上海申弘閥門有限公司
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煤化工調(diào)節(jié)閥選用 |
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煤化工調(diào)節(jié)閥選用 上海申弘閥門有限公司 之前介紹化工截止閥在三門峽化工機(jī)械應(yīng)用，現(xiàn)在介紹煤化工調(diào)節(jié)閥選用隨著煤化工項(xiàng)目在全國(guó)各地的建設(shè)和開(kāi)車，煤化工在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位也越來(lái)越突出。由于煤化工工藝的特殊性，在生產(chǎn)過(guò)程中所使用的各類控制閥關(guān)乎著生產(chǎn)的平穩(wěn)和安全，在煤化工項(xiàng)目中起著至關(guān)重要的作用。筆者根據(jù)多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)煤化工各個(gè)裝置區(qū)的各類關(guān)鍵控制閥進(jìn)行闡述和剖析，以供大家交流借鑒。煤化工是以煤為原料，經(jīng)過(guò)化學(xué)加工，使煤轉(zhuǎn)化為氣體、液體、固體燃料以及化學(xué)品，并生產(chǎn)出各種化工產(chǎn)品的工業(yè)。煤化工包括煤的一次化學(xué)加工、二次化學(xué)加工和深度化學(xué)加工，煤的焦化、氣化、液化，煤的合成氣化工、焦油化工和電石乙炔化工等等。根據(jù)生產(chǎn)工藝與產(chǎn)品的不同主要分為煤焦化、煤電石、煤氣化和煤液化4條主要生產(chǎn)鏈。其中，煤焦化、煤電石、煤氣化中的合成氨等屬于傳統(tǒng)煤化工，而煤氣化制醇醚燃料，煤液化、煤氣化制烯烴等則屬于現(xiàn)代新型煤化工領(lǐng)域。目前已成功地開(kāi)發(fā)出對(duì)煤種適應(yīng)性廣、氣化壓力高、生產(chǎn)能力大、氣化效率高、污染少的新一代煤氣化工藝，主要有荷蘭殼牌（Shell）的粉煤氣化工藝、德國(guó)克魯伯-考柏斯（Krupp-Koppers）的Prenflo工藝，美國(guó)德士古（Texaco）和Destec的水煤漿氣化工藝以及德國(guó)黑水泵的GSP工藝等。 煤化工調(diào)節(jié)閥選用煤化工現(xiàn)階段的主要產(chǎn)業(yè)鏈 煤化工工藝分類 煤化工閥門應(yīng)用場(chǎng)合 煤化工行業(yè)閥門控制介質(zhì)特點(diǎn) 一、鍋爐裝置區(qū) 煤化工項(xiàng)目的鍋爐給水壓力16Mpa，鍋爐出產(chǎn)的蒸汽基本為9.8Mpa、540℃，大部分用于拖動(dòng)透平汽輪機(jī)，其余部分經(jīng)過(guò)多次減壓后供生產(chǎn)使用。所以鍋爐裝置區(qū)，給水控制閥和蒸汽減壓閥非常重要，而且造價(jià)*。煤化工行業(yè)用閥現(xiàn)狀 上海申弘閥門有限公司主營(yíng)閥門有：截止閥,電動(dòng)截止閥,氣動(dòng)截止閥,電動(dòng)蝶閥,氣動(dòng)蝶閥,殼牌及GSP氣化工藝粉煤氣化爐用煤粉輸送閥是氣化爐前進(jìn)料送料關(guān)鍵設(shè)備之一。流體為氣固兩相系統(tǒng)，固相濃度較高，采用普通閥門易引起流動(dòng)不穩(wěn)定或堵塞現(xiàn)象，高濃度輸送（40-400kg/h）固體粉料采用氣力輸送，流量操作范圍在50%-120%。公司針對(duì)介質(zhì)壓力及煤粉流量大小設(shè)計(jì)有大彎徑單座式角閥及側(cè)通徑波紋管密封輸送角閥，供不同工況條件的選擇。
