创建桌面图标
手机客户端
给您推荐的项目 项目收藏夹 服务列表 付费指导 帮助中心

网站导航

阳光采招网>资讯中心> 浅谈滑板阀在水煤浆工况的运用案例

浅谈滑板阀在水煤浆工况的运用案例

来源:重庆川武仪表有限公司    发布时间:2023-01-03

一、水煤浆工况自控阀存在问题及原因分析

水煤浆气化技术是世界上较为先进的气流床煤气化技术之一,是以水煤浆为原料,氧气或空气为气化剂,在高温高压下制取合成气的气流床气化工艺。水煤浆气化技术具有工艺简单、安全可靠、煤种适应性较广、气化效率高、气体成分好、环境污染小和自动化程度高的特点,是目前国内工业化程度较为成熟的煤气化技术。在生产操作控制过程中,控制阀起着十分重要的作用,针对各种工况场合,如水煤浆和氧气控制、气化燃烧控制、炉渣排除等特殊工况,选择合适,高质量、稳定性好、长寿命的煤浆、氧气和炉渣控制阀门一直是生产企业致力的方向。其中水煤浆控制阀易冲刷、卡阻和内漏问题一直也没有得到很好的解决,而不得不频繁更换。

水煤浆是非牛顿流体,由于其特殊的物理特性,固体质量分数高达55%~65%,动力黏度在0.7~3.0Pa·s,流速只有不到1m/s,因煤质的不同,同时具有不同程度的腐蚀性。为了提高煤的转化效率,煤颗粒度控制在300目以下,小于200目的总含量控制在75%以上。另外颗粒物中还含有SiO2、Al2O3等坚硬的颗粒物。鉴于水煤浆的物理特性,水煤浆工况下的自控阀易出现冲刷、卡阻和使用寿命短的缘由有:

1、水煤浆是液相和固体粉末二相的混合介质,在流过阀门节流孔时形很高的流速,由于煤浆有一定硬度,且存在高硬的SiO2、Al2O3等颗粒物,因此其冲蚀的破坏力很大。

2、水煤浆属于高粘度非牛顿流体,粘度高达1000~1200毫帕秒,所以在阀内死角或阀内腔处淤积、堵塞阀腔;另外因,煤浆很细,能渗入阀芯导向间隙,可能导致阀芯卡死和拉伤。

3、煤浆有一定的附着粘结力,在阀芯阀座的密封面上形成积垢,影响阀门全关时的泄漏等级。

4、在介质冲刷条件下,不锈钢材料表面的保护膜很难形成,且介质具有一定的腐蚀性,在介质冲刷和腐蚀双重循环作用下,材料表现为更不耐磨,易冲刷,阀门表现为易内漏,使用寿命短。

二、水煤浆工况自控阀问题解决方法的探索和成功案例分享

针对煤浆工况阀门存在的问题,国内的阀门生产企业一直都为寻求解决方法而努力。从最初采用球阀结构到后来的偏心球阀、刀闸阀等结构,虽然能够在一定程度上解决一些问题,也取得了一些业绩,但是离工厂长周期稳定运行还是有一定的差距。

1、球阀在水煤浆工况下运用的优缺点

优点是,阀门采用直通流道,当阀门开启时,介质直接流过,介质流向与阀内件表面平行,介质冲刷磨损小。缺点是,当阀门在启闭过程中水煤浆容易进入球心与阀体之间的腔体形成沉积,造成阀门启闭卡阻,即使在阀体上开设吹扫装置也常常被抱死,而不动作。

2、偏心球阀在水煤浆工况下运用的优缺点

与球阀相比,偏心球阀没有密闭阀腔,阀内腔直接与流道相连,消除了水煤浆沉积的死角,解决了阀门卡阻问题。但是也带了了新的难题,因为偏心球阀的阀芯与阀座一直暴露在介质流中,且因阀芯的阻挡,介质流向偏向阀体,阀芯、阀体冲刷非常严重而等不到很好的解决。

3、刀闸阀在水煤浆工况下运用的优缺点

刀闸阀结合了球阀和偏心球阀的优点,一是采用直通流道,二是无阀腔设计,既解决了冲刷问题,也在一定程度上解决了卡阻问题。与前两种阀门相比,在水煤浆工况运用更加广泛。缺点是,容易出现内漏和关闭不严。主要原因是水煤浆附着在刀闸阀的滑槽和闸板底部凹槽内,造成阀门启闭卡阻和关闭不到位。

三、滑板阀在水煤浆工况成功运用的案例分享

如下图所示,为重庆川武仪表有限公司与某企业为寻求解决煤浆阀存在的问题,而研发的一款新型阀门结构——滑板阀。

此工况原采用刀闸阀,经常出现启闭卡阻,关闭不到位,内漏等问题。自2021安装滑板阀以来,阀门启闭顺畅,无卡阻,密封性能也满足工艺要求。阀门参数人如下:

公称口径:DN400

公称压力:1.6MPa

工作介质:煤浆

工作压差:0.4MPa

三、滑板阀结构特点分享

1、直通流道设计,当阀门开启时,介质直接流过,介质流向与流通节流孔表面平行,介质冲刷角度小,冲刷磨损小。如下图所示。

2、双侧护料板设计,形成扩大型的阀座,阀门启闭过程中,将水煤浆限定在阀板的活动空间内。当阀门再次开启时,护料板内的水煤浆被拉回介质流道。 如下图所示

3、强有力的剪切和自洁功能。阀板运动方向与介质流向垂直,阀板启闭过程中一直与阀座紧密贴合,产生强有力的剪切力可直接将附着在阀板、阀座周围的颗粒物剪断或刮落,而不损伤阀门密封面。

4、双侧预紧弹簧设计,一方面保证阀板与阀座持久严密贴合,阀门可保持持久密封性能;另一方面阀板具有足够的浮动余量,阀门启闭灵活。如下图所示。

5、密封面经过严格的研磨、精磨、人工研磨、对研磨等多道加工工序,密封面可达镜面级,表面平整度控制在0.2um以下。阀板在介质压力和弹簧力的作用下持久与阀座严密贴合,保持阀门持久密封性能。

综上所述,滑板阀继承了球阀直通流道结构的优点,同时增设护料板设计,消除了水煤浆在阀内腔沉积的结构因素,解决了水煤浆冲刷和卡阻问题;与偏心球阀相比消除了介质偏冲的结构因素;与刀闸阀相比,滑板阀具有强有力的自洁和剪切功能,不担心水煤浆在密封面上附着,解决了阀门持久密封问题。

地区导航
地区导航
  • 手机客户端

    手机客户端