? ? ? ?在多噴嘴對置式水煤漿氣化裝置生產(chǎn)操作過程中,高壓灰水泵調(diào)節(jié)閥起著重要作用,由于其處于高溫、高壓差、沖刷、腐蝕的工況下,因而對調(diào)節(jié)閥的性能要求十分苛刻,調(diào)節(jié)閥選型正確與否直接關(guān)系到氣化裝置能否穩(wěn)定運(yùn)行。

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? ? ? ?灰水泵渣水處理系統(tǒng)工藝流程

? ? ? ?來自氣化爐洗滌冷卻室、旋風(fēng)分離器及水洗塔底部的黑水經(jīng)減壓后送入蒸發(fā)熱水塔下部蒸發(fā)室進(jìn)行閃蒸,一部分水蒸發(fā)為蒸汽,連同少量溶解氣體一起進(jìn)入蒸發(fā)熱水塔上部熱水室。灰水泵來的低壓灰水、變換系統(tǒng)來的低溫變換冷凝液及脫氧槽來的脫氧水與閃蒸汽直接接觸,經(jīng)加熱后,流入高溫?zé)崴?經(jīng)高溫?zé)崴眉訅汉笏腿胨此胁?。熱水室未冷凝的蒸汽?jīng)換熱、冷凝、分離后,氣相送火炬放空,冷凝液進(jìn)入灰水槽或沉降槽。在蒸發(fā)熱水塔被濃縮的黑水經(jīng)液位調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)后,依次送至低壓閃蒸罐和真空閃蒸罐進(jìn)一步濃縮。濃縮后的黑水送至沉降槽沉降,相對干凈的灰水溢流至灰水槽,部分返回系統(tǒng)重復(fù)利用,部分送至廢水處理站。

? ? ? ?高壓灰水泵調(diào)節(jié)閥損蝕原因分析

? ? ? ?高壓灰水調(diào)節(jié)閥運(yùn)行工況及存在問題經(jīng)閃蒸汽加熱后的熱水約為160℃,高壓灰水泵將高溫?zé)崴?.7MPa加壓至9.0MPa,經(jīng)高壓灰水調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)后送至水洗塔。高壓灰水調(diào)節(jié)閥在正常運(yùn)行時前后壓差約為2.4MPa。在開停車過程中,該閥門存在全壓差工況,閥前閥后壓差最大可達(dá)到10.0MPa。在使用過程中曾多次出現(xiàn)閥芯脫落、因壓差過大無法調(diào)節(jié)等問題,不得不通過旁路閥或前手閥進(jìn)行輔助控制,因此也帶來了旁路閥或前手閥沖刷磨損嚴(yán)重的問題,嚴(yán)重時導(dǎo)致閥門報廢,大大增加了檢維修費(fèi)用。

? ? ? ?損蝕原因分析：

? ? ? ?在閥門初期選型時,由于沒有對此部分閥門使用細(xì)節(jié)進(jìn)行詳細(xì)分析,導(dǎo)致該閥門不能滿足特殊工況下的使用要求。該閥門設(shè)計閥前最大壓力為7.65MPa,遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于特殊工況下10.0MPa的要求。由于氣缸扭矩過小,閥門在全壓差下無法打開或調(diào)節(jié)。該閥門的設(shè)計壓差為0.9MPa,遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于正常運(yùn)行時的2.4MPa。由于閥門壓差增大,流體介質(zhì)混雜著硬質(zhì)顆粒在節(jié)流口處高速流動,閥門的閥芯或閥座等表面易被沖出流線形的細(xì)槽,形成侵蝕。介質(zhì)在閥腔內(nèi)的聚泡爆裂過程會釋放很大的能量,對閥體內(nèi)部及節(jié)流元件等零件產(chǎn)生強(qiáng)大破壞,形成氣蝕。由于氣蝕現(xiàn)象存在使閥芯在運(yùn)行過程中產(chǎn)生劇烈震動,容易導(dǎo)致閥桿斷裂、閥芯脫落。此外,高溫?zé)崴屑?xì)灰還會漬到閥桿、閥芯等零件表面,容易形成結(jié)垢;而這種結(jié)垢附著力極強(qiáng),隨著時間延長其越積越厚,最終導(dǎo)致閥門卡塞,高壓灰水流量波動較大,對高溫高壓灰水泵的運(yùn)行產(chǎn)生安全隱患。

? ? ? ?雖然設(shè)計時該灰水調(diào)節(jié)閥的閥芯、閥座堆焊了斯鈦鎳硬質(zhì)合金,仍無法抗拒高壓差下產(chǎn)生的沖蝕破壞,短時間內(nèi)即失去調(diào)節(jié)功能。針對此特殊工況,所用的高壓灰水調(diào)節(jié)閥應(yīng)具備防堵塞、抗沖蝕、自動清洗等功能;此外,還應(yīng)具有抗高壓差的性能。

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? ? ? ?高壓灰水調(diào)節(jié)閥的改進(jìn)及使用

? ? ? ?針對氣缸扭矩不足的問題,在因外部條件原因無法及時更換氣缸的條件下,對該閥門氣缸進(jìn)行了改造,將定位器由單輸出改為雙輸出,大幅度增加了氣缸扭矩,基本上解決了全壓差下閥門調(diào)節(jié)的問題。

? ? ? ?原設(shè)計的單座閥雖然具有一定的抗壓差能力,但不具備防堵塞、自除垢功能,而且閥芯、閥座沖蝕和閥芯脫落的問題無法解決,只能通過定期拆檢、更換閥芯維持運(yùn)行。通過對業(yè)內(nèi)同類型裝置的高壓灰水調(diào)節(jié)閥的使用情況調(diào)研,并通過與閥門生產(chǎn)廠家進(jìn)行技術(shù)交流,確定了將單座閥改為耐沖蝕型偏心旋轉(zhuǎn)閥的技改方案。改造前、后閥門結(jié)構(gòu)分別見圖1和圖2。

? ? ? ?偏心旋轉(zhuǎn)閥的優(yōu)勢在于全通徑,偏心旋轉(zhuǎn)閥在調(diào)節(jié)流量時基本不改變流量流向,較之單座閥在耐沖刷方面有著良好的特性;應(yīng)用在含有渣水的固流體介質(zhì)時,較之單座閥有著良好的防卡阻性能。偏心旋轉(zhuǎn)閥的閥體近似一個圓筒,從進(jìn)口到出口沒有死角,暢通無阻,煤灰無法在閥體內(nèi)淤積。閥門開關(guān)時能夠先脫離密封面,再旋轉(zhuǎn)動作,開關(guān)扭力小;通過偏心設(shè)計,在關(guān)閉時,閥芯與閥座有更強(qiáng)的結(jié)合力;閥芯作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動,當(dāng)閥芯即將關(guān)閉時,閥芯與閥座的密封面發(fā)生相對磨擦,能自動磨去結(jié)垢,有自清洗功能。另外,在閥體內(nèi)表面、閥芯和閥座表面燒結(jié)或鑲嵌硬質(zhì)材料,可有效抵抗灰水的沖蝕。

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