1、鍋爐給水閥 用于的控制汽包液位，給水壓力高（16Mpa）溫度高（220℃），對(duì)閥體及其內(nèi)件沖刷極大，閥門選型不當(dāng)極易產(chǎn)生振動(dòng)。閥芯結(jié)構(gòu)可用籠式套筒。閥芯與閥桿連接形式要求焊接，不采用螺紋、銷釘和螺栓被帽的形式，避免在高壓沖蝕下閥桿與閥芯脫落。閥門本體材質(zhì)通常為WC6或CF8M，閥內(nèi)件材質(zhì)304或316，閥桿材質(zhì)可選304、17-4PH（馬氏體不銹鋼，強(qiáng)度*）如選用304，要求有1.5-2倍強(qiáng)度余量。執(zhí)行機(jī)構(gòu)可選用電動(dòng)或氣動(dòng)薄膜式執(zhí)行機(jī)構(gòu)，考慮到控制安全的需要，要求事故狀態(tài)下閥門保持開(kāi)度。 2、鍋爐給水泵zui小回流閥 鍋爐給水泵往往為10級(jí)以上的多級(jí)泵，進(jìn)出口壓差極大，為了保證給水泵的安全運(yùn)行，zui小回流閥是給水泵重要的安全控制附件。由于壓差高達(dá)16Mpa，溫度220℃，對(duì)閥本體和內(nèi)件沖蝕極大，控制難度也較大，加之價(jià)格較高。許多地方往往采用帶定位器的套筒控制閥代替，通過(guò)定位器控制難度大，往往伴隨著振動(dòng)和沖蝕，使用壽命較短。真正的zui小回流閥為自力式閥門，閥芯須經(jīng)噴涂碳化鎢處理，閥芯和閥體可堆焊司太立合金。 3、蒸汽減壓閥 這里重點(diǎn)介紹9.8Mpa減1.0Mpa的閥門，其他等級(jí)的減壓閥國(guó)內(nèi)基本可以滿足生產(chǎn)要求。對(duì)于9.8Mpa減1.0Mpa的閥門目前世界范圍內(nèi)*還是CCI迷宮式套筒減壓閥，雖然多數(shù)廠家也可制造生產(chǎn)此種閥門而且有一定的使用業(yè)績(jī)，但是關(guān)鍵核心技術(shù)還在套筒的結(jié)構(gòu)和制造工業(yè)。CCI采用的迷宮式減壓套筒，此部件目前還是CCI計(jì)算和制造的。但是閥桿和閥塞的連接還要避免通過(guò)銷釘和螺紋，是整體或焊接方式。注意的是，其他進(jìn)口品牌，往往可能在閥門進(jìn)口或出口增加整流或降噪孔板，其實(shí)也是起到減壓作用，但這種結(jié)構(gòu)帶來(lái)很大的問(wèn)題，通常此種閥門基本通過(guò)焊接方式與管道連接，一旦孔板破損對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)帶來(lái)的問(wèn)題都是致命的，而且在低負(fù)荷下，孔板的減壓降噪效果下降極快，基本起不到正常作用。這也是使用選型中需要注意的。 空分裝置區(qū) 空分裝置區(qū)基本為低溫閥、氧閥和分子篩再生閥門（機(jī)組的閥門單獨(dú)說(shuō)明） 1、低溫閥門 目前低溫閥較為成熟，基本國(guó)內(nèi)外均可制造，如福斯、Fisher、山武、koso等，此種閥門填料和閥桿加長(zhǎng)處理。閥體及閥內(nèi)件材料以316為主。 2、氧氣放空閥 作為空分裝置氧氣超壓后緊急放空，特點(diǎn)是壓差大，動(dòng)作速度快，放空量大（取決于氣化的設(shè)計(jì)負(fù)荷）。由于氧氣的特點(diǎn)，對(duì)于一般有色金屬。原則上線速度不超過(guò)25米/秒（與氧氣純度和壓力都有關(guān)系，這里取一個(gè)通常值）。