煤粉输送阀门作为煤化工产业的关键设备，因为使用工况条件非常苛刻，且对阀门性能要求高的特点，过去一直被ARGUS、Masoneilan等国外阀门垄断。以壳牌炉或者GSP（德国）干煤粉气化技术为例。其工艺流程包括备煤单元、高压煤粉输送单元、气化单元、熔渣单元、合成气洗涤单元、闪蒸冷却单元、黑水处理单元等。其中高压煤粉输送单元是将煤仓出来的常压煤粉进行升压（约4～5MPa，与气化炉产能正相关），输送至气化炉进行气化。在煤粉输送单元下工作的自控阀门往往被要求具备耐高压、耐温（80～120℃）、耐磨、耐冲刷、启闭可靠、持久严密密封的性能。此类自控阀通常采用的结构有球阀、偏心球阀和V型球阀等，因介质为煤粉+N2，且在高压差条件下使用，即使采用进口阀门往往也存在以下问题：
1、介质从填料函处外漏问题，分析其原因主要是因为煤粉颗粒在阀杆上结垢或者进入填料函，当阀门动作时损伤填料所致。虽然有改进的阀杆防尘处理，但是使用效果仍然不佳。
2、内漏问题，高速介质流直接冲刷阀内件，冲刷磨损所致。
3、启闭卡阻问题，分析其主要原因一方面来自介质在阀腔、阀门密封面等处淤积或结垢等，阻碍阀门正常启闭，一方面因介质颗粒物直接卡阻阀门启闭或者划伤密封面造成机械硬干涉等造成，另一方面是介质颗粒物淤积在阀杆与阀体之间的间隙拉伤阀杆产生机械硬干涉所致。
4、使用寿命短的问题。目前在煤粉输送工况下运行的阀门使用寿命一般都在3～6个月左右，最长的使用寿命也不会超过9个月，需要频繁检修或者停产更换等。
在我公司以往维修煤粉输送工况下的自控阀门过程中，阀杆拉伤阻碍阀门启闭的情况常有发生，如图一所示，阀杆扁方也有些变形。如图二所示，为球芯被严重冲刷，造成阀门内漏的的情况。
图一 图二
以球阀为例，通过3D FlowSumilation建模仿真模拟分析介质在阀内的流动状态可知，阀门在高压差的气固介质下严重冲刷磨损是因为介质直接包裹阀芯、阀座等阀内件所致。仿真模拟分析如下图三所示。
如下图四所示，为重庆川武仪表有限公司针对煤粉输送工况下阀门存在的技术问题，结合公司在自控阀30余年的生产实践经验，自主研发的粉料输送工况下的滑板调节阀安装现场图片。专业解决高压差煤粉输送工况下，自控阀门内漏、启闭卡阻和使用寿命短的技术难题。
图四
阀门工况参数如下：
公称口径：DN50
公称压力：PN11.0MPa
工作介质：煤粉+N2
工作压差：4.8Mpa
工作温度：100℃
阀门安装时间：2017年8月至今
煤粉滑板调节阀自2017年8月安装至今已有4年多的使用寿命，中间无检修，是相同工况下国内或进口阀门使用寿命的数倍。
滑板调节阀采用直通流道设计，介质流向与阀门启闭方向垂直，阀门在全开时，介质流向与阀内流道及阀内件（阀板、阀座）几乎平行。从介质冲刷理论上讲，平行介质流几乎不会对内壁材料造成冲刷磨损。从安装在煤粉输送工况下的管道很少又被介质冲刷磨损，就可以证明平行介质流冲刷磨损很小。当阀门半开时（调节位置），介质流向与阀门密封面垂直，介质直接冲刷角度为90°，从介质冲刷理论上讲，当介质冲刷角度为90°时，介质会产生屏蔽效应，此角度冲刷磨损最小，也不用担心密封面被冲刷磨损掉。
滑板阀与球阀相比的另一个结构特点是，将介质流道与阀门内腔完全隔离，可有效避免介质在阀内腔淤积或结垢造成阀门启闭卡阻的问题，另外也避免了介质进入到阀杆与阀体的间隙拉伤阀杆，还避免了介质进入到填料函损坏填料造成阀门外漏等问题。
滑板阀在启闭过程中，阀板与阀座一直牢牢贴合，可行成强有力的自洁和剪切功能，直接刮落和剪断煤粉颗粒物而不损伤阀门密封面。当阀门关闭时，介质压力帮助阀门密封，在材料强度设计范围内，阀前后的压差力越大，阀门密封越严密。浮动的阀板设计，还可以补偿阀门启闭的自然磨损，可轻松实现持久严密密封性能。
【本文来源于重庆川武仪表有限公司,作者：肖亮】
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