控制煤化工调节阀

                            上海91视频色下载APP阀门有限公司

之前介绍三级91视频看看簧色串联，现在介绍控制煤化工调节阀随着煤化工项目在全国各地的建设和开车，煤化工在国民经济中的地位也越来越突出。由于煤化工工艺的特殊性，在生产过程中所使用的各类控制阀关乎着生产的平稳和安全，在煤化工项目中起着至关重要的作用。笔者根据多年的实践经验，对煤化工各个装置区的各类关键控制阀进行阐述和剖析，以供大家交流借鉴。煤化工是以煤为原料，经过化学加工，使煤转化为91视频黄色网、液体、固体燃料以及化学品，并生产出各种化工产品的工业。煤化工包括煤的一次化学加工、二次化学加工和深度化学加工，煤的焦化、气化、液化，煤的合成气化工、焦油化工和电石乙炔化工等等。根据生产工艺与产品的不同主要分为煤焦化、煤电石、煤气化和煤液化4条主要生产链。其中，煤焦化、煤电石、煤气化中的合成氨等属于传统煤化工，而煤气化制醇醚燃料，煤液化、煤气化制烯烃等则属于现代新型煤化工领域。目前已成功地开发出对煤种适应性广、气化压力高、生产能力大、气化效率高、污染少的新一代煤气化工艺，主要有荷兰壳牌（Shell）的粉煤气化工艺、德国克鲁伯-考柏斯（Krupp-Koppers）的Prenflo工艺，美国德士古（Texaco）和Destec的水煤浆气化工艺以及德国黑水泵的GSP工艺等。引进*的热喷涂、流体数值模拟和涂层等技术的基础上，利用改进的调节阀流体冲蚀分析软件，分析了煤化工高温、高压差、含固体颗粒工况介质对阀门冲蚀的影响因素，提出了煤化工用阀耐冲蚀结构设计方法;开发出满足煤化工用阀要求的喷涂材料以及喷涂、堆焊等涂层工艺;成功研制出满足煤化工工况要求、具有自主知识产权的耐冲蚀结构的黑水控制阀、灰水调节阀、煤粉输送压力控制阀等系列产品，产品使用寿命由900小时左右提高到8000小时以上，在抗冲刷、抗耐磨等性能上均优于进口阀，可*替代进口。项目组申请发明7项、实用新型6项。   在煤化工系统中高压闪蒸罐、真空闪蒸罐及高闪罐顶分离器等系统设备上的阀门使用工况苛刻，流体介质主要为高温的黑水、渣水及灰水。黑水、渣水及灰水含有氯离子、氨、钾盐、硫化氢或磷酸等强腐蚀介质，并且阀门前后压差大。在节流口，流体介质混杂着硬质颗粒高速流动，具有强大的动能，阀门的阀芯或阀座等表面很快被冲出流线形的细槽，形成侵蚀，同时有阻塞流发生，高速流体产生闪蒸或空化。介质在阀腔内的聚泡爆裂过程，会释放很大的能量，对阀体内部及节流元件等零件产生强力破坏，形成气蚀。对于阀门性能要求必须达到耐高腐蚀、耐高冲刷和耐高温度的要求。传统的工艺管线上主要采用进口的结构形式为偏心旋转调节阀，其结构耐腐蚀、耐高温性能好，但是耐冲刷性能差。其阀芯、阀座及阀体流道等喷涂碳化钨处理，其寿命约为3个月，而国内产品仅仅使用半个月左右。受此影响，装置运行需要频繁地更换阀门，既浪费工时又加大了生产成本。为此研制开发了文丘里黑水调节阀

 
控制煤化工调节阀据悉，公司生产的煤化工控制阀产品已广泛应用于神华煤制油、神华包头煤制烯烃、神华宁煤煤制烯烃、齐鲁石化等国家重大煤化工项目，现场运行稳定，调节性能优良，获得了用户的一致认可，取得2亿多元的生产订单。此前，煤化工用关键控制阀使用的进口阀门价格昂贵、使用寿命短且频繁停车，维修成本也十分高昂。在国家科技合作专项计划支持下，

