水煤漿氣化工藝中的特殊控制閥
依據(jù)水煤漿氣化工藝的特點(diǎn)及要求,綜合實(shí)際的使用狀況,重點(diǎn)闡述了氣化工藝中重要閥門(mén)的選擇原則,為設(shè)計(jì)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(shù),是生產(chǎn)甲醇、化肥及發(fā)展煤基液體燃料合成、制氫等過(guò)程工業(yè)的基礎(chǔ)。近年來(lái),德士古殼牌煤氣化在中國(guó)廣泛使用,尤其是德士古水煤漿加壓氣化技術(shù),是在美國(guó)德士古石油公司重油氣化的基礎(chǔ)上,國(guó)家的生產(chǎn)廠家和科研院所在后工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)上逐步改善,煤氣化技術(shù)在20世紀(jì)80年代成為第二代的代表。
氣化裝置是一個(gè)典型的化學(xué)反應(yīng),氧氣和煤炭是主要原料。主要設(shè)備是氣化爐,氣化裝置的正常生產(chǎn)和安全運(yùn)行是關(guān)鍵儀表的重要選擇。氣化裝置、進(jìn)水閥的投資占20%的設(shè)備成本。氣化裝置運(yùn)行的好壞,閥門(mén)起著關(guān)鍵的作用。主閥特種閥門(mén)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(jiǎn)單介紹下這些閥門(mén)。
1、工藝流程
氣化爐內(nèi)煤、蒸汽部分產(chǎn)生氧化反應(yīng),制造原料氣,原料氣通過(guò)冷激、洗滌之后將炭黑除去運(yùn)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(guò)污水處理之后送至生化池進(jìn)行處理。
2、氣化爐鎖渣閥
鎖渣閥、是最重要的氣化廠的閥門(mén)。每個(gè)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(tái)。每一個(gè)沖洗閥是氣化爐的一面。鎖渣閥,參加造渣過(guò)程控制,應(yīng)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(shè)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(yán)格要求。
閥門(mén)應(yīng)具備排渣順利的設(shè)計(jì),保證105循環(huán)。閥門(mén)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(guò)程中,上鎖渣閥門(mén)應(yīng)能夠承受閥后產(chǎn)生的壓力變化。閥門(mén)采用鎖渣高溫結(jié)構(gòu),閥體與內(nèi)件體具有保護(hù)作用的金屬涂層應(yīng)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(duì)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(mén),包括氧氣總管流量控制閥,每個(gè)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(mén),這些閥門(mén)被氧氣管道安裝。此外,高壓氮?dú)獯祾唛y,高壓氮?dú)饩彌_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?dú)獯祾唛y相連。氧氣切斷閥和高壓氮?dú)馇袛嚅y受到氣化爐安全聯(lián)鎖系統(tǒng)的控制,開(kāi)啟或關(guān)閉有關(guān)的截止閥需在車上操作。車輛出現(xiàn)停止故障時(shí),將自動(dòng)切斷進(jìn)入氣化爐氧氣管道及清空,然后利用高壓氮?dú)獯祾邔?duì)氧氣管道保護(hù)。
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(gè)非常高的流量,煤漿有一定的硬度,因此其侵蝕破壞力強(qiáng)大,煤漿會(huì)淤積,堵塞閥腔,所以需要打開(kāi)閥門(mén)流道清除死角。保證精細(xì)水煤漿,它可以滲透到閥芯導(dǎo)向間隙可能會(huì)導(dǎo)致閥門(mén)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(guān)閉時(shí),對(duì)閥的泄漏率產(chǎn)生影響,因此他們要求控制閥可以自動(dòng)清除這些污垢。煤漿灰水閥門(mén),有三個(gè)具體要求:耐侵蝕,防堵塞,自潔;宜畮缀跏菬o(wú)腐蝕,閥體,閥蓋碳鋼,閥門(mén),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(jī)構(gòu)。
這項(xiàng)技術(shù)的特點(diǎn),需要大量的結(jié)構(gòu)型式,角度控制閥能夠滿足要求,導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的頂部單座角控制閥芯,閥芯的把手和導(dǎo)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(dǎo)向的間隙中,一旦停車焦化形成了薄膜層,產(chǎn)生很強(qiáng)的附著力,經(jīng)常重新啟動(dòng)閥芯能夠防止干擾,消除閥芯結(jié)構(gòu)為導(dǎo)向的結(jié)構(gòu),并通過(guò)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(dòng)活塞式執(zhí)行機(jī)構(gòu),推力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)普爾通過(guò)氣動(dòng)薄膜執(zhí)行機(jī)構(gòu),需要將幾個(gè)串聯(lián)使用的活塞執(zhí)行機(jī)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(dòng)快,高泄漏率的要求,所以使用流量控制蝶閥。蝶閥的特點(diǎn)是氣動(dòng)執(zhí)行器的扭矩大,表面呈陽(yáng)極氧化處理,以及機(jī)架和小齒輪結(jié)構(gòu),正常使用壽命可達(dá)1百萬(wàn)次。閥體,閥板,閥軸同心結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),100%雙向氣體Ⅵ級(jí)密封,支架結(jié)構(gòu)緊湊,重量輕,體積小。無(wú)需連接,維護(hù)簡(jiǎn)單,沒(méi)有靠背設(shè)計(jì),以確保安裝后的閥門(mén)的扭矩不增加。光盤(pán)的進(jìn)口高性能噴涂板,使板能夠平均磨損,具有壽命長(zhǎng)、優(yōu)異的流動(dòng)特性。
與選擇三偏心蝶閥的經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合,三偏心蝶閥的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使光盤(pán)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(duì)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(diǎn)從根本上改變了密封構(gòu)造使其不再是一個(gè)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(gè)問(wèn)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(yǔ)
要充分實(shí)現(xiàn)水煤漿氣化生產(chǎn)的自動(dòng)化,在設(shè)計(jì)中,不僅要選擇科學(xué)的控制方案,也要選擇正確的運(yùn)行方式?刂葡到y(tǒng)中現(xiàn)場(chǎng)儀表是不可或缺的一部分。實(shí)踐證明,本文提到的這些閥門(mén)能夠應(yīng)對(duì)較高的循環(huán)頻率和次數(shù),符合嚴(yán)格的金屬密封等級(jí)要求,能夠?yàn)闅饣瘹饣b置的正常運(yùn)行提供可靠的保證。