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分享“激冷水流量調(diào)節(jié)閥的設(shè)計選型及應(yīng)用”

發(fā)布于:2019/9/26 11:26:22 點擊量:128

    濮陽龍宇化工有限責任公司(簡稱濮陽龍化)年產(chǎn)20萬t甲醇裝置是國內(nèi)首套粉煤加壓氣化裝置航天第一爐的發(fā)源地,是在引進、消化吸收國外殼牌公司的Shell粉煤加壓技術(shù)和GE公司的德士古水煤漿加壓氣化技術(shù)基礎(chǔ)上的再創(chuàng)新。該技術(shù)在備煤、輸煤、燃燒調(diào)節(jié)系統(tǒng)、氣化爐輻射段均采用先進的粉煤氣流床氣化技術(shù);灰渣水系統(tǒng)、洗滌、凈化則采用氣體急冷流程技術(shù)。
    1 系統(tǒng)概述與改造背景
    由磨煤系統(tǒng)生產(chǎn)的合格粉煤經(jīng)加壓與空分生產(chǎn)的氧氣與蒸汽由粉煤燒嘴噴入氣化爐,在3.5MPa(G)壓力,1400~1700℃高溫下充分混合,進行部分氧化反應(yīng),生成以H2、CO、CO2為主要成分的合成氣,這些物質(zhì)離開反應(yīng)室向下進入激冷室,經(jīng)激冷環(huán)后流經(jīng)下降管進入激冷室水浴,合成氣通過和激冷水的直接接觸進行洗滌、冷卻和飽和,而激冷水的主要來源是合成洗滌塔底部排放的激冷水經(jīng)P1303泵送至氣化爐的激冷室,氣化爐激冷水流量調(diào)節(jié)閥(13FV-0008)安裝于激冷水泵P1303A/B泵出口,管道規(guī)格為DV200,PN11.0,通過偏心異徑接頭(DN200-DN80)縮徑為DN80,該調(diào)節(jié)閥原設(shè)計流量0~200t/h,常用量0~170t/h,由于管道大幅度縮頸,造成此處流速高達每秒100多米,加上介質(zhì)富含煤粉顆粒,對調(diào)節(jié)閥的沖蝕特別嚴重,雖然原設(shè)計選型為進口閥,閥芯結(jié)構(gòu)為偏心球閥,但使用歷史周期不超過2個月,就會造成調(diào)節(jié)閥閥芯閥座被沖壞,造成裝置因閥體泄漏而被迫停車,使生產(chǎn)成本造成極大的浪費。因進口閥配件加工周期過長,后改用國產(chǎn)調(diào)節(jié)閥偏心旋轉(zhuǎn)閥,在制造時閥芯閥座作噴涂碳化鎢硬化特殊處理,但使用周期依然沒有突破,期間還造成兩次因閥體泄漏而被迫停車事故,給公司帶來重大經(jīng)濟損失,嚴重制約著航天爐的長周期安穩(wěn)運行。為此,廣大技術(shù)人員在查閱大量技術(shù)資料,咨詢眾多生產(chǎn)廠家的基礎(chǔ)上,大膽采用V型結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)閥,并按照要求設(shè)計,選擇材質(zhì)并作特殊處理,此舉改進取得了良好的效果。
    2 設(shè)計改造方案
    本次設(shè)計方案,重點是在閥芯閥座及流道上作為重點技術(shù)突破口,在保證長周期使用方面,結(jié)合岳陽東方自控閥門廠做了大量改動和技術(shù)論證,最終確定選用V型旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)閥,該調(diào)節(jié)閥是專門針對氣、固(顆粒及粉末)兩相介質(zhì)的流體切斷及調(diào)節(jié)而設(shè)計開發(fā)的,特別適宜煤化工裝置。它克服了以往國內(nèi)外同類產(chǎn)品的密封性能低、易沖刷、故障率高(尤其易卡死)的缺點。
    閥門核心部件采用“組合式鑲嵌碳化鎢密封閥座”,保證了良好的密封性能(調(diào)節(jié)閥密封等級可達V級),閥芯采用超音速噴涂碳化鎢合金(表面硬度達HRC65-70),閥體流道也鑲嵌碳化鎢套,保證閥腔在高流速、高溫度的氣固兩相介質(zhì)沖刷下不易沖刷損壞,確保閥門長時間保證其技術(shù)性能。閥門結(jié)
    構(gòu)為固定式;閥桿與閥芯裝配為帶錐銷的一體結(jié)構(gòu),確保動作時無間隙;軸套采用金屬石墨合金,耐高溫高壓差、自潤滑性能好;閥座設(shè)計有彈簧自動補償磨損功能。執(zhí)行機構(gòu)采用壓鑄鋁合金缸體,其缸內(nèi)壁與雙活塞鑄鋁齒條進行硬質(zhì)氧化。該執(zhí)行器安裝對稱,動作迅速,體積小、扭矩大、使用壽命長,配置氣手動兩用減速機構(gòu),操作簡單靈活,可滿足不同口徑閥門要求。定位器采用日本山武AVP-300型,控制信號為4-20MA。
    主要技術(shù)參數(shù):特種V型調(diào)節(jié)閥,公稱通徑:80mm;公稱壓力:11MPa;適用溫度:260~300℃;流量特性:等百分比;法蘭標準:HG20615。
    3 結(jié)束語
    該閥自2011年2月使用至今,已連續(xù)使用10個月,期間設(shè)備連續(xù)運行時間已高達210多天,沒有出現(xiàn)以往因閥門內(nèi)漏、外漏而造成的停車事故,對生產(chǎn)裝置的穩(wěn)定運行和成本的節(jié)能降耗意義重大。此閥的設(shè)計及應(yīng)用對粉煤氣化黑水閥門的選型具有很好的借鑒意義。



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