FGD siurbliai yra pagrindinė išmetamųjų dujų desulfuravimo sistemų įranga pramonės sektoriuose, pavyzdžiui, šiluminėse elektrinėse ir plieno lydyklose. Jų eksploatacinis patikimumas tiesiogiai veikia sieros šalinimo efektyvumą ir aplinkosaugos reikalavimus. Vis griežtėjančios aplinkosaugos politikos ir didėjančių pramoninės gamybos tęstinumo reikalavimų fone sieros šalinimo siurblio kokybės kontrolė išsiplėtė nuo paprasčiausio įrangos veikimo užtikrinimo iki stabilumo valdymo per visą jos gyvavimo ciklą. Šiame straipsnyje sistemingai nagrinėjami pagrindiniai išmetamųjų dujų desulfuravimo siurblio kokybės kontrolės techniniai punktai ir įgyvendinimo strategijos iš keturių perspektyvų: medžiagų mokslo, gamybos procesų, bandymų technologijos ir veikimo suderinamumo.
1. Atsparumo korozijai ir mechaninių savybių subalansavimas renkantis medžiagą
FGD siurbliai veikia aplinkoje, kuriai būdingas didelis korozinis poveikis (chlorido jonų koncentracija srutose gali siekti daugiau nei 50 000 mg/L), didelis abrazyvumas (kietųjų medžiagų kiekis 15 %-30 %) ir temperatūros svyravimai (darbo temperatūra nuo 40 iki 80 laipsnių). Šie veiksniai kelia griežtus reikalavimus visapusiškam medžiagų, naudojamų srauto kelio komponentuose, veikimui. Tradicinės medžiagos, tokios kaip paprastas ketus arba anglinis plienas, yra jautrios taškinei korozijai chloridinėje aplinkoje. Nors 304 nerūdijantis plienas pasižymi dideliu atsparumu korozijai, jam trūksta atsparumo dilimui. Todėl šiuolaikiniuose desulfuravimo siurbliuose dažniausiai naudojami kompozitiniai pamušalai, pagaminti iš dvipusio nerūdijančio plieno (pvz., 2205 ir 2507) arba itin didelės molekulinės masės polietileno (UHMWPE).
Pagrindinis kokybės kontrolės etapas yra gaunamų medžiagų patikrinimas: dvipusis nerūdijantis plienas išbandomas tarpkristaline korozija (ASTM A262 Practice E), ferito kiekis (užtikrinamas 40–60 %, kad būtų išvengta trapumo) ir smūgio energijos bandymas (didesnis arba lygus 47 J kambario temperatūroje). Plastikinių pamušalų medžiagų sukibimo su pagrindu stiprumas (šlyties stipris didesnis nei 5 MPa arba lygus jai) ir šiluminio plėtimosi koeficiento suderinamumas turi būti patikrintas, kad eksploatacijos metu nesusisluoksniuotų. Vieną kartą elektrinė įsigijo 2205 dvipusio nerūdijančio plieno, kuriame chromo kiekis yra 2 % mažesnis už standartą. Dėl to po šešių mėnesių siurblio korpuso atsirado didelė tarpkristalinė korozija. Spektroskopinė analizė galiausiai nustatė, kad priežastis yra pernelyg didelės priemaišos žaliavos lydymosi procese, pabrėžiant tikslios medžiagos sudėties kontrolės svarbą. II. Tiksli gamybos proceso kontrolė ir defektų prevencija
Svarbiausi desulfuravimo siurblių gamybos etapai apima sparnuotės liejimą, siurblio korpuso suvirinimą ir rotoriaus dinaminį balansavimą. Bet koks proceso nukrypimas gali sukelti vietinę įtampos koncentraciją arba srauto kelio iškraipymus. Kaip šerdies srautą-praleidžiantis komponentas, sparnuotės mentės profilio tikslumas tiesiogiai veikia hidraulinį efektyvumą ir kavitacijos našumą. Konstrukcija reikalauja, kad mentės įleidimo krašto storio nuokrypis būtų mažesnis arba lygus 0,1 mm, o išėjimo kampo nuokrypis būtų mažesnis arba lygus ±0,5 laipsnio. Liejimo procese naudojamas precizinis silicio dioksido liejimo procesas, o rentgeno spindulių defektų aptikimas (GB/T 5677) atliekamas siekiant aptikti vidinius defektus, tokius kaip susitraukimo ertmės ir šlako intarpai (leistinas ekvivalentinis defekto skersmuo, mažesnis arba lygus Φ1 mm).