煤化工现阶段的主要产业链
    产业链1：煤制烯烃
    产业链2：煤制油
    产业链3：碳一化工（主要是甲醇）下游精细化工产品，以醋酸、甲胺及DMF、BDO、DMAC、DMC为代表
    产业链4：传统的合成氨及焦化

煤化工工艺分类

煤化工阀门应用场合
    1）煤浆（粉）输送，包括水煤浆（间接液化）、油煤浆（直接液化）等
    2）吹灰系统
    3）废水处理系统
    4）排渣系统

煤化工行业阀门控制介质特点
    1）介质温度高，输送温度高可达350℃
    2）气液固三相流体工况复杂
    3）工作压力高，压差可达10Mpa以上，导致介质流速高
    4）介质中含有氯离子、氨、钾盐、硫化氢或磷酸等强腐蚀介质

上海申弘阀门有限公司生产相关的产品有：91视频看看簧色(91视频黄色网91视频看看簧色煤化工行业用阀现状
    1）煤化工装置关键阀门基本依靠进口，由于进口阀门价格昂贵，使用寿命短，导致频繁停车，再加上制造厂远离中国，售后服务不及时，成为煤化工装置正常运行的“瓶颈”。
    2）以现在的煤化工装置为例，每运行3-6个月，就需停车检修。关键控制阀冲刷、腐蚀严重，不能长周期稳定运行，是制约装置正常运行的“卡脖子”设备。
一、锅炉装置区
煤化工项目的锅炉给水压力16Mpa，锅炉出产的91视频WWW免费下载基本为9.8Mpa、540℃，大部分用于拖动透平汽轮机，其余部分经过多次减压后供生产使用。所以锅炉装置区，给水控制阀和91视频WWW免费下载91视频看看簧色非常重要，而且造价*。
1、锅炉给水阀
用于的控制汽包液位，给水压力高(16Mpa)温度高(220℃)，对阀体及其内件冲刷极大，阀门选型不当极易产生振动。阀芯结构可用笼式套筒。阀芯与阀杆连接形式要求焊接，不采用螺纹、销钉和螺栓被帽的形式，避免在高压冲蚀下阀杆与阀芯脱落。阀门本体材质通常为WC6或CF8M，阀内件材质304或316，阀杆材质可选304、17-4PH(马氏体不锈钢，强度*)如选用304，要求有1.5-2倍强度余量。执行机构可选用电动或气动薄膜式执行机构，考虑到控制安全的需要，要求事故状态下阀门保持开度。
2、锅炉给水泵小回流阀
锅炉给水泵往往为10级以上的多级泵，进出口压差极大，为了保证给水泵的安全运行，小回流阀是给水泵重要的安全控制附件。由于压差高达16Mpa，温度220℃，对阀本体和内件冲蚀极大，控制难度也较大，加之价格较高。许多地方往往采用带定位器的套筒控制阀代替，通过定位器控制难度大，往往伴随着振动和冲蚀，使用寿命较短。真正的小回流阀为自力式阀门，阀芯须经喷涂碳化钨处理，阀芯和阀体可堆焊司太立合金。
3、91视频WWW免费下载91视频看看簧色
这里重点介绍9.8Mpa减1.0Mpa的阀门，其他等级的91视频看看簧色国内基本可以满足生产要求。对于9.8Mpa减1.0Mpa的阀门目前世界范围内*还是CCI迷宫式套筒91视频看看簧色，虽然多数厂家也可制造生产此种阀门而且有一定的使用业绩，但是关键核心技术还在套筒的结构和制造工业。CCI采用的迷宫式减压套筒，此部件目前还是CCI计算和制造的。但是阀杆和阀塞的连接还要避免通过销钉和螺纹，是整体或焊接方式。注意的是，其他进口品牌，往往可能在阀门进口或出口增加整流或降噪孔板，其实也是起到减压作用，但这种结构带来很大的问题，通常此种阀门基本通过焊接方式与管道连接，一旦孔板破损对于整个系统带来的问题都是致命的，而且在低负荷下，孔板的减压降噪效果下降极快，基本起不到正常作用。这也是使用选型中需要注意的。

