水煤漿氣化工藝中的特殊控制閥

2013-07-20 朱海祥 河南心連心化肥有限公司

  依據(jù)水煤漿氣化工藝的特點及要求,綜合實際的使用狀況,重點闡述了氣化工藝中重要閥門的選擇原則,為設計同類裝置的工藝和儀表選型提供了重要依據(jù)。本文介紹了氣化爐鎖渣閥,氧氣調(diào)節(jié)閥和切斷閥,煤漿灰水控制閥,合成氣蝶閥。

  煤氣化是煤炭清潔高效轉(zhuǎn)化的核心技術,是生產(chǎn)甲醇、化肥及發(fā)展煤基液體燃料合成、制氫等過程工業(yè)的基礎。近年來,德士古殼牌煤氣化在中國廣泛使用,尤其是德士古水煤漿加壓氣化技術,是在美國德士古石油公司重油氣化的基礎上,國家的生產(chǎn)廠家和科研院所在后工業(yè)生產(chǎn)的基礎上逐步改善,煤氣化技術在20世紀80年代成為第二代的代表。

  氣化裝置是一個典型的化學反應,氧氣和煤炭是主要原料。主要設備是氣化爐,氣化裝置的正常生產(chǎn)和安全運行是關鍵儀表的重要選擇。氣化裝置、進水閥的投資占20%的設備成本。氣化裝置運行的好壞,閥門起著關鍵的作用。主閥特種閥門氣化裝置有氣化爐鎖渣閥,氧閥調(diào)節(jié)閥,氧氣切斷閥,煤漿控制閥,合成氣入口三偏心蝶閥,下面簡單介紹下這些閥門。

1、工藝流程

  氣化爐內(nèi)煤、蒸汽部分產(chǎn)生氧化反應,制造原料氣,原料氣通過冷激、洗滌之后將炭黑除去運送至變化程序。氣化產(chǎn)生的炭黑水被回收,大部分的灰水能夠再次循環(huán)使用,一小部分經(jīng)過污水處理之后送至生化池進行處理。

2、氣化爐鎖渣閥

  鎖渣閥、是最重要的氣化廠的閥門。每個氣化爐鎖渣閥管道連接到氣化爐渣缺口和鎖渣罐2部鎖渣罐放電口1臺。每一個沖洗閥是氣化爐的一面。鎖渣閥,參加造渣過程控制,應受到高高溫、高壓和火山灰直接磨損切換頻繁,需要壓力差的情況下,雙向緊閥的結(jié)構(gòu)和材料上的印章需求較高。為了節(jié)約能源,而且還設置黑水循環(huán)系統(tǒng)條件鎖渣閥。然而由于數(shù)量少的交換和差壓力變化小,鎖渣硬化閥需嚴格要求。

  閥門應具備排渣順利的設計,保證105循環(huán)。閥門要求是在正反兩方向密封,下游的壓力位于大氣壓下的最低壓力差。在排渣過程中,上鎖渣閥門應能夠承受閥后產(chǎn)生的壓力變化。閥門采用鎖渣高溫結(jié)構(gòu),閥體與內(nèi)件體具有保護作用的金屬涂層應充分考慮在沖擊、腐蝕和磨蝕的狀況下具有很好的可用性。對于鍛造和鑄造的加工閥體,處于操作狀態(tài)下,碳鋼閥體和閥蓋具有一定的腐蝕裕度。

3、氧氣調(diào)節(jié)閥和切斷閥

  煤炭氣化廠氧氣管道閥門,包括氧氣總管流量控制閥,每個氣化爐氧氣支管流量控制閥,氧氣聯(lián)鎖雙切斷閥,支管的氧氣放空閥和氧氣排氣管道閥門,這些閥門被氧氣管道安裝。此外,高壓氮氣吹掃閥,高壓氮氣緩沖閥,氮吹閥擊中心管道和氧氣管閥連接。水煤漿管道和氧氣管道氮氣吹掃閥相連。氧氣切斷閥和高壓氮氣切斷閥受到氣化爐安全聯(lián)鎖系統(tǒng)的控制,開啟或關閉有關的截止閥需在車上操作。車輛出現(xiàn)停止故障時,將自動切斷進入氣化爐氧氣管道及清空,然后利用高壓氮氣吹掃對氧氣管道保護。

