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目在全國各地的建設(shè)和開車,煤化工在國民經(jīng)濟中的地位也越來越突出。由于煤化工工藝的特殊性,在生產(chǎn)過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,在煤化工項目中起著至關(guān)重要的作用。筆者根據(jù)多年的實踐經(jīng)驗,對煤化工各個裝置區(qū)的各類關(guān)鍵控制閥進行闡述和剖析,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。目前已成功地開發(fā)出對煤種適應(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、德國克魯伯-考柏斯(Krupp-Koppers)的Prenflo工藝,美國德士古(Texaco)和Destec的水煤漿氣化工藝以及德國黑水泵的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)用場合 煤化工行業(yè)閥門控制介質(zhì)特點 一、鍋爐裝置區(qū) 煤化工項目的鍋爐給水壓力16Mpa,鍋爐出產(chǎn)的蒸汽基本為9.8Mpa、540℃,大部分用于拖動透平汽輪機,其余部分經(jīng)過多次減壓后供生產(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*。煤化工行業(yè)用閥現(xiàn)狀 上海申弘閥門有限公司主營閥門有:截止閥,電動截止閥,氣動截止閥,電動蝶閥,氣動蝶閥,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%。公司針對介質(zhì)壓力及煤粉流量大小設(shè)計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。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,強度*)如選用304,要求有1.5-2倍強度余量。執(zhí)行機構(gòu)可選用電動或氣動薄膜式執(zhí)行機構(gòu),考慮到控制安全的需要,要求事故狀態(tài)下閥門保持開度。 2、鍋爐給水泵zui小回流閥 鍋爐給水泵往往為10級以上的多級泵,進出口壓差極大,為了保證給水泵的安全運行,zui小回流閥是給水泵重要的安全控制附件。由于壓差高達16Mpa,溫度220℃,對閥本體和內(nèi)件沖蝕極大,控制難度也較大,加之價格較高。許多地方往往采用帶定位器的套筒控制閥代替,通過定位器控制難度大,往往伴隨著振動和沖蝕,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 這里重點介紹9.8Mpa減1.0Mpa的閥門,其他等級的減壓閥國內(nèi)基本可以滿足生產(chǎn)要求。對于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,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計算和制造的。但是閥桿和閥塞的連接還要避免通過銷釘和螺紋,是整體或焊接方式。注意的是,其他進口品牌,往往可能在閥門進口或出口增加整流或降噪孔板,其實也是起到減壓作用,但這種結(jié)構(gòu)帶來很大的問題,通常此種閥門基本通過焊接方式與管道連接,一旦孔板破損對于整個系統(tǒng)帶來的問題都是致命的,而且在低負荷下,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(機組的閥門單獨說明) 1、低溫閥門 目前低溫閥較為成熟,基本國內(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,特點是壓差大,動作速度快,放空量大(取決于氣化的設(shè)計負荷)。由于氧氣的特點,對于一般有色金屬。原則上線速度不超過25米/秒(與氧氣純度和壓力都有關(guān)系,這里取一個通常值)。所以對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)然主要是價格因素。同時Globe閥、套筒閥也有很好的使用效果。由于壓差較大,在閥門開啟與閉合時,需要執(zhí)行機構(gòu)輸出較大的力量,往往執(zhí)行機構(gòu)非常大,閥桿也很粗,動作時間較長。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: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。對閥門要求零泄漏,可單項密封。對于這樣大口徑管道,通常選用蝶閥,對于泄露的要求,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)動軸*偏離中心,類似一種機械人手臂式的結(jié)構(gòu)。動作時,閥板先沿介質(zhì)流向反方向移動,使閥板與閥座分開,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,不但對閥體的流道具有較大的沖蝕,對閥門的球體及閥座等動部件及密封面沖蝕和磨蝕更大,要求閥內(nèi)件必須經(jīng)過高技術(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,以達到除了硬度指數(shù)以外的其它指數(shù)達到要求,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,要求閥門除標準產(chǎn)品具有非常好的使用壽命和較高的密封等級外,更要考慮*嚴酷工況的設(shè)計和制造,檢測工藝。 閥門結(jié)構(gòu)特點 1)球閥為雙向金屬密封,密封等級滿足ANSI FCI 70-2 CLASS VI標準;
插板閥CB643 CB643氣動插板閥主要應(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)保工藝管線等場合使用。 閥門結(jié)構(gòu)特點 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??量蹋瑫r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,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重,當(dāng)然根據(jù)9大類閥門的特點,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、堆焊司太立合金進行硬化處理甚至噴涂碳化鎢。這里要強調(diào)幾點:1、閥門的軸承選擇上,盡量保證軸承密封效果,避免煤粉進入軸承對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、閥門安裝時應(yīng)對執(zhí)行機構(gòu)安裝支架或吊架避免執(zhí)行太重對閥桿及軸承的影響。這三點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軸承和閥桿及執(zhí)行機構(gòu)的影響,這里在密封上需要進行處理;2、盤閥,聽說有一定的使用業(yè)績,并且效果也不錯,但選擇需要選擇雙向密封,同樣需要考慮對閥桿及執(zhí)行機構(gòu)的密封的問題。 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,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、對于含毒性大或有強刺激的介質(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,開關(guān)次數(shù)多,目前只有少數(shù)幾家產(chǎn)品業(yè)績較好,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,根據(jù)工藝不同的要求和介質(zhì)的特點進行選擇,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,由于篇幅的問題不再一一敘述。與本文相關(guān)的產(chǎn)品有: 化工過濾器使用及維護 |