52氮肥技術(shù)2009年第30卷第3期特殊閥廣在殼牌煤氣化中的應(yīng)用邱晉剛(河南龍宇煤化工公司河南永城476600)摘要簡(jiǎn)要介紹該公司在殼牌煤氣化工藝中采用的各種特殊閥廣]存在的問題,經(jīng)分析原因后,采取相應(yīng)的措施,使問題得以解決或緩解。關(guān)鍵詞粉煤特殊閥流量閥三通閥氧氣閥問題對(duì)策1前言腔的沉積;再次是閥門內(nèi)部使用蝶形板式彈簧,殼牌煤氣化是目前世界先進(jìn)的煤氣化技術(shù)替代傳統(tǒng)的螺旋式柱形彈簧,避免了顆粒侵人造之一,在國內(nèi)得到了很多應(yīng)用,在其設(shè)計(jì)技術(shù)中成彈簧施力不均勻和卡死。這些考慮大大強(qiáng)化了存在三大難點(diǎn):特殊閥的使用、粉體密相輸送、工閥門對(duì)粉塵工況的適應(yīng)。程驗(yàn)證不足。其中應(yīng)用的特殊閥門，技術(shù)設(shè)計(jì)復(fù)2.2出 現(xiàn)的問題.雜材料特殊、價(jià)格昂貴。但在實(shí)際運(yùn)行中,還是在裝置運(yùn)行中,煤粉和飛灰鎖斗閥經(jīng)常出現(xiàn)出現(xiàn)了各種各樣的問題。開關(guān)不到位或卡死故障,并且還伴有閥門的內(nèi)2特殊開關(guān)閥漏。經(jīng)過拆檢,發(fā)現(xiàn)很多連接件已經(jīng)扭曲變形,個(gè)特殊閥內(nèi)的流通介質(zhì)為粉煤、渣水和飛灰別閥球的連接溝也因?yàn)榱剡^大,而被扭曲至損等,面臨的是強(qiáng)烈的沖刷、破壞和腐蝕,介質(zhì)侵人傷。泄漏產(chǎn)生的沖刷導(dǎo)致不少閥座和閥球損壞,閥體時(shí)還會(huì)使閥門動(dòng)作受阻。我公司煤氣化閥門甚至導(dǎo)致整臺(tái)閥門報(bào)廢。使用Argus公司的產(chǎn)品，其設(shè)計(jì)技術(shù)是非常嚴(yán)密經(jīng)過分析,我們認(rèn)為直接的原因在于閥門動(dòng)和細(xì)致的。作阻力較大,造成閥門連接件、閥球承受了巨大.2.1閥門特性的扭矩，多次動(dòng)作后產(chǎn)生了嚴(yán)重的扭曲變形,導(dǎo)對(duì)閥門磨損比較嚴(yán)重的有U1200(粉煤加壓)致氣缸動(dòng)作到關(guān)閉位置后,閥門實(shí)際上并沒有完和U1400(灰渣分離)單元,由于具有大量的煤粉全關(guān)閉到位。煤粉、飛灰通過未關(guān)閉的間隙沖刷或灰渣顆粒,對(duì)閥門的沖刷腐蝕特別嚴(yán)重。對(duì)此而過,對(duì)閥體產(chǎn)生嚴(yán)重的沖刷腐蝕。產(chǎn)生這些問Argus采用硬度更高的雙相鋼，內(nèi)襯在閥體出入題的根本原因,分析主要有以下幾方面?？谔?，避免閥體損傷;閥座背后的表面也堆焊有(1)工況嚴(yán)酷雙相鋼,起抗腐蝕的作用。在粉煤劇烈沖刷的工況下,對(duì)閥門的損壞程閥球由于直接接觸顆粒介質(zhì)，要求具有高度度是極大的。閥門在關(guān)閉狀態(tài)下,只要發(fā)生一點(diǎn)耐磨損耐腐蝕抗疲勞等性能,通過改進(jìn)基體材輕微泄漏,高壓氣體就會(huì)裹挾著固體顆粒,以類料是無法滿足要求的。Argus 通過表面處理技術(shù)似“噴砂”作用的過程高速?zèng)_刷閥體。