4、煤漿灰水控制閥

  水煤漿位于閥芯和閥座環(huán)口,形成了高流速之間的液體和固體粉末混合體。煤漿閥口具有一個非常高的流量,煤漿有一定的硬度,因此其侵蝕破壞力強大,煤漿會淤積,堵塞閥腔,所以需要打開閥門流道清除死角。保證精細水煤漿,它可以滲透到閥芯導向間隙可能會導致閥門卡住。煤漿在閥座的密封面形成污垢的附著粘結(jié)被完全關閉時,對閥的泄漏率產(chǎn)生影響,因此他們要求控制閥可以自動清除這些污垢。煤漿灰水閥門,有三個具體要求:耐侵蝕,防堵塞,自潔;宜畮缀跏菬o腐蝕,閥體,閥蓋碳鋼,閥門,閥座和其他基質(zhì)材料,奧氏體不銹鋼,硬質(zhì)合金可熱敷面層抗侵蝕;灰色的水形成的污垢,粘連少比焦炭層,所以不要與大扭矩執(zhí)行機構(gòu)。

  這項技術的特點,需要大量的結(jié)構(gòu)型式,角度控制閥能夠滿足要求,導向結(jié)構(gòu)的頂部單座角控制閥芯,閥芯的把手和導套之間有一定差距,雖然它是梁頂部的主流,但黑色的水滲透到導向的間隙中,一旦停車焦化形成了薄膜層,產(chǎn)生很強的附著力,經(jīng)常重新啟動閥芯能夠防止干擾,消除閥芯結(jié)構(gòu)為導向的結(jié)構(gòu),并通過逃生槽鏟除焦粉,這種控制闕還具有自我清潔能力。消除焦化需要很多的推力,往往大于大口徑的氣動活塞式執(zhí)行機構(gòu),推力遠遠超過標準普爾通過氣動薄膜執(zhí)行機構(gòu),需要將幾個串聯(lián)使用的活塞執(zhí)行機構(gòu)串聯(lián)使用。

5、合成氣三偏心蝶閥

  氣化爐出口合成氣流量,具有行動快,高泄漏率的要求,所以使用流量控制蝶閥。蝶閥的特點是氣動執(zhí)行器的扭矩大,表面呈陽極氧化處理,以及機架和小齒輪結(jié)構(gòu),正常使用壽命可達1百萬次。閥體,閥板,閥軸同心結(jié)構(gòu)設計,100%雙向氣體Ⅵ級密封,支架結(jié)構(gòu)緊湊,重量輕,體積小。無需連接,維護簡單,沒有靠背設計,以確保安裝后的閥門的扭矩不增加。光盤的進口高性能噴涂板,使板能夠平均磨損,具有壽命長、優(yōu)異的流動特性。

  與選擇三偏心蝶閥的經(jīng)驗相結(jié)合,三偏心蝶閥的結(jié)構(gòu)特點使光盤在體內(nèi)的圓柱軸錐軸偏轉(zhuǎn)的雙偏心密封面干軸處于偏心位置,第三偏心密封后斷面不再是圓的,而是橢圓形,形狀的密封面和中心線不對稱,一邊傾斜,另一邊是平行于身體中心線。第三次偏心的特點從根本上改變了密封構(gòu)造使其不再是一個密封的位置,而是扭力密封,即不是依靠彈性變形的座位,但卻完全與閥座接觸面密封,因此,一舉解決了金屬閥座泄漏這個問題,使接觸面的壓力和介質(zhì)壓力成正比,高壓高溫也迎刃而解。

6、結(jié)束語

  要充分實現(xiàn)水煤漿氣化生產(chǎn)的自動化,在設計中,不僅要選擇科學的控制方案,也要選擇正確的運行方式?刂葡到y(tǒng)中現(xiàn)場儀表是不可或缺的一部分。實踐證明,本文提到的這些閥門能夠應對較高的循環(huán)頻率和次數(shù),符合嚴格的金屬密封等級要求,能夠為氣化氣化裝置的正常運行提供可靠的保證。