濮陽龍宇化工有限責(zé)任公司（簡稱濮陽龍化）年產(chǎn)20萬t甲醇裝置是國內(nèi)首套粉煤加壓氣化裝置航天第一爐的發(fā)源地，是在引進、消化吸收國外殼牌公司的Shell粉煤加壓技術(shù)和GE公司的德士古水煤漿加壓氣化技術(shù)基礎(chǔ)上的再創(chuàng)新。該技術(shù)在備煤、輸煤、燃燒調(diào)節(jié)系統(tǒng)、氣化爐輻射段均采用先進的粉煤氣流床氣化技術(shù)；灰渣水系統(tǒng)、洗滌、凈化則采用氣體急冷流程技術(shù)。
1 系統(tǒng)概述與改造背景
由磨煤系統(tǒng)生產(chǎn)的合格粉煤經(jīng)加壓與空分生產(chǎn)的氧氣與蒸汽由粉煤燒嘴噴入氣化爐，在3.5MPa（G）壓力，1400～1700℃高溫下充分混合，進行部分氧化反應(yīng)，生成以H2、CO、CO2為主要成分的合成氣，這些物質(zhì)離開反應(yīng)室向下進入激冷室，經(jīng)激冷環(huán)后流經(jīng)下降管進入激冷室水浴，合成氣通過和激冷水的直接接觸進行洗滌、冷卻和飽和，而激冷水的主要來源是合成洗滌塔底部排放的激冷水經(jīng)P1303泵送至氣化爐的激冷室，氣化爐激冷水流量調(diào)節(jié)閥（13FV－0008）安裝于激冷水泵P1303A/B泵出口，管道規(guī)格為DV200，PN11.0，通過偏心異徑接頭（DN200－DN80）縮徑為DN80，該調(diào)節(jié)閥原設(shè)計流量0～200t/h，常用量0～170t/h，由于管道大幅度縮頸，造成此處流速高達每秒100多米，加上介質(zhì)富含煤粉顆粒，對調(diào)節(jié)閥的沖蝕特別嚴重，雖然原設(shè)計選型為進口閥，閥芯結(jié)構(gòu)為偏心球閥，但使用歷史周期不超過2個月，就會造成調(diào)節(jié)閥閥芯閥座被沖壞，造成裝置因閥體泄漏而被迫停車，使生產(chǎn)成本造成極大的浪費。因進口閥配件加工周期過長，后改用國產(chǎn)調(diào)節(jié)閥偏心旋轉(zhuǎn)閥，在制造時閥芯閥座作噴涂碳化鎢硬化特殊處理，但使用周期依然沒有突破，期間還造成兩次因閥體泄漏而被迫停車事故，給公司帶來重大經(jīng)濟損失，嚴重制約著航天爐的長周期安穩(wěn)運行。為此，廣大技術(shù)人員在查閱大量技術(shù)資料，咨詢眾多生產(chǎn)廠家的基礎(chǔ)上，大膽采用V型結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)閥，并按照要求設(shè)計，選擇材質(zhì)并作特殊處理，此舉改進取得了良好的效果。
2 設(shè)計改造方案
本次設(shè)計方案，重點是在閥芯閥座及流道上作為重點技術(shù)突破口，在保證長周期使用方面，結(jié)合岳陽東方自控閥門廠做了大量改動和技術(shù)論證，最終確定選用V型旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)閥，該調(diào)節(jié)閥是專門針對氣、固（顆粒及粉末）兩相介質(zhì)的流體切斷及調(diào)節(jié)而設(shè)計開發(fā)的，特別適宜煤化工裝置。它克服了以往國內(nèi)外同類產(chǎn)品的密封性能低、易沖刷、故障率高（尤其易卡死）的缺點。
閥門核心部件采用“組合式鑲嵌碳化鎢密封閥座”，保證了良好的密封性能（調(diào)節(jié)閥密封等級可達V級），閥芯采用超音速噴涂碳化鎢合金（表面硬度達HRC65－70），閥體流道也鑲嵌碳化鎢套，保證閥腔在高流速、高溫度的氣固兩相介質(zhì)沖刷下不易沖刷損壞，確保閥門長時間保證其技術(shù)性能。閥門結(jié)
構(gòu)為固定式；閥桿與閥芯裝配為帶錐銷的一體結(jié)構(gòu)，確保動作時無間隙；軸套采用金屬石墨合金，耐高溫高壓差、自潤滑性能好；閥座設(shè)計有彈簧自動補償磨損功能。執(zhí)行機構(gòu)采用壓鑄鋁合金缸體，其缸內(nèi)壁與雙活塞鑄鋁齒條進行硬質(zhì)氧化。該執(zhí)行器安裝對稱，動作迅速，體積小、扭矩大、使用壽命長，配置氣手動兩用減速機構(gòu)，操作簡單靈活，可滿足不同口徑閥門要求。定位器采用日本山武AVP－300型，控制信號為4-20MA。
主要技術(shù)參數(shù)：特種V型調(diào)節(jié)閥，公稱通徑：80mm；公稱壓力：11MPa；適用溫度：260～300℃；流量特性：等百分比；法蘭標準：HG20615。
3 結(jié)束語
該閥自2011年2月使用至今，已連續(xù)使用10個月，期間設(shè)備連續(xù)運行時間已高達210多天，沒有出現(xiàn)以往因閥門內(nèi)漏、外漏而造成的停車事故，對生產(chǎn)裝置的穩(wěn)定運行和成本的節(jié)能降耗意義重大。此閥的設(shè)計及應(yīng)用對粉煤氣化黑水閥門的選型具有很好的借鑒意義。
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