技术优势
    1.相对于传统的表面涂层工艺，研发出高参数控制阀用“WESCO(复相增韧超硬颗粒)”新材料体系，具有更优的基体结合力和耐磨性；

     2.以制约煤气化炉长时间持续运行的三相流闪蒸黑水作为研究对象，进行计算流体动力数学模型的建立，为高参数控制阀奠定理论研究基础；
     3.利用CFD流体分析软件分析针对煤化工高温、高压差、含固体颗粒工况介质对阀门冲蚀的影响因素、提出高参数控制阀耐冲蚀结构设计方法；
     4.通过冲蚀模拟实验，实现了适应具体工况条件下基体材料、涂层材料、工艺方法的优化选择；
     5.研究选择合理的涂层工艺方法，打破国外的关键技术壁垒，实现*的自有技术。
二、空分装置区
空分装置区基本为低温阀、氧阀和分子筛再生阀门(机组的阀门单独说明)
1、低温阀门
目前低温阀较为成熟，基本国内外均可制造，如福斯、Fisher、山武、koso等，此种阀门填料和阀杆加长处理。阀体及阀内件材料以316为主。
2、氧气放空阀
作为空分装置氧气超压后紧急放空，特点是压差大，动作速度快，放空量大(取决于气化的设计负荷)。由于氧气的特点，对于一般有色金属。原则上线速度不超过25米/秒(与氧气纯度和压力都有关系，这里取一个通常值)。所以对于高压差下的氧气放空阀，材质一般选择Inconel625或Menel500以上。由于阀体及内件均采用此种特材，成本非常高。阀门类型可以为：Globe阀、套筒阀和球阀，通常不采用球阀(除了用于切断作用的阀门)当然主要是价格因素。同时Globe阀、套筒阀也有很好的使用效果。由于压差较大，在阀门开启与闭合时，需要执行机构输出较大的力量，往往执行机构非常大，阀杆也很粗，动作时间较长。这里介绍一种平衡式阀芯，可以克服大压差下阀门控制。
3、分子筛纯化系统用的三杆阀
根据分子筛再生的工艺特点：管道通常较粗(一般直径在900mm以上。大的到1500mm)，再生频次高，介质较为清洁、压力和温度适中。对阀门要求零泄漏，可单项密封。对于这样大口径管道，通常选用蝶阀，对于泄露的要求，可选用三偏心蝶阀。三杆阀就是一种特殊三偏心形式的蝶阀，转动轴*偏离中心，类似一种机械人手臂式的结构。动作时，阀板先沿介质流向反方向移动，使阀板与阀座分开，然后翻转阀板，克服了阀板与阀座的摩擦。典型的阀门是欧宾诺斯的三杆阀，阀门具有防火功能，高温下，阀座软密封破坏后，其阀座与阀板形成第二道密封，保证91视频黄色网不泄露。
三、气化装置
气化装置为复杂，也是煤化工的核心装置，此装置使用的阀门种类繁多而且要求非常苛刻，同时又与气化炉的形式有很大关系。目前气化炉有德士古、GSP及四喷嘴水煤浆炉。
1、煤浆及煤粉系统
煤浆做原料的控制系统，煤浆作为输送和流量调节设备，阀门起到控制煤浆的循环和切断。根据煤浆的特点，为球阀，双向硬密封固定球，内件可选316及以上材质，可做渗氮及堆焊司太立合金进行硬化处理；
煤粉做原料的控制系统较为复杂，而且由于煤粉产生的磨损效果较为严重，当然根据9大类阀门的特点，球阀依然是，双向硬密封固定球，内件可选316及以上材质，可做渗氮、堆焊司太立合金进行硬化处理甚至喷涂碳化钨。这里要强调几点：1、阀门的轴承选择上，尽量保证轴承密封效果，避免煤粉进入轴承对其造成磨损加速阀门损坏2、阀座蝶型弹簧材质上的选择，建议选择高速钢如：SKH-23；3、阀门安装时应对执行机构安装支架或吊架避免执行太重对阀杆及轴承的影响。这三点注意同样适用于气化锁渣阀，而且选型情况与锁渣阀基本一样。这里两种阀型供参考，可能效果会更好。1、轨道球阀，也就是所谓弹性球球阀。需要注意的就是轨道球阀需要考虑物料对轴承和阀杆及执行机构的影响，这里在密封上需要进行处理；2、盘阀，听说有一定的使用业绩，并且效果也不错，但选择需要选择双向密封，同样需要考虑对阀杆及执行机构的密封的问题。
2、锁渣阀
与上面煤粉系统选择的球阀一致，不再重复。

