特殊閥門(mén)在殼牌煤氣化中的應用

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(wèn)題,經(jīng)分析原因后,采取相應的措施,使問(wèn)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(wèn)題對策1前言腔的沉積;再次是閥門(mén)內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)替代傳統的螺旋式柱形彈簧,避免了顆粒侵人造之一,在國內得到了很多應用,在其設計技術(shù)中成彈簧施力不均勻和卡死。這些考慮大大強化了存在三大難點(diǎn):特殊閥的使用、粉體密相輸送、工閥門(mén)對粉塵工況的適應。程驗證不足。其中應用的特殊閥門(mén)，技術(shù)設計復2.2出 現的問(wèn)題.雜材料特殊、價(jià)格昂貴。但在實(shí)際運行中,還是在裝置運行中,煤粉和飛灰鎖斗閥經(jīng)常出現出現了各種各樣的問(wèn)題。開(kāi)關(guān)不到位或卡死故障,并且還伴有閥門(mén)的內2特殊開(kāi)關(guān)閥漏。經(jīng)過(guò)拆檢,發(fā)現很多連接件已經(jīng)扭曲變形,個(gè)特殊閥內的流通介質(zhì)為粉煤、渣水和飛灰別閥球的連接溝也因為力矩過(guò)大,而被扭曲至損等,面臨的是強烈的沖刷、破壞和腐蝕,介質(zhì)侵人傷。泄漏產(chǎn)生的沖刷導致不少閥座和閥球損壞,閥體時(shí)還會(huì )使閥門(mén)動(dòng)作受阻。我公司煤氣化閥門(mén)甚至導致整臺閥門(mén)報廢。使用Argus公司的產(chǎn)品，其設計技術(shù)是非常嚴密經(jīng)過(guò)分析,我們認為直接的原因在于閥門(mén)動(dòng)和細致的。作阻力較大,造成閥門(mén)連接件、閥球承受了巨大.2.1閥門(mén)特性的扭矩，多次動(dòng)作后產(chǎn)生了嚴重的扭曲變形,導對閥門(mén)磨損比較嚴重的有U1200(粉煤加壓)致氣缸動(dòng)作到關(guān)閉位置后,閥門(mén)實(shí)際上并沒(méi)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(guò)未關(guān)閉的間隙沖刷或灰渣顆粒,對閥門(mén)的沖刷腐蝕特別嚴重。對此而過(guò),對閥體產(chǎn)生嚴重的沖刷腐蝕。產(chǎn)生這些問(wèn)Argus采用硬度更高的雙相鋼，內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)工況嚴酷雙相鋼,起抗腐蝕的作用。在粉煤劇烈沖刷的工況下,對閥門(mén)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(mén)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(guò)改進(jìn)基體材輕微泄漏,高壓氣體就會(huì )裹挾著(zhù)固體顆粒,以類(lèi)料是無(wú)法滿(mǎn)足要求的。Argus 通過(guò)表面處理技術(shù)似“噴砂”作用的過(guò)程高速沖刷閥體。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(wú)法承受這種間形成過(guò)渡層,使兩種材料有效融合,并避免硬沖刷作用,短時(shí)間內就會(huì )導致閥門(mén)遭到破壞。對化層的裂紋深入基體。于閥門(mén)來(lái)講,很難做到氣體的零泄漏,即使是VI為了避免細小顆粒侵人閥門(mén),造成閥門(mén)動(dòng)作級密封標準,也允許1min幾個(gè)氣泡的泄漏量,這失靈,設計有專(zhuān)門(mén)的防堵塞結構。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(guò)程中將沉積的灰渣、灰漿等端WHCNMHG沖洗掉,具有較強的自潔功能;其次是閥門(mén)背后有吹掃口,對閥門(mén)進(jìn)行定期反吹,避免顆粒在閥煤氣化儲料罐的升壓和降壓的時(shí)間較長(cháng),通第3期邱晉剛:特殊閥門(mén)在殼牌煤氣化中的應用53_常在20~ 30min左右，部分操作人員為了節省時(shí)統的溫度比較低，金屬材料對磨損的耐受性較間和加快進(jìn)度,常常干預程序的執行,在閥門(mén)兩好,即使是閥門(mén)密封元件被破壞掉,粉煤的沖刷側差壓很大，不能滿(mǎn)足閥門(mén)動(dòng)作要求的情況下，對于閥門(mén)造成的損害都比較輕,這在拆檢結果中強行打開(kāi)閥門(mén)。