? ? ? ?在多噴嘴對置式水煤漿氣化裝置生產(chǎn)操作過(guò)程中,高壓灰水泵調節閥起著(zhù)重要作用,由于其處于高溫、高壓差、沖刷、腐蝕的工況下,因而對調節閥的性能要求十分苛刻,調節閥選型正確與否直接關(guān)系到氣化裝置能否穩定運行。

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? ? ? ?灰水泵渣水處理系統工藝流程

? ? ? ?來(lái)自氣化爐洗滌冷卻室、旋風(fēng)分離器及水洗塔底部的黑水經(jīng)減壓后送入蒸發(fā)熱水塔下部蒸發(fā)室進(jìn)行閃蒸,一部分水蒸發(fā)為蒸汽,連同少量溶解氣體一起進(jìn)入蒸發(fā)熱水塔上部熱水室。灰水泵來(lái)的低壓灰水、變換系統來(lái)的低溫變換冷凝液及脫氧槽來(lái)的脫氧水與閃蒸汽直接接觸,經(jīng)加熱后,流入高溫熱水罐,經(jīng)高溫熱水泵加壓后送入水洗塔中部。熱水室未冷凝的蒸汽經(jīng)換熱、冷凝、分離后,氣相送火炬放空,冷凝液進(jìn)入灰水槽或沉降槽。在蒸發(fā)熱水塔被濃縮的黑水經(jīng)液位調節閥調節后,依次送至低壓閃蒸罐和真空閃蒸罐進(jìn)一步濃縮。濃縮后的黑水送至沉降槽沉降,相對干凈的灰水溢流至灰水槽,部分返回系統重復利用,部分送至廢水處理站。

? ? ? ?高壓灰水泵調節閥損蝕原因分析

? ? ? ?高壓灰水調節閥運行工況及存在問(wèn)題經(jīng)閃蒸汽加熱后的熱水約為160℃,高壓灰水泵將高溫熱水由0.7MPa加壓至9.0MPa,經(jīng)高壓灰水調節閥調節后送至水洗塔。高壓灰水調節閥在正常運行時(shí)前后壓差約為2.4MPa。在開(kāi)停車(chē)過(guò)程中,該閥門(mén)存在全壓差工況,閥前閥后壓差最大可達到10.0MPa。在使用過(guò)程中曾多次出現閥芯脫落、因壓差過(guò)大無(wú)法調節等問(wèn)題,不得不通過(guò)旁路閥或前手閥進(jìn)行輔助控制,因此也帶來(lái)了旁路閥或前手閥沖刷磨損嚴重的問(wèn)題,嚴重時(shí)導致閥門(mén)報廢,大大增加了檢維修費用。

? ? ? ?損蝕原因分析：

? ? ? ?在閥門(mén)初期選型時(shí),由于沒(méi)有對此部分閥門(mén)使用細節進(jìn)行詳細分析,導致該閥門(mén)不能滿(mǎn)足特殊工況下的使用要求。該閥門(mén)設計閥前最大壓力為7.65MPa,遠遠低于特殊工況下10.0MPa的要求。由于氣缸扭矩過(guò)小,閥門(mén)在全壓差下無(wú)法打開(kāi)或調節。該閥門(mén)的設計壓差為0.9MPa,遠遠低于正常運行時(shí)的2.4MPa。由于閥門(mén)壓差增大,流體介質(zhì)混雜著(zhù)硬質(zhì)顆粒在節流口處高速流動(dòng),閥門(mén)的閥芯或閥座等表面易被沖出流線(xiàn)形的細槽,形成侵蝕。介質(zhì)在閥腔內的聚泡爆裂過(guò)程會(huì )釋放很大的能量,對閥體內部及節流元件等零件產(chǎn)生強大破壞,形成氣蝕。由于氣蝕現象存在使閥芯在運行過(guò)程中產(chǎn)生劇烈震動(dòng),容易導致閥桿斷裂、閥芯脫落。此外,高溫熱水中細灰還會(huì )漬到閥桿、閥芯等零件表面,容易形成結垢;而這種結垢附著(zhù)力極強,隨著(zhù)時(shí)間延長(cháng)其越積越厚,最終導致閥門(mén)卡塞,高壓灰水流量波動(dòng)較大,對高溫高壓灰水泵的運行產(chǎn)生安全隱患。

? ? ? ?雖然設計時(shí)該灰水調節閥的閥芯、閥座堆焊了斯鈦鎳硬質(zhì)合金,仍無(wú)法抗拒高壓差下產(chǎn)生的沖蝕破壞,短時(shí)間內即失去調節功能。針對此特殊工況,所用的高壓灰水調節閥應具備防堵塞、抗沖蝕、自動(dòng)清洗等功能;此外,還應具有抗高壓差的性能。

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? ? ? ?高壓灰水調節閥的改進(jìn)及使用

? ? ? ?針對氣缸扭矩不足的問(wèn)題,在因外部條件原因無(wú)法及時(shí)更換氣缸的條件下,對該閥門(mén)氣缸進(jìn)行了改造,將定位器由單輸出改為雙輸出,大幅度增加了氣缸扭矩,基本上解決了全壓差下閥門(mén)調節的問(wèn)題。

? ? ? ?原設計的單座閥雖然具有一定的抗壓差能力,但不具備防堵塞、自除垢功能,而且閥芯、閥座沖蝕和閥芯脫落的問(wèn)題無(wú)法解決,只能通過(guò)定期拆檢、更換閥芯維持運行。通過(guò)對業(yè)內同類(lèi)型裝置的高壓灰水調節閥的使用情況調研,并通過(guò)與閥門(mén)生產(chǎn)廠(chǎng)家進(jìn)行技術(shù)交流,確定了將單座閥改為耐沖蝕型偏心旋轉閥的技改方案。改造前、后閥門(mén)結構分別見(jiàn)圖1和圖2。

? ? ? ?偏心旋轉閥的優(yōu)勢在于全通徑,偏心旋轉閥在調節流量時(shí)基本不改變流量流向,較之單座閥在耐沖刷方面有著(zhù)良好的特性;應用在含有渣水的固流體介質(zhì)時(shí),較之單座閥有著(zhù)良好的防卡阻性能。偏心旋轉閥的閥體近似一個(gè)圓筒,從進(jìn)口到出口沒(méi)有死角,暢通無(wú)阻,煤灰無(wú)法在閥體內淤積。閥門(mén)開(kāi)關(guān)時(shí)能夠先脫離密封面,再旋轉動(dòng)作,開(kāi)關(guān)扭力小;通過(guò)偏心設計,在關(guān)閉時(shí),閥芯與閥座有更強的結合力;閥芯作旋轉運動(dòng),當閥芯即將關(guān)閉時(shí),閥芯與閥座的密封面發(fā)生相對磨擦,能自動(dòng)磨去結垢,有自清洗功能。另外,在閥體內表面、閥芯和閥座表面燒結或鑲嵌硬質(zhì)材料,可有效抵抗灰水的沖蝕。

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