Siurblio korpuso suvirinimo kokybė tiesiogiai priklauso nuo konstrukcijos stiprumo. Slėgio-suvirinimo siūlėms tarp spiralės ir įėjimo bei išėjimo jungių reikalingas kombinuotas argono lankinio suvirinimo (ATG) procesas gruntavimui ir rankinis lankinis metalo suvirinimas užpildymui. Perėjimo temperatūra yra griežtai kontroliuojama (mažesnė arba lygi 150 laipsnių), kad būtų išvengta terminio įtrūkimo. Užbaigus suvirinimą, turi būti atliktas 100 % ultragarsinis defektų aptikimas (UT, pagal JB/T 4730 I lygį) ir skvarbumo bandymas (PT, aptikti paviršiaus mikroįtrūkimus). Baigtinių elementų analizė taip pat turėtų būti naudojama siekiant patikrinti suvirinimo liekamojo įtempio pasiskirstymą (įtempis pagrindinėse srityse Mažiau nei 70 % medžiagos takumo ribos arba jai lygi). Gamintojas eksploatacijos metu patyrė uždelstą įtrūkimą ir nuotėkį dėl nepakankamos pakaitinimo temperatūros siurblio korpuso suvirinimo siūlėje. Ši problema buvo veiksmingai išspręsta padidinus pakaitinimo temperatūrą iki 200{12}}250 laipsnių ir pailginus laikymo laiką, kartu su apdorojimu po terminio dehidrogenavimo (200–300 laipsnių 2 valandas).
III. Daugiamatis viso-proceso tikrinimo sistemos patikrinimas
Sieros šalinimo siurblių kokybės kontrolei reikalingas trijų{0}}pakopų tikrinimo tinklas, apimantis medžiagas, komponentus ir visą įrenginį. Be pirmiau minėtų cheminės sudėties ir mechaninių savybių bandymų, medžiagų etape taip pat reikalinga pagrindinių komponentų metalografinė analizė (pavyzdžiui, dvipusio nerūdijančio plieno austenito ir ferito santykis turi būti 50:50 ± 10%). Atliekant komponentų patikrą, pagrindinis dėmesys skiriamas matmenų tikslumui (pavyzdžiui, tarpas tarp sparnuotės ir siurblio korpuso turi būti kontroliuojamas 0,5{11}}1,0 mm atstumu, o nuokrypis yra mažesnis nei ±0,1 mm arba lygus ± 0,1 mm) ir funkciniam modeliavimui (pavyzdžiui, sandarinimo paviršiaus slėgio nuotėkio bandymas, išlaikant slėgį, kuris yra 1,5 karto didesnis už projektinę vertę be nuotėkio). Visas mašinos bandymas apima našumo kreivės patikrinimą (srauto-srauto ir srauto efektyvumo kreivės, kurių nuokrypis yra mažesnis nei ±3 % nuo projektinės vertės), vibracijos bandymą (efektyvioji guolio sėdynės vibracijos greičio vertė Mažiau arba lygi 4,5 mm/s, pagal ISO 10816) ir 24 nuolatinio temperatūros padidėjimo įvertinimas (stebėjimo greitis). arba lygus 2 laipsniai per valandą, temperatūros kilimas Mažiau arba lygus 35 laipsniais). Ypatingą dėmesį reikia atkreipti į tai, kad dėl specialių desulfuravimo sistemų eksploatavimo sąlygų reikia atlikti suspensijos nusidėvėjimo bandymus (sparnuotė veikiama imituota suspensija, kurioje yra 30 % kvarcinio smėlio ir veikia 1500 aps./min. greičiu 500 valandų, matuojamas peilių susidėvėjimas, kai reikalaujama ne mažiau kaip 0,5 mm chlorido įtempių bandymų) 1,5 karto didesnis už darbinį slėgį 3,5 % NaCl tirpale ir 72 valandas stebint, ar neatsirado įtrūkimų). Garsus tarptautinis siurblių gamintojas, įdiegęs skaitmeninę dvynių technologiją, imituojančią skysčių dinamiką ir įtempių pasiskirstymą įvairiomis darbo sąlygomis virtualioje aplinkoje, sutrumpino prototipo tikrinimo ciklus 30 % ir sumažino lauko gedimų dažnį 42 %.
