隨著GSP氣化爐的工業(yè)化應(yīng)用，激冷水流量調(diào)節(jié)閥磨損問題成為影響GSP氣化爐長周期運行的一個焦點問題，本文從GSP氣化爐激冷水流量調(diào)節(jié)閥應(yīng)用工況、各種結(jié)構(gòu)材質(zhì)的激冷水流量調(diào)節(jié)閥應(yīng)用情況來分析研究GSP氣化爐激冷水調(diào)節(jié)閥的選型及應(yīng)用。

　　某化工廠GSP氣化爐在開車過程中發(fā)生激冷水流量調(diào)節(jié)閥短時間內(nèi)沖刷磨損問題，嚴重時激冷水流量調(diào)節(jié)閥上線運行不到3天，就出現(xiàn)閥芯磨損情況，導致激冷水流量調(diào)節(jié)閥無法正常調(diào)節(jié)，氣化爐被迫停車。筆者通過對GSP氣化爐激冷水流量調(diào)節(jié)閥沖刷、磨損原因進行分析，對激冷水中固體顆粒物含量較大的工況下，激冷水流量調(diào)節(jié)閥的幾種改型應(yīng)用進行比較分析。

1、工藝簡介

　　GSP氣化技術(shù)為干煤粉加壓氣化技術(shù)，來自磨煤干燥裝置的干煤粉經(jīng)過鎖斗加壓和煤粉給料倉密相流輸送到氣化爐頂部的煤燒嘴;煤在氣化爐反應(yīng)室氣化為粗煤氣和液態(tài)灰渣，氣化產(chǎn)物直接向下進入氣化爐激冷室，灰渣激冷固化后通過渣鎖斗排出，粗煤氣激冷飽和后進入文丘里洗滌系統(tǒng)進一步洗滌細灰;洗滌后的煤氣去下游變換裝置;氣化形成的灰水經(jīng)閃蒸后，進黑水系統(tǒng)沉淀分離細灰，閃蒸氣冷卻后，去焚燒爐;氣化廢水經(jīng)廢水汽提后，去污水處理廠，酸氣去硫磺回收裝置。煤粉加壓輸送、煤氣化、排渣、洗滌等四個工序集中布置在氣化區(qū)域，黑水閃蒸、黑水處理、廢水汽提等系統(tǒng)布置在黑水區(qū)域。

　　GSP氣化爐激冷水系統(tǒng)主要為氣化爐激冷室提供循環(huán)激冷水，通過激冷水流量調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)到激冷室的水流量而控制激冷室溫度，若激冷水流量調(diào)節(jié)閥無法正常調(diào)節(jié)則影響氣化爐結(jié)渣效果甚至燒毀激冷室。(如圖1)

圖1 GSP氣化爐工藝示意簡圖

2、GSP氣化爐激冷水流量調(diào)節(jié)閥沖刷、磨損原因分析

　　GSP氣化爐激冷水流量調(diào)節(jié)閥沖刷、磨損的直接原因為激冷水中含有大量顆粒物質(zhì)，激冷水流經(jīng)閥體時對閥體產(chǎn)生沖刷、磨損。按照工藝商西門子設(shè)計，激冷水系統(tǒng)中的顆粒度大小為0.1um，含量為0.1mg/L;而在氣化爐試車過程中，實際工況與原設(shè)計工況出現(xiàn)重大偏離，激冷水系統(tǒng)中的顆粒度大小達到900um，顆粒物含量達到980mg/L，與原設(shè)計工況相比增大了幾千倍。激冷水流量調(diào)節(jié)閥在調(diào)節(jié)過程中，激冷水夾帶固體顆粒物高速流經(jīng)閥體，顆粒物對閥芯、閥座及閥體高速沖刷，造成閥芯、閥座及閥體磨損，隨著閥芯沖刷磨損加劇，激冷水流量調(diào)節(jié)閥流量調(diào)節(jié)特性逐漸變差，最終激冷水流量調(diào)節(jié)閥無法正常調(diào)節(jié)激冷水流量。