除了碳化鎢后,形成斯太萊硬化合金層,并在硬化層和基體等特殊材質(zhì)以外,其它硬質(zhì)合金都無法承受這種間形成過渡層,使兩種材料有效融合,并避免硬沖刷作用,短時(shí)間內(nèi)就會(huì)導(dǎo)致閥門遭到破壞。對(duì)化層的裂紋深入基體。于閥門來講,很難做到氣體的零泄漏,即使是VI為了避免細(xì)小顆粒侵人閥門,造成閥門動(dòng)作級(jí)密封標(biāo)準(zhǔn),也允許1min幾個(gè)氣泡的泄漏量,這失靈,設(shè)計(jì)有專門的防堵塞結(jié)構(gòu)。首先是閥球使就會(huì)”中國煤化工面臨的是- -種極用浮動(dòng)球,在浮動(dòng)過程中將沉積的灰渣、灰漿等端WHCNMHG沖洗掉,具有較強(qiáng)的自潔功能;其次是閥門背后有吹掃口,對(duì)閥門進(jìn)行定期反吹,避免顆粒在閥煤氣化儲(chǔ)料罐的升壓和降壓的時(shí)間較長,通第3期邱晉剛:特殊閥門在殼牌煤氣化中的應(yīng)用53_常在20~ 30min左右，部分操作人員為了節(jié)省時(shí)統(tǒng)的溫度比較低，金屬材料對(duì)磨損的耐受性較間和加快進(jìn)度,常常干預(yù)程序的執(zhí)行,在閥門兩好,即使是閥門密封元件被破壞掉,粉煤的沖刷側(cè)差壓很大，不能滿足閥門動(dòng)作要求的情況下，對(duì)于閥門造成的損害都比較輕,這在拆檢結(jié)果中強(qiáng)行打開閥門。由于摩擦阻力極大,導(dǎo)致扭動(dòng)力也得到了證實(shí)。矩非常大,常常出現(xiàn)動(dòng)作不到位,頻繁的強(qiáng)行開關(guān)3煤流量閥對(duì)閥門氣缸連接件等造成了很大破壞。并且從3.1 閥門特性設(shè)備角度來講,強(qiáng)行開閥也會(huì)造成容器和管道的煤流量調(diào)節(jié)閥用來調(diào)節(jié)進(jìn)入氣化爐的粉煤巨大振動(dòng),對(duì)設(shè)備安全造成了- -定威脅。質(zhì)量流量。由于粉煤的硬度很高,經(jīng)過管線和閥針對(duì)這個(gè)問題，我們除了對(duì)連接桿加粗,閥門時(shí)會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖刷研磨作用,常規(guī)金屬材料球連接溝加長外,還要求操作人員樹立遵守規(guī)程幾天內(nèi)就會(huì)被完全沖刷殆盡,只有使用碳化鎢材的意識(shí),不能干預(yù)程序執(zhí)行,閥門的動(dòng)作必須在質(zhì)才能夠適應(yīng)這種工況。其閥芯和閥座采用差壓平衡的前提下進(jìn)行。94WC6Co材料(94% 的碳化鎢粉末和6%的Co(3)吹掃措施不到位粉末粘接而成),閥芯通過膜頭、填料函以及高剛開車以來,我們對(duì)所有的特殊閥門均沒有設(shè)度316Ti閥桿實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確定位，保證閥芯在閥座中置吹掃管線,所以當(dāng)煤粉顆粒嵌入閥球時(shí),造成間滑動(dòng)而又不發(fā)生接觸。閥桿采用波紋管形式進(jìn)閥門動(dòng)作阻力大。而當(dāng)這些煤粉被吹除掉時(shí),則行密封,為了防止煤粉堆積在波紋管造成閥桿活閥門動(dòng)作就又會(huì)恢復(fù)正常。所以關(guān)鍵還是要對(duì)閥動(dòng)受阻,使用高壓N2對(duì)其進(jìn)行連續(xù)吹掃。煤流量門設(shè)置吹掃裝置，尤其是煤粉或者飛灰的鎖斗調(diào)節(jié)閥簡(jiǎn)圖見圖1。