IV. Dinaminė kokybės kontrolė, leidžianti prisitaikyti prie eksploatavimo ir priežiūros
Sieros šalinimo siurblių kokybės kontrolė neturėtų apsiriboti gamyklinėmis sąlygomis, bet taip pat turėtų būti atsižvelgiama į našumo pablogėjimą ir prisitaikymą prie eksploatavimo sąlygų, kai jie veikia ilgą laiką. Rekomenduojama sukurti uždaro{2} ciklo mechanizmą „įrangos archyvai + stebėjimas internete + reguliarus vertinimas“. Įrangos archyve įrašoma visa gyvavimo ciklo informacija, įskaitant medžiagų partijas, suvirinimo parametrus ir bandymų duomenis. Internetinė stebėjimo sistema realiu laiku renka tokius parametrus kaip vibracija (akcelerometras), temperatūra (infraraudonųjų spindulių termometras) ir slėgis (diferencinio slėgio siųstuvas), naudodama mašininio mokymosi algoritmus, kad nustatytų ankstyvas gedimo charakteristikas (pavyzdžiui, guolio vidinio žiedo pažeidimo dažnio charakteristika yra 2–3 kartus didesnė už sukimosi dažnį). Išmontavimo patikra atliekama kas 2000 eksploatavimo valandų, daugiausia dėmesio skiriant sparnuotės nusidėvėjimo tolygumui (dėvėjimosi skirtumas mažesnis arba lygus 0,2 mm), sandariklio senėjimui (gumos kietumo pokytis Mažiau nei 10 %) ir varžtų išankstinės apkrovos praradimui (sukimo momento praradimas mažesnis arba lygus 15 %).
Didelė plieno įmonė įrodė, kad sieros šalinimo siurblio veikimo ir priežiūros duomenis susiejus su gamybos proceso parametrais, galimus gedimo režimus galima numatyti prieš 3-6 mėnesius. Pavyzdžiui, neįprastai didelis sparnuotės susidėvėjimo greitis gali būti siejamas su dideliu sieros kiekiu žaliavoje, todėl sumažėja atsparumas dilimui. Tai leidžia tikslingai koreguoti medžiagų pasirinkimą ir proceso parametrus tolesnėms partijoms. Ši „gamybos-naudojimo ir grįžtamojo ryšio“ kokybės gerinimo spiralė žymiai pailgino įrangos tarnavimo laiką (vidutinis laikas tarp gedimų padidėjo nuo 8 000 iki 15 000 valandų).
Išvada
Išmetamųjų dujų desulfuravimo siurblių kokybės kontrolė yra sistemingas projektas, apimantis medžiagų mokslą, mechaninę gamybą, bandymų technologijas ir operacijų bei priežiūros valdymą. Tik griežtai kontroliuodami medžiagų savybes, optimizuodami gamybos procesus, tobulindami testavimo sistemas ir stiprindami eksploatavimo bei priežiūros pritaikomumą, galime užtikrinti ilgalaikį{1}}stabilią įrangos veikimą ekstremaliomis eksploatavimo sąlygomis. Nuolat atnaujinant aplinkos apsaugos standartus ir plėtojant pramoninį intelektą, sieros šalinimo siurblių kokybės kontrolė toliau vystysis skaitmeninimo ir nuspėjamumo link. Integruodami didelių duomenų analizę su pažangiomis gamybos technologijomis, pasieksime perėjimą nuo „reaktyvios priežiūros“ prie „proaktyvios prevencijos“, teikdami tvirtą įrangą, skirtą ekologiškai ir mažai anglies dioksido į aplinką išskiriančio pramonės sektoriaus transformacijai.