　　激冷水流量調(diào)節(jié)閥磨損的間接原因是閥門結(jié)構(gòu)及閥內(nèi)件材質(zhì)選擇不當。例如原設(shè)計采用SamsonV-Port結(jié)構(gòu)形式的激冷水流量調(diào)節(jié)閥，閥內(nèi)件材質(zhì)為雙相鋼，V-Port結(jié)構(gòu)具有分流、閥芯導向功能，激冷水流過時，閥腔內(nèi)易產(chǎn)生渦流現(xiàn)象，會增加閥內(nèi)件被沖刷的力度。雙相鋼閥內(nèi)件，抗腐蝕能力強，但是材質(zhì)硬度不高、抗沖刷能力弱、介質(zhì)沖向閥芯部位呈銳角易被沖刷損壞。

3、GSP氣化爐激冷水流量調(diào)節(jié)閥的幾種改型應(yīng)用

　　3.1、閥內(nèi)件表面碳化鎢噴涂

　　在SamsonV-Port結(jié)構(gòu)激冷水流量調(diào)節(jié)閥基礎(chǔ)上，將雙相鋼閥內(nèi)件表面做碳化鎢噴涂處理，提高閥內(nèi)件硬度，在一定程度上能提高閥門耐沖刷能力。碳化鎢噴涂處理后的閥門在線運行狀況能得到一定改善，能在線運行10天左右。

　　3.2、采用籠式結(jié)構(gòu)，提高閥內(nèi)件材質(zhì)硬度

　　閥門采用籠式結(jié)構(gòu)，閥座采用孔式結(jié)構(gòu)，閥內(nèi)件材質(zhì)選擇較硬的440C。激冷水調(diào)節(jié)閥采用籠式結(jié)構(gòu)，激冷水流過閥門時壓力降低，減小沖刷力度，同時采用硬度較高的440C作為閥內(nèi)件材質(zhì)，增強閥內(nèi)件抗沖刷能力�；\式結(jié)構(gòu)激冷水流量調(diào)節(jié)閥在線連續(xù)運行時間可達到一個月，抗沖刷能力明顯提高。

　　3.3、采用偏心旋轉(zhuǎn)閥

　　閥門采用偏心旋轉(zhuǎn)閥，閥體材質(zhì)選用鉻鉬鋼+碳化鎢噴涂，內(nèi)件材質(zhì)選用17-4PH+激光熔焊。偏心旋轉(zhuǎn)閥做激冷水流量調(diào)節(jié)用，閥門流道相對簡單，一定程度上可減少激冷水對閥門的沖刷，但是仍然不能滿足長周期連續(xù)運行要求。

　　3.4、采用陶瓷滑板閥

　　閥門采用陶瓷滑板閥，閥體陶瓷內(nèi)襯，陶瓷滑板閥的優(yōu)點是閥門流道為直通型，流道簡單，流體通過時摩擦沖刷小，另外采用陶瓷材質(zhì)，大大提高了閥門抗沖刷能力。

　　激冷水流量調(diào)節(jié)閥采用陶瓷滑板閥，從閥門結(jié)構(gòu)形式和閥門材質(zhì)兩方面克服了激冷水沖刷問題，大大延長了激冷水流量調(diào)節(jié)閥在線連續(xù)運行周期。

4、結(jié)語

　　筆者通過對GSP氣化爐激冷水流量調(diào)節(jié)閥沖刷磨損原因進行分析，對激冷水流量調(diào)節(jié)閥的幾種改型應(yīng)用進行了比較分析，結(jié)合現(xiàn)場實際應(yīng)用，提出了目前GSP氣化爐激冷水流量調(diào)節(jié)閥抗沖刷、磨損最佳結(jié)構(gòu)形式為陶瓷滑板閥，對GSP氣化爐的長周期穩(wěn)定運行有著重要意義。