所以對(duì)于高壓差下的氧氣放空閥，材質(zhì)一般選擇Inconel625或Menel500以上。由于閥體及內(nèi)件均采用此種特材，成本非常高。閥門類型可以為：Globe閥、套筒閥和球閥，通常不采用球閥（除了用于切斷作用的閥門）當(dāng)然主要是價(jià)格因素。同時(shí)Globe閥、套筒閥也有很好的使用效果。由于壓差較大，在閥門開(kāi)啟與閉合時(shí)，需要執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出較大的力量，往往執(zhí)行機(jī)構(gòu)非常大，閥桿也很粗，動(dòng)作時(shí)間較長(zhǎng)。這里介紹一種平衡式閥芯，可以克服大壓差下閥門控制。
3、分子篩純化系統(tǒng)用的三桿閥 根據(jù)分子篩再生的工藝特點(diǎn)：管道通常較粗（一般直徑在900mm以上。大的到1500mm），再生頻次高，介質(zhì)較為清潔、壓力和溫度適中。對(duì)閥門要求零泄漏，可單項(xiàng)密封。對(duì)于這樣大口徑管道，通常選用蝶閥，對(duì)于泄露的要求，可選用三偏心蝶閥。三桿閥就是一種特殊三偏心形式的蝶閥，轉(zhuǎn)動(dòng)軸*偏離中心，類似一種機(jī)械人手臂式的結(jié)構(gòu)。動(dòng)作時(shí)，閥板先沿介質(zhì)流向反方向移動(dòng)，使閥板與閥座分開(kāi)，然后翻轉(zhuǎn)閥板，克服了閥板與閥座的摩擦。典型的閥門是歐賓諾斯的三桿閥，閥門具有防火功能，高溫下，閥座軟密封破壞后，其閥座與閥板形成第二道密封，保證氣體不泄露。概述
煤化工瑣渣、鎖斗閥及沖洗水閥的介質(zhì)為含用固態(tài)礦渣和灰分的高溫渣水，不但對(duì)閥體的流道具有較大的沖蝕，對(duì)閥門的球體及閥座等動(dòng)部件及密封面沖蝕和磨蝕更大，要求閥內(nèi)件必須經(jīng)過(guò)高技術(shù)的硬化處理使閥門具有較高的耐磨性能。產(chǎn)品除了考慮硬化材質(zhì)硬度外，更重要的考慮到硬化工藝，以達(dá)到除了硬度指數(shù)以外的其它指數(shù)達(dá)到要求，如：厚度、與基材結(jié)合力度、在溫度驟變工況的硬度值及結(jié)合力、局部超大壓力因素、局部大顆粒因素。由于集渣和排渣的周期為30分鐘，因此在正常生產(chǎn)中該閥的開(kāi)關(guān)次數(shù)頻繁，高壓到低壓，高溫到低溫的交替變化較大，要求閥門除標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品具有非常好的使用壽命和較高的密封等級(jí)外，更要考慮*嚴(yán)酷工況的設(shè)計(jì)和制造，檢測(cè)工藝。 閥門結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 1）球閥為雙向金屬密封，密封等級(jí)滿足ANSI FCI 70-2 CLASS VI標(biāo)準(zhǔn)；