閥，定期在閥門關(guān)閉時(shí)用氣體對(duì)其進(jìn)行吹掃,有利于閥門保持內(nèi)部清潔,不發(fā)生卡滯的情況。目前己在U1500易出故障的閥門上,增設(shè)了吹掃系統(tǒng),其實(shí)際效果有待觀察。(4)閥門動(dòng)作過快現(xiàn)場(chǎng)觀察,很多閥門的動(dòng)作時(shí)間都較短,甚至個(gè)別閥門的動(dòng)作時(shí)間在1.4s左右,確實(shí)對(duì)閥門的機(jī)械連接造成很大沖擊。另外對(duì)于閥門的密封面來講,也更容易受到擦傷。閥門動(dòng)作過快的原因有兩個(gè),首先是在開車初期，為了閥門動(dòng)作可靠，把氣源壓力由5bar(~0.5MPa)提高到8bar( ~ 0.8MPa),這就造成了過大的扭動(dòng)力矩。針對(duì)這種情況,我們計(jì)劃在保證閥門動(dòng)作的基礎(chǔ)上,將閥門的氣源壓力盡量向下調(diào)整,以減小閥門扭矩;其次是由于部分閥門圖1煤流量 t調(diào)節(jié)閥簡(jiǎn)圄動(dòng)作時(shí)間較長,而且漏氣,將排氣節(jié)流孔進(jìn)行了調(diào)節(jié)閥的膜頭是倒置的，粉煤從上方進(jìn)入調(diào)擴(kuò)大,造成很多閥門動(dòng)作時(shí)間過短。在改用原來節(jié)閥,經(jīng)過調(diào)節(jié)后以向下30°的角度流出,然后的節(jié)流元件后,動(dòng)作時(shí)間得以恢復(fù)。經(jīng)過弧形管線逐漸垂直向上輸送,這樣粉煤的流(5)溫度影響向不會(huì)發(fā)生急劇變化,減少了對(duì)管線的沖刷。閥體嚴(yán)重破壞的情況主要出現(xiàn)在U1500系3.2出現(xiàn)的問題統(tǒng),這是由于飛灰溫度高達(dá)250多度,高溫下金中國煤化工乙次閥芯破碎損屬的強(qiáng)度、硬度會(huì)大幅下降,飛灰可以輕易地造壞,或二碳化鎢雖然硬度成閥內(nèi)件的破壞性損傷,甚至閥套、閥體沖刷出非常CHCNMH和擠壓作用下容數(shù)十毫米深的溝槽,導(dǎo)致閥門報(bào)廢。而U1200系易碎裂而報(bào)廢。經(jīng)過拆檢發(fā)現(xiàn)給料罐的充氣錐破54氮肥技術(shù)2009年第30卷裂,碎片掉落入煤粉管道而落人調(diào)節(jié)閥,在閥桿靠。只是閥門的密封性能也下降了,需要依靠前作用下將閥芯壓碎。針對(duì)這些情況，我們對(duì)工藝后的開關(guān)閥來保證密封。操作采取保證充氣錐承受的差壓不超限,防止引5氧閥起破裂;在檢修時(shí),也要避免異物落人粉煤容器5.1閥門特性中,避免對(duì)調(diào)節(jié)閥造成破壞。氧閥通過的是高速流動(dòng)的高溫純氧,遇到管另外還曾經(jīng)出現(xiàn)閥芯脫落的情況,外表看閥道或閥門中的粗糙部位、突起部分就會(huì)摩擦生門動(dòng)作正常,無論怎么樣調(diào)節(jié)其開度,粉煤的速熱,使金屬材料發(fā)生氧化燃燒反應(yīng),造成毀滅性度和密度都保持不變,說明粉煤調(diào)節(jié)閥失去了對(duì)的破壞。通常需要限制氧氣流速和溫度,并且要粉煤的調(diào)節(jié)作用。經(jīng)拆檢發(fā)現(xiàn)閥桿和閥芯的連接保持管道的高度光潔，決不允許有尖銳突起,避銷釘損壞,導(dǎo)致閥芯不隨閥桿動(dòng)作,經(jīng)更換銷釘免摩擦生熱。