    2 技术参数

    公称通径 变径进口10in（250mm）

             出口28in（700mm）等

    公称压力 ANSI900LB

    工作介质 黑水、渣水、灰水等

    流量特性 等百分比

    泄漏等级 ANSIB104IV

    可调比 50

    内件材料 特殊碳化钨整体烧结

    工作温度 200-425°C

    3 型式选择

    煤化工系统原工艺选择偏心旋转调节阀，虽然能够满足工艺要求，但是偏心旋转调节阀的结构型式决定其耐冲刷能力差。传统的单座阀门允许前后压差小，无法满足压差要求。如果是清洁介质，套筒阀将是的阀门，但是由于介质含有大量固体颗粒的原因无法使用。终确定特殊种类的单座角式调节阀，既有传统单座阀的优点，又有套筒阀的耐压差大和能量冲击消耗的特点，并且是有清洁作用的高进低出阀门，设计了特殊种类的文丘里黑水调节阀。

    4 结构性能

    4.1 阀体

    阀体不仅是阀门主要承压件，也是所有零件连接安装的核心零件，并决定着阀门的结构及性能。阀体设计成腰鼓型，并且对阀座和导向套采用了改进后的安装方式。其优点为①阀体分为上下两腔，导向套安装在上下腔隔离面上，从而使导向套大幅下移，解决了高进低出单座阀阀芯的稳定性，避免高频振动的噪声及提高了阀芯的寿命。②在上下两腔的隔离面上设计平衡孔，在导向套上设计平衡槽，不仅达到套筒阀压力平衡的作用，同时也能使阀芯与导向套实现自清洁，避免阀芯、导向套刮伤和卡塞等问题。③阀体上腔介质不直接流过，仅通过平衡孔对流，不仅介质颗粒减少，而且在靠近上阀盖与阀体的上腔空间，会形成介质死区，颗粒介质无法流入填料函内，从而保证阀门无外泄漏，避免阀杆与填料在相对运动时刮伤的问题。④阀体下腔为流道，为防止冲蚀，流道表面喷涂碳化钨，并且下腔设有倒流翼，防止涡流对阀芯及内件的冲蚀。

图1 黑水调节阀

    4.2 阀芯、阀杆、导向套

    阀芯是调节流量的关键件，也是冲蚀严重的零件之一，对阀芯结构及材料的选择决定了阀门的性能。而导向套的设计，对阀芯稳定性、调节性及运动性都起决定作用。导向套安装在上下腔隔离面上，使导向面下移稳定阀芯，克服了传统文丘里角阀高进低出时的高频振动、噪声及调节性能不好问题。在导向套内孔设有凹槽，与隔离面上的孔形成压力平衡效果。导向套的内孔及暴露在流道区的外圆都经过表面硬化处理，保证内孔的耐磨性能、外圆的抗冲蚀性能。