由于摩擦阻力極大,導致扭動(dòng)力也得到了證實(shí)。矩非常大,常常出現動(dòng)作不到位,頻繁的強行開(kāi)關(guān)3煤流量閥對閥門(mén)氣缸連接件等造成了很大破壞。并且從3.1 閥門(mén)特性設備角度來(lái)講,強行開(kāi)閥也會(huì )造成容器和管道的煤流量調節閥用來(lái)調節進(jìn)入氣化爐的粉煤巨大振動(dòng),對設備安全造成了- -定威脅。質(zhì)量流量。由于粉煤的硬度很高,經(jīng)過(guò)管線(xiàn)和閥針對這個(gè)問(wèn)題，我們除了對連接桿加粗,閥門(mén)時(shí)會(huì )產(chǎn)生強烈的沖刷研磨作用,常規金屬材料球連接溝加長(cháng)外,還要求操作人員樹(shù)立遵守規程幾天內就會(huì )被完全沖刷殆盡,只有使用碳化鎢材的意識,不能干預程序執行,閥門(mén)的動(dòng)作必須在質(zhì)才能夠適應這種工況。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(guò)膜頭、填料函以及高剛開(kāi)車(chē)以來(lái),我們對所有的特殊閥門(mén)均沒(méi)有設度316Ti閥桿實(shí)現準確定位，保證閥芯在閥座中置吹掃管線(xiàn),所以當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(mén)動(dòng)作阻力大。而當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(mén)動(dòng)作就又會(huì )恢復正常。所以關(guān)鍵還是要對閥動(dòng)受阻,使用高壓N2對其進(jìn)行連續吹掃。煤流量門(mén)設置吹掃裝置，尤其是煤粉或者飛灰的鎖斗調節閥簡(jiǎn)圖見(jiàn)圖1。閥，定期在閥門(mén)關(guān)閉時(shí)用氣體對其進(jìn)行吹掃,有利于閥門(mén)保持內部清潔,不發(fā)生卡滯的情況。目前己在U1500易出故障的閥門(mén)上,增設了吹掃系統,其實(shí)際效果有待觀(guān)察。(4)閥門(mén)動(dòng)作過(guò)快現場(chǎng)觀(guān)察,很多閥門(mén)的動(dòng)作時(shí)間都較短,甚至個(gè)別閥門(mén)的動(dòng)作時(shí)間在1.4s左右,確實(shí)對閥門(mén)的機械連接造成很大沖擊。另外對于閥門(mén)的密封面來(lái)講,也更容易受到擦傷。閥門(mén)動(dòng)作過(guò)快的原因有兩個(gè),首先是在開(kāi)車(chē)初期，為了閥門(mén)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(guò)大的扭動(dòng)力矩。針對這種情況,我們計劃在保證閥門(mén)動(dòng)作的基礎上,將閥門(mén)的氣源壓力盡量向下調整,以減小閥門(mén)扭矩;其次是由于部分閥門(mén)圖1煤流量 t調節閥簡(jiǎn)圄動(dòng)作時(shí)間較長(cháng),而且漏氣,將排氣節流孔進(jìn)行了調節閥的膜頭是倒置的，粉煤從上方進(jìn)入調擴大,造成很多閥門(mén)動(dòng)作時(shí)間過(guò)短。在改用原來(lái)節閥,經(jīng)過(guò)調節后以向下30°的角度流出,然后的節流元件后,動(dòng)作時(shí)間得以恢復。經(jīng)過(guò)弧形管線(xiàn)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,減少了對管線(xiàn)的沖刷。閥體嚴重破壞的情況主要出現在U1500系3.2出現的問(wèn)題統,這是由于飛灰溫度高達250多度,高溫下金中國煤化工乙次閥芯破碎損屬的強度、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和擠壓作用下容數十毫米深的溝槽,導致閥門(mén)報廢。而U1200系易碎裂而報廢。