李維紅，羅江泉，楊友華

（甕福（集團(tuán)）有限責(zé)任公司 甕?；す?，貴州 福泉 550501）

磷石膏濕排涉及堆存安全，對(duì)渣庫(kù)區(qū)允許水量要求極為苛刻，且設(shè)計(jì)的專用調(diào)節(jié)水池容量有限，因此控制磷石膏渣場(chǎng)庫(kù)區(qū)水量在臨界量之下尤為重要。

甕福化工公司濕法磷酸裝置磷石膏渣漿泵機(jī)械密封在用形式為單端內(nèi)流式密封結(jié)構(gòu)，機(jī)械密封冷卻水使用的是工藝水，在渣漿泵運(yùn)行中冷卻水全部進(jìn)入泵腔隨同磷石膏渣漿一起被輸送到渣場(chǎng)庫(kù)區(qū)。單套濕法磷酸裝置工藝水用量平均為20 m3/h（園區(qū)共有2套濕法磷酸裝置），年開車時(shí)間按318 d計(jì)，2套濕法磷酸裝置年增加渣場(chǎng)庫(kù)區(qū)水量305 280 m3。為節(jié)水減排，降低磷石膏庫(kù)堆存風(fēng)險(xiǎn)，近5年在生產(chǎn)運(yùn)行中不斷探索試用外流式機(jī)械密封、雙端面式機(jī)械密封，但均因渣場(chǎng)庫(kù)區(qū)堆體海拔升高導(dǎo)致泵出口運(yùn)行壓力大于1 765 kPa，以及渣漿泵進(jìn)口緩沖槽容量?jī)H29 m3極易被抽空等實(shí)際困難導(dǎo)致使用效果不好。

使用渣場(chǎng)庫(kù)區(qū)調(diào)節(jié)水池打回裝置循環(huán)使用的酸性水替代工藝水作為磷石膏渣漿泵機(jī)械密封冷卻水，既達(dá)到了節(jié)水減排的效果，又能保障渣漿泵正常運(yùn)行。

1 酸性水替代工藝水工藝介紹

使用酸性水替代工藝水作磷石膏渣漿泵機(jī)械密封冷卻水，這個(gè)工藝過(guò)程需經(jīng)過(guò)磷石膏庫(kù)區(qū)自然澄清、導(dǎo)滲引流、調(diào)節(jié)水池緩存、遠(yuǎn)距離輸送、裝置內(nèi)酸性循環(huán)水站冷水池二次澄清、降溫、循環(huán)水冷水泵連續(xù)供給、酸性水過(guò)濾、不銹鋼密封水升壓泵加壓滿足磷石膏渣漿泵機(jī)械密封冷卻和穩(wěn)定運(yùn)行的要求。

其工藝流程如圖1所示。

圖1 使用酸性水作磷石膏渣漿泵機(jī)械密封冷卻水的工藝流程

2 實(shí)例分析

實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，影響磷石膏渣漿泵機(jī)械密封冷卻水使用酸性水替代效果的主要因素是酸性水水質(zhì)指標(biāo)、酸性水流量穩(wěn)定方式、酸性水使用中機(jī)封溫度和設(shè)備耐腐蝕性。

以甕?；す玖姿嵫b置年輸送150萬(wàn)t磷石膏渣漿泵使用酸性水作為機(jī)械密封冷卻水為實(shí)例，分別介紹4個(gè)主要影響因素的設(shè)計(jì)。

2.1 酸性水水質(zhì)指標(biāo)

酸性水替代工藝水作為磷石膏渣漿泵機(jī)械密封冷卻水投入工業(yè)運(yùn)行前，酸性水水質(zhì)指標(biāo)見表1。

表1 酸性水化學(xué)、物理指標(biāo)

酸性水中少量的磷酸、硫酸是磷酸生產(chǎn)工藝造成的，酸性水濁度的實(shí)測(cè)分析結(jié)果及工業(yè)試驗(yàn)運(yùn)行結(jié)果表明，酸性水應(yīng)用到磷石膏渣漿泵機(jī)械密封作冷卻水完全可行。

2.2 酸性水流量穩(wěn)定方式

磷石膏渣漿泵機(jī)械密封工藝?yán)鋮s水使用酸性水，必須充分考慮酸性水給水流量的穩(wěn)定性。為此，在設(shè)計(jì)時(shí)將磷石膏渣場(chǎng)調(diào)節(jié)水池的酸性水首先引進(jìn)裝置酸性循環(huán)水站容積3 000 m3的冷水池緩存澄清，冷水池的出口安裝有4臺(tái)冷水泵（單臺(tái)流量2 806 m3，泵出口壓力0.55 MPa，電機(jī)功率560 kW，轉(zhuǎn)速990 r/min），正常運(yùn)行情況下冷水泵3開1備。為實(shí)現(xiàn)磷石膏渣漿泵機(jī)械密封冷卻水給水流量的穩(wěn)定，在冷水泵出口管上引一條DN50不銹鋼分支管線將酸性水先引進(jìn)0.5 m2的過(guò)濾器內(nèi)，經(jīng)過(guò)濾后的酸性水進(jìn)入密封水升壓泵，密封水升壓泵的流量設(shè)計(jì)為15 m3/h、揚(yáng)程200 m、電機(jī)功率22 kW、轉(zhuǎn)速2 900 r/min，經(jīng)升壓后的酸性水被穩(wěn)定地送入磷石膏渣漿泵機(jī)械密封冷卻潤(rùn)滑后，進(jìn)入泵腔中，與渣漿一起送到磷石膏渣場(chǎng)，分離出來(lái)的酸性水繼續(xù)循環(huán)利用。

2.3 酸性水使用中機(jī)封溫度

使用工藝水和酸性水作渣漿泵機(jī)械密封冷卻水，經(jīng)前后各3 d運(yùn)行測(cè)定，機(jī)封溫度見表2。表2結(jié)果表明，使用酸性水作渣漿泵機(jī)械密封冷卻水時(shí)機(jī)封溫度比工藝水作渣漿泵機(jī)械密封冷卻水高2℃，但溫度完全符合生產(chǎn)運(yùn)行控制要求。運(yùn)行中為了保證機(jī)械密封更好的潤(rùn)滑、密封、摩擦熱量帶走效果，會(huì)調(diào)整密封冷卻水的壓力大于泵腔中壓力0.05～0.15 MPa［1］，更好地防范介質(zhì)外泄。

表2 工藝水、酸性水分別作渣漿泵機(jī)械密封冷卻水時(shí)機(jī)封溫度

2.4 設(shè)備耐腐蝕性

酸性水中因含少量P2O5，所以pH在1.96，具有一定腐蝕性，為解決設(shè)備耐腐蝕問題，工藝設(shè)計(jì)時(shí)密封水升壓泵及其進(jìn)出口管線、過(guò)濾器等都使用了316L不銹鋼材料和耐壓、耐腐蝕的撓性連接軟管。上述酸性水替代工藝水作磷石膏渣漿泵機(jī)械密封冷卻水工藝在甕福化工公司磷酸一裝置磷石膏渣漿輸送單元已連續(xù)運(yùn)行多月，效果良好，實(shí)現(xiàn)了節(jié)水減排的目的。

3 結(jié)論

磷石膏渣漿泵機(jī)械密封工藝?yán)鋮s水使用酸性水替代解決內(nèi)流式單端面機(jī)械密封磷石膏渣漿泵的“節(jié)水減排”問題完全可行，可以作為濕法磷酸裝置同類性質(zhì)濕排磷石膏渣漿輸送系統(tǒng)改造示范工程，改造費(fèi)用在8萬(wàn)元以內(nèi)。