    阀芯采用特殊碳化钨整体烧结成型（硬度≥89HRA），具有一定的抗冲击性能和良好的抗腐蚀性能。阀芯与阀杆连接，既保留了阀芯高硬度、高耐磨和抗腐蚀的特性，又使阀芯组件具有了相当韧性，杜绝了阀芯组件脆裂现象发生。在阀芯上设有螺旋导槽，与导向套的凹槽形成刮刀效应，避免了阀芯与导向套间隙冲入颗粒卡塞和刮伤。同时与隔离面的孔形成流动平衡，带走槽内颗粒，实现自清洁功能。

    4.3 阀座、文丘里基座、变径法兰

    阀座、文丘里基座由阀体与变径法兰通过螺纹夹紧连接，从而组成阀座部件。阀座的安装位置与传统阀座安装*不同，其优点是在现场只需将变径法兰拆下，即可对阀门进行在线维护。煤化工系统中流体介质对阀芯、阀座及介质出口部位的冲刷和腐蚀特别严重，此设计保证了阀门关键节流易损件的方便更换，降低用户的运营成本。阀座及文丘里基座直孔段采用特殊碳化钨整体烧结后镶嵌至不锈钢基材上，在调节过程中阀芯、阀座承受的冲蚀大，所以通过采用整体特殊碳化钨合金材料来抵御介质的冲蚀。镶嵌式结构保证了阀座既有很高的硬度，又有很强的韧性。裸露的流道部分及文丘里管扩散段内孔均采用喷涂碳化钨，保证了阀座组件的整体性能。

    介质在流经阀座时有阻塞流发生，高速流体产生闪蒸、空化，介质在阀腔内的聚泡爆裂过程，会释放很大的能量，对阀体内部及节流元件等零件产生强力破坏，形成气蚀。而文丘里基座的设计，减少了压力恢复时气泡的数量，降低了气蚀破坏，使气蚀尽可能发生在扩散段内，从而保证下游管壁不被破坏，降低下游管件因气蚀造成的安全隐患。

   
四、合成及后续其他装置
甲醇合成及后续其他装置阀门选型基本遵循了阀门选用的基本要求，根据工艺的特点，需要注意和关注的1、温度，低温阀门材料选型注意使用304L或316L；2、腐蚀介质如含硫化氢的，除316L外可高选317L或双相钢材质；3、对于含毒性大或有强刺激的介质可选用波纹管密封型式；4、91视频黄色网法生产聚丙烯，需要高频阀门，开关次数多，目前只有少数几家产品业绩较好，选型中需要注意。 文丘里黑水调节阀已成功应用在煤化工工艺系统上，它改变了传统调节阀阀座与阀体的安装方式，实现了在线安装和维修等。与传统的调节阀理念有着非常大的创新，解决了煤化工系统阀门耐高腐蚀、耐高冲刷和耐高温的难题，保证了煤化工工艺系统的需要，节约了生产成本。文丘里黑水调节阀在其他苛刻工况领域也将有广泛的应用前景，并会产生良好的经济效益和社会效益。
综述，目前阀门基本分为九大类：1、单座阀2、双座阀3、角阀4、隔膜阀5、球阀6、蝶阀7、套筒阀8、偏心旋转阀9三通阀。根据阀门自身的特点，根据工艺不同的要求和介质的特点进行选择，优化。当然还有许多阀门属于从九大类中衍生出来的，如插板阀和盘阀属于蝶阀类，旋塞阀属于球阀类，换向阀属于三通阀门类等。在阀门选型上，除了注意阀门的类型和材料外，阀门附件同样非常重要，执行机构、定位器和空气减压原件、阀位反馈原件等，由于篇幅的问题不再一一叙述。本产品相关论文：钢厂热脏煤气蝶阀