插板閥CB643 CB643氣動(dòng)插板閥主要應(yīng)用于煤化工煤粉原料的氣體輸送和反應(yīng)尾氣的回收工藝管線上，同時(shí)也可應(yīng)用于其他泄露要求不高的顆粒狀物料傳送、環(huán)保工藝管線等場(chǎng)合使用。 閥門結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 三、氣化裝置 氣化裝置zui為復(fù)雜，也是煤化工的核心裝置，此裝置使用的閥門種類繁多而且要求非?？量?，同時(shí)又與氣化爐的形式有很大關(guān)系。目前氣化爐有德士古、GSP及四噴嘴水煤漿爐。 1、煤漿及煤粉系統(tǒng) 煤漿做原料的控制系統(tǒng)，煤漿作為輸送和流量調(diào)節(jié)設(shè)備，閥門起到控制煤漿的循環(huán)和切斷。根據(jù)煤漿的特點(diǎn)，為球閥，雙向硬密封固定球，內(nèi)件可選316及以上材質(zhì)，可做滲氮及堆焊司太立合金進(jìn)行硬化處理； 煤粉做原料的控制系統(tǒng)較為復(fù)雜，而且由于煤粉產(chǎn)生的磨損效果較為嚴(yán)重，當(dāng)然根據(jù)9大類閥門的特點(diǎn)，球閥依然是，雙向硬密封固定球，內(nèi)件可選316及以上材質(zhì)，可做滲氮、堆焊司太立合金進(jìn)行硬化處理甚至噴涂碳化鎢。這里要強(qiáng)調(diào)幾點(diǎn)：1、閥門的軸承選擇上，盡量保證軸承密封效果，避免煤粉進(jìn)入軸承對(duì)其造成磨損加速閥門損壞2、閥座蝶型彈簧材質(zhì)上的選擇，建議選擇高速鋼如：SKH-23；3、閥門安裝時(shí)應(yīng)對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)安裝支架或吊架避免執(zhí)行太重對(duì)閥桿及軸承的影響。這三點(diǎn)注意同樣適用于氣化鎖渣閥，而且選型情況與鎖渣閥基本一樣。這里推薦兩種閥型供參考，可能效果會(huì)更好。1、軌道球閥，也就是所謂彈性球球閥。需要注意的就是軌道球閥需要考慮物料對(duì)軸承和閥桿及執(zhí)行機(jī)構(gòu)的影響，這里在密封上需要進(jìn)行處理；2、盤閥，聽(tīng)說(shuō)有一定的使用業(yè)績(jī)，并且效果也不錯(cuò)，但選擇需要選擇雙向密封，同樣需要考慮對(duì)閥桿及執(zhí)行機(jī)構(gòu)的密封的問(wèn)題。 2、鎖渣閥 與上面煤粉系統(tǒng)選擇的球閥一致，不再重復(fù)。 四、合成及后續(xù)其他裝置 甲醇合成及后續(xù)其他裝置閥門選型基本遵循了閥門選用的基本要求，根據(jù)工藝的特點(diǎn)，需要注意和關(guān)注的1、溫度，低溫閥門材料選型注意使用304L或316L；2、腐蝕介質(zhì)如含硫化氫的，除316L外可高選317L或雙相鋼材質(zhì)；3、對(duì)于含毒性大或有強(qiáng)刺激的介質(zhì)可選用波紋管密封型式；4、氣體法生產(chǎn)聚丙烯，需要高頻閥門，開(kāi)關(guān)次數(shù)多，目前只有少數(shù)幾家產(chǎn)品業(yè)績(jī)較好，選型中需要注意。 綜述，目前閥門基本分為九大類：1、單座閥2、雙座閥3、角閥4、隔膜閥5、球閥6、蝶閥7、套筒閥8、偏心旋轉(zhuǎn)閥9三通閥。根據(jù)閥門自身的特點(diǎn)，根據(jù)工藝不同的要求和介質(zhì)的特點(diǎn)進(jìn)行選擇，優(yōu)化。當(dāng)然還有許多閥門屬于從九大類中衍生出來(lái)的，如插板閥和盤閥屬于蝶閥類，旋塞閥屬于球閥類，換向閥屬于三通閥門類等。在閥門選型上，除了注意閥門的類型和材料外，閥門附件同樣非常重要，執(zhí)行機(jī)構(gòu)、定位器和空氣減壓原件、閥位反饋原件等，由于篇幅的問(wèn)題不再一一敘述。與本文相關(guān)的產(chǎn)品有： 化工過(guò)濾器使用及維護(hù) |
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