經(jīng)過(guò)拆檢發(fā)現給料罐的充氣錐破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節閥,在閥桿靠。只是閥門(mén)的密封性能也下降了,需要依靠前作用下將閥芯壓碎。針對這些情況，我們對工藝后的開(kāi)關(guān)閥來(lái)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(mén)特性中,避免對調節閥造成破壞。氧閥通過(guò)的是高速流動(dòng)的高溫純氧,遇到管另外還曾經(jīng)出現閥芯脫落的情況,外表看閥道或閥門(mén)中的粗糙部位、突起部分就會(huì )摩擦生門(mén)動(dòng)作正常,無(wú)論怎么樣調節其開(kāi)度,粉煤的速熱,使金屬材料發(fā)生氧化燃燒反應,造成毀滅性度和密度都保持不變,說(shuō)明粉煤調節閥失去了對的破壞。通常需要限制氧氣流速和溫度,并且要粉煤的調節作用。經(jīng)拆檢發(fā)現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(xiāo)釘損壞,導致閥芯不隨閥桿動(dòng)作,經(jīng)更換銷(xiāo)釘免摩擦生熱。而對于調節閥來(lái)講,其流道應盡量后恢復正常。簡(jiǎn)單,避免局部流速過(guò)快,通常使用直通式單座4煤三通閥粉煤管線(xiàn)進(jìn)入氣化爐之前,設置有一個(gè)三通氧氣工況下對材料的要求比較高，常用的閥,其結構見(jiàn)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、硬度和強度,是氧氣管道和閥門(mén)的最佳選擇。25由于接觸的介質(zhì)是純氧,所以閥門(mén)必須絕對↓禁油。閥門(mén)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(mén)清潔，使用圄2煤三通閥簡(jiǎn)圉CC1s對閥門(mén)的法蘭等處清洗脫脂,手套、工具等閥門(mén)由閥體和閥塞組成，閥塞上有一個(gè)人口也必須潔凈無(wú)油。和兩個(gè)出口。正常運行時(shí)使用直通出口(圖2a),5.2出現的問(wèn)題向氣化爐內輸送煤粉;系統開(kāi)停車(chē)時(shí)使用旁路出在開(kāi)車(chē)過(guò)程中,氧閥出現了很多問(wèn)題,導致口(圖2c),使煤粉返回到粉煤倉。由于開(kāi)啟和關(guān)無(wú)法使用。所以在國內購買(mǎi)了一批氧氣閥門(mén),以閉位置之間的角度為30°，所以啟閉時(shí)間很短，保證開(kāi)車(chē)的進(jìn)行。在實(shí)際應用中,出現了較多的對管線(xiàn)造成的流量擾動(dòng)非常低,可以保證開(kāi)停車(chē)泄漏問(wèn)題,后來(lái)根據檢查,發(fā)現其閥桿采用較軟過(guò)程的平穩性。的316L材質(zhì),導致閥球無(wú)法準確開(kāi)關(guān)到位,產(chǎn)生在實(shí)際使用中,經(jīng)常出現閥門(mén)卡滯、動(dòng)作不了泄漏。對此我們更換較硬的材料來(lái)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(mén)在出廠(chǎng)后,為了小，使用PTFE材料進(jìn)行潤滑。溫度較低時(shí)內襯防止閥球抱死,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(mén)的泄漏，后來(lái)我們要求不再松螺栓，成阻力大幅上升,導致了旋轉受阻。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,對閥體和管線(xiàn)進(jìn)行了保溫,使閥6結束語(yǔ)門(mén)內部的工作溫度>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;另外對粉煤的粒度、含水量都要嚴格控制,避和自動(dòng)化程度高。但是在使用過(guò)程中,仍然出現免粉煤侵人。哦驗證的基礎上,中國煤化工目前國內已經(jīng)有改進(jìn)的產(chǎn)品,在閥塞上增設進(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(mén)的活動(dòng)阻力,避免了閥塞動(dòng)作的不可(收稿日期:2009 -03- -16)