而對(duì)于調(diào)節(jié)閥來講,其流道應(yīng)盡量后恢復(fù)正常。簡(jiǎn)單,避免局部流速過快,通常使用直通式單座4煤三通閥粉煤管線進(jìn)入氣化爐之前,設(shè)置有一個(gè)三通氧氣工況下對(duì)材料的要求比較高，常用的閥,其結(jié)構(gòu)見圖2。.316不銹鋼僅能承受6m/s的最大氧氣流速、3.0MPa的最大氧氣壓力，使用范圍受到限制。而高溫不銹鋼Inconel 625可以承受50m/s 的最大氧氣流速和10MPa的最大氧氣壓力,具有良好的焊接性能、硬度和強(qiáng)度,是氧氣管道和閥門的最佳選擇。25由于接觸的介質(zhì)是純氧,所以閥門必須絕對(duì)↓禁油。閥門要進(jìn)行脫脂、脫油和脫水處理,并用惰性氣體干燥。檢修時(shí)也要保證閥門清潔，使用圄2煤三通閥簡(jiǎn)圉CC1s對(duì)閥門的法蘭等處清洗脫脂,手套、工具等閥門由閥體和閥塞組成，閥塞上有一個(gè)人口也必須潔凈無油。和兩個(gè)出口。正常運(yùn)行時(shí)使用直通出口(圖2a),5.2出現(xiàn)的問題向氣化爐內(nèi)輸送煤粉;系統(tǒng)開停車時(shí)使用旁路出在開車過程中,氧閥出現(xiàn)了很多問題,導(dǎo)致口(圖2c),使煤粉返回到粉煤倉。由于開啟和關(guān)無法使用。所以在國內(nèi)購買了一批氧氣閥門,以閉位置之間的角度為30°，所以啟閉時(shí)間很短，保證開車的進(jìn)行。在實(shí)際應(yīng)用中,出現(xiàn)了較多的對(duì)管線造成的流量擾動(dòng)非常低,可以保證開停車泄漏問題,后來根據(jù)檢查,發(fā)現(xiàn)其閥桿采用較軟過程的平穩(wěn)性。的316L材質(zhì),導(dǎo)致閥球無法準(zhǔn)確開關(guān)到位,產(chǎn)生在實(shí)際使用中,經(jīng)常出現(xiàn)閥門卡滯、動(dòng)作不了泄漏。對(duì)此我們更換較硬的材料來保證其剛到位的情況。其原因在于閥塞和閥體的間隙很度,進(jìn)而保證密封性能;另外閥門在出廠后,為了小，使用PTFE材料進(jìn)行潤滑。溫度較低時(shí)內(nèi)襯防止閥球抱死,將閥體緊固螺栓松掉--圈,這也PTFE的潤滑性能會(huì)下降，遇到粉煤侵人就會(huì)造造成了閥門的泄漏，后來我們要求不再松螺栓，成阻力大幅上升,導(dǎo)致了旋轉(zhuǎn)受阻。為了避免這保證閥廣]的密封性能,目前使用效果良好。種情況的發(fā)生,對(duì)閥體和管線進(jìn)行了保溫,使閥6結(jié)束語門內(nèi)部的工作溫度>60,保證PTFE的密封性殼牌煤氣化技術(shù),其特點(diǎn)是技術(shù)先進(jìn)、環(huán)保能;另外對(duì)粉煤的粒度、含水量都要嚴(yán)格控制,避和自動(dòng)化程度高。但是在使用過程中,仍然出現(xiàn)免粉煤侵人。哦驗(yàn)證的基礎(chǔ)上,中國煤化工目前國內(nèi)已經(jīng)有改進(jìn)的產(chǎn)品,在閥塞上增設(shè)進(jìn)行比,這樣才能發(fā)揮了軸套,同時(shí)加大了閥塞和閥座的間隙,這大大它的CNMHG減少了閥門的活動(dòng)阻力,避免了閥塞動(dòng)作的不可(收稿日期:2009 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