GSP氣化爐激冷水流量調節閥應用
隨著(zhù)GSP氣化爐的工業(yè)化應用，激冷水流量調節閥磨損問(wèn)題成為影響GSP氣化爐長(cháng)周期運行的一個(gè)焦點(diǎn)問(wèn)題，本文從GSP氣化爐激冷水流量調節閥應用工況、各種結構材質(zhì)的激冷水流量調節閥應用情況來(lái)分析研究GSP氣化爐激冷水調節閥的選型及應用。
某化工廠(chǎng)GSP氣化爐在開(kāi)車(chē)過(guò)程中發(fā)生激冷水流量調節閥短時(shí)間內沖刷磨損問(wèn)題，嚴重時(shí)激冷水流量調節閥上線(xiàn)運行不到3天，就出現閥芯磨損情況，導致激冷水流量調節閥無(wú)法正常調節，氣化爐被迫停車(chē)。筆者通過(guò)對GSP氣化爐激冷水流量調節閥沖刷、磨損原因進(jìn)行分析，對激冷水中固體顆粒物含量較大的工況下，激冷水流量調節閥的幾種改型應用進(jìn)行比較分析。
1、工藝簡(jiǎn)介
GSP氣化技術(shù)為干煤粉加壓氣化技術(shù)，來(lái)自磨煤干燥裝置的干煤粉經(jīng)過(guò)鎖斗加壓和煤粉給料倉密相流輸送到氣化爐頂部的煤燒嘴;煤在氣化爐反應室氣化為粗煤氣和液態(tài)灰渣，氣化產(chǎn)物直接向下進(jìn)入氣化爐激冷室，灰渣激冷固化后通過(guò)渣鎖斗排出，粗煤氣激冷飽和后進(jìn)入文丘里洗滌系統進(jìn)一步洗滌細灰;洗滌后的煤氣去下游變換裝置;氣化形成的灰水經(jīng)閃蒸后，進(jìn)黑水系統沉淀分離細灰，閃蒸氣冷卻后，去焚燒爐;氣化廢水經(jīng)廢水汽提后，去污水處理廠(chǎng)，酸氣去硫磺回收裝置。煤粉加壓輸送、煤氣化、排渣、洗滌等四個(gè)工序集中布置在氣化區域，黑水閃蒸、黑水處理、廢水汽提等系統布置在黑水區域。
GSP氣化爐激冷水系統主要為