灰水调节阀在气化炉上的国产化改造

气化炉中煤粉燃烧后产生合成气和煤渣, 在炉子下部用水冷却, 大部分煤渣落入炉子下面的锁斗, 但是仍有不少煤灰混入冷却水, 这种冷却水与煤灰的混合浆液统常称灰水。灰水从炉中流出时的温度一般在225℃～250℃;其压力较高, 以本公司20万吨甲醇装置为例, 是7.8MPa;为充分利用能源, 灰水经调节阀降压后汽化成蒸汽, 然后用于发电;这个炉后灰水调节阀是本文所指的灰水阀。由于煤灰有一定的硬度, 经过控制阀节流后又有很高的速度, 因此具有很强的冲蚀能力;一般的工业调节阀, 即使阀芯、阀座堆焊了硬质合金, 使用1～2个星期后阀芯即被冲坏, 失去调节功能。煤灰有淤积特性, 阀内的死角、间隙很快被塞满, 并结成硬块。灰水浸渍到阀杆、阀芯等零件表面, 容易形成结垢;而且这种结垢附着力极强, 还随着时间延长越积越厚。针对这种特殊工况, 所用的灰水调节阀应具备防堵塞、抗冲蚀、自动剷除结垢三方面功能。

另外灰水调节阀正常工作时压差不大, 但是当发生事故时, 灰水阀的出口放空, 如位号FV-0710灰水阀, 阀前压力7.1MPaG, 正常工作时阀后压力6.9MPaG, 正常压差只有0.9MPa;但是一旦发生意外, 要求灰水阀关闭, 阀后压力为大气压, 此时压差为7.1MPa;所以灰水阀除了上面三方面功能之外, 还要求非常高的抗压差能力。

我们在原料煤本地化项目实施时, FV-0710灰水阀的选型走过一段弯路。开始时过分地强调了抗压差能力, 从美国进口了ANSI Class900高压套筒调节阀, 公称通径DN200。开车以后一个多月阀芯就卡牢, 只好拆开检查, 发现套筒的内壁、阀芯导向面上都是厚厚的结垢;由于结垢非常牢固, 只能用刀子剷除, 而后装上再用。但是不久, 原来备用的几台灰水阀也无法动作, 拆下检查发现这些套筒阀的阀体内腔、套筒内积满了煤灰、而且凝结成硬块, 阀芯已没有活动的空间;原因是停车时, 由于灰水阀处于最低位置, 管道内的煤灰都沉积到阀体内。为了维持工作, 三个气化炉装置上每40～50天把灰水阀统统拆下剷垢和清洗。但是这样实在太麻烦了。为此事我们与灰水阀合作厂家上海某阀门厂取得联系, 讨论解决问题的办法。

上海某阀门厂的工程师认为套筒阀虽有很强的抗压差能力, 但不具有防堵塞、自剷垢的功能, 而且最怕垃圾、粉末卡死, 所以用作灰水阀是不合适的, 建议选用他们公司的耐冲蚀偏心旋转调节阀。这种调节阀的阀体近似一个园筒, 从进口到出口没有死角, 畅通无阻,

煤灰无法在阀体内淤积。这种阀的阀芯作旋转动动, 当阀芯即将关闭时, 阀芯与阀座的密封面发生相对磨擦, 能自已磨去结垢、有自清洗功能。另外在阀体内表面、阀芯和阀座表面烧结或镶嵌硬质材料, 可有效地抵抗灰水的冲蚀。他们介绍这种产品已在另外一家化工公司24万吨甲醇项目上也用作灰水阀, 使用了近二年, 效果很好。不过当时国内外这种产品的压力等级在Class150～Class600 (PN16～PN100) , 还没有Class900 (PN1500) 高压等级的偏心旋转调节阀产品;现存的DN200偏心旋转阀产品, 其允许压差也达不到7.1MPa, 所以要想这种调节阀用到本项目来控制灰水, 他们要解决这二个主要技术问题。

我在现场进行调查研究, 看套筒阀的剷垢、清洗, 了解煤灰、灰浆的物理化学性质, 认真了解现场实际使用的技术要求。我根据我公司的实际情况, 向上海某阀门厂提出技术要求, 他们试制了一台高压Class900 (PN1500) 气动耐冲蚀型偏心旋转阀, 口径DN200, 其允许压差高达8.9MPa。我们经过技术分析, 认为该方案可行, 于是我们公司打破常规, 大胆试用了他们的第一台高压耐冲蚀偏心旋转阀, 使用后从未发生过堵、卡现象, 再也用不着频繁拆卸清洗, 解决了一大难题;而且各种工况都能稳定操作, 符合系统的控制要求。从2007年8月到现在已使用了二年多时间, 效果令人满意。

从上面的例子可以年看出, 调节阀产品选型时应充分了解各种结构型式的固有特点, 用其长处避其短处;若选用不恰当的型式, 连基本性能都不符合要求, 那么无论进口的、还是国产的;无论阀门的材料多么好, 附助仪表多么先进, 还是要出问题的。相反采用了合适的结构型式, 某一方面性能存在差距, 那么通过正确的技术措施都可以解决的。

摘要：灰水调节阀在气化炉上的国产化改造分析及措施。

关键词：调节阀的改进,利弊分析,改进措施