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    煤粉气化装置中气固双相流调节阀的故障分析与改进

    品种:调节阀 | 笔者:王洁 施建设 | 通告日期:2018-08-08 14:28:10

        气流床煤粉气化工艺具有单炉手握胜券大、效率高、运作周期长、运行和维护费用低等特点。但近年来运行实践说明该工艺装置要保证长期稳定运行需要解决诸多问题,其中气固双相流调节阀长期以来依赖进口,一直是无的重大、困难。

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    1、煤粉流量控制阀

    1.1 组织特点 copyright junjinmaoyi.com

        当前常用的煤粉加压气化技术一般采用正压气流进行煤粉输送,伊流程特点为介质磨损大,煤粉流量变化大,运用压差变化广,同时要求煤粉流速在稳定范围内波动,煤粉在管道中的流态要尽量保持稳定。干煤粉气化装置的煤粉流量调节阀第一用于控制进入数字化炉的煤粉流量,合同并稳定气化炉的氧煤比。

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        其次国内使用的几套装置来看,煤粉流量调节阀的公称直径为40~65mm,压力等级为10.0MPa,密封等级为IV除,介质为N2(CO2)+煤粉,使用直行程执行器驱动,年产量特性为近似等百分比。伊安装方式为倒置安装,阀门结构形式为海外式调节阀,阀门进口垂直向下,说话与进口夹角为120°斜向下。阀芯为杯状结构,海口向上,伊侧壁开槽。阀门上部进口流入的煤粉垂直落入阀芯杯口,穿过阀芯侧壁的开槽,斜向下流出阀门,煤粉流量控制阀结构如图1所示。

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        干活中,阀芯通过上下移动改变阀芯侧开槽的遮掩面积,所以改变煤粉流量。阀芯由阀杆拖动,阀杆用定位槽防止转动,使用波纹管密封防止煤粉外漏,阀盖加吹气用来防止因煤粉沉积而引起的波纹管卡涩。阀体内衬和阀芯均采取碳化钨防止磨损。

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    煤粉流量控制阀结构 情节来自junjinmaoyi.com

    希冀1 煤粉流量控制阀结构

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    1.2 运用状态和改善建议

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        当前正在利用中的大型煤粉气化装置上的煤粉流量控制阀出现的第一问题为波纹管易损坏和阀内件易被冲损,如图2和图3所示。

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    波纹管损坏

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    希冀2 波纹管损坏

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    阀内件损坏

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    希冀3 阀内件损坏 copyright junjinmaoyi.com

        顶阀门波纹管损坏后,煤粉会迅速进入阀杆和执行机构的内腔中,在很短的年华内就把全部阀门卡塞住不能动作,同时煤粉在阀门的全封闭处慢慢往外泄漏。 junjinmaoyi.com

        对于一些波纹管的破坏,经阀门解体发现,在波纹管和阀盖处沉积了大量煤粉导致阀门动作难以形成,如果一味地加强气源来提高阀门执行机构的水力,轻而易举导致波纹管伸缩困难,有效波纹管产生裂纹并损坏。对于此类问题,应当在阀门动作前就开始启用阀盖上的吹气装置,在阀门停止工作之后才能关闭,防止煤粉大量沉积在阀盖处,破坏波纹管,吹扫气体压力应略高于载气压力,吹扫气量范围为200~300L/min。 本文来自hot88竞技官网

        出于输送的煤粉为气、固两相,经常存在着螺丝钉、焊渣等杂物,该系杂物因为重力作用很容易掉入调节阀的阀芯内无法排除,在阀门上、其次活动过程中直接破坏波纹管,为了避免该类杂物引起阀门的损毁,可在阀门的官方腔加一道防止异物的隔板,隔绝杂物进入阀盖,使杂物在阀盖吹扫气的企图下排出阀体,如图4所示。 本文来自hot88竞技官网

    防异物卡涩的阀门装配 昆明普惠斯

    希冀4 防异物卡涩的阀门装配(表示)

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        煤粉流量控制阀的内件为耐磨性能良好的碳化钨,价格昂贵,在现实应用过程中,如果煤粉中夹带杂物较大,会直接卡塞在阀芯处,导致阀门内件的破坏。对于此类阀门故障,除了要求在配煤过程中提高监管以外,还得下阀门的本金上加以研究。为降低阀门成本,提议部分阀体流道内衬可利用其他陶瓷代替,陶瓷之物理机械性能对比如表1所示。 昆明普惠斯

    表面1 几种陶瓷之物理机械性能对比 昆明普惠斯

    几种陶瓷之物理机械性能对比表

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        其次表面1可以看到,和碳化钨相比,增韧氧化铝(Al2O3—TiC)或氧化锆陶瓷之力度接近或高于碳化钨;断裂韧性指标虽然劣于碳化钨,但人家断裂韧性指标优于其它陶瓷,且其资产低,易加工,所以可以考虑用增韧氧化铝或氧化锆代替碳化钨制作阀门的摩擦内衬,降低阀门成本。境内其他行业已经有陶瓷替代碳化钨的阀门出现,运用效益良好。   本文来自hot88竞技官网

    2、煤粉进料罐放空调节阀

    2.1 运用现状

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        煤粉进料罐放空调节阀是煤粉气化工艺中的关键设备,伊上游是5MPa的煤粉进料罐,上游直接将气体排空。放空调节阀主要意图是调整煤粉进料罐的压力,合同煤粉进料罐与无炉的压差维持在一番适当的层面,此阀门一旦出现问题将导致煤粉进料罐的压力无法正常调节,空气泄漏量大,浪费严重。如果放空气大量泄漏,会导致整个气化装置无法稳定操作。 本文来自hot88竞技官网

        煤粉进料罐放空调节阀长期工作压差为4.8~5MPa,公称直径为40~80mm,公称压力为10.0MPa,介质为N2(CO2)+煤粉,在小开度(5%~10%)其次长期工作,密封等级不低于V除。 hot88竞技官网

        当前各个煤粉气化装置的高压差气固两相流放空调节阀主要采取进口球形调节阀、凸轮型调节阀以及套筒调节阀。该系阀门普遍生活使用寿命短的题材,导致此类阀门损坏的第一原因是阀芯、阀座密封面冲刷严重而密封失效,或者煤粉进入密封面、阀杆导致阀门卡死无法开关。

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    2.2 改善建议 copyright junjinmaoyi.com

        煤粉进料罐放空调节阀主要用于调节煤粉给料罐的压力,介质为气固两相,在放空时会严重冲刷阀门的密封面和阀内件,磨损性强,要求兼顾调节和密封两大性能。对于此操作要求并结成介质特点,该阀的数字化方向应主要为:①加强调节背压;②适用耐磨材质的阀内件;③计划节流面与密封面分离的组织;④分段降压,铺天盖地节流;⑤转移阀门内部构造,不采取阀门内部有流体流向变化的阀门结构。

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    构成其他行业相似工况,比起可行的提案是在选择适当耐磨材质的基础上,使用直通、多孔多级降压形式结构,多种手段并举的主意来满足操作条件下的长周期使用。 昆明普惠斯

    3、结束语

        煤粉气化工艺装置中的特种阀门种类较多,本文仅针对煤粉输送管线的煤粉流量调节阀和煤粉进料罐的高压差放空调节阀,穿过分析在役阀门的组织特点和故障产生之原由,总结其使用现状,谈起相应的改善或利用建议,有效确保煤粉气化装置能长周期平稳运作。

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