂情況。當漿液中軟硬雜質較多時，一旦雜質停留在閥片與閥座密封面時，將會造成閥體振裂。通過將閥體材質由鑄造鋁合金調整為鍛打合金鋼后，解決了該問題。

WET300/50液壓式柱塞泵經過近一年實際運行測試，其性能達到了生產運行要求，綜合維護成本降低了85%以上，綜合能耗略有下降，并具有進一步提升整體性能的改進空間，具備規(guī)�；�替換螺桿泵的技術性能條件，經濟效益明顯。

責任編輯：葛鴻燕

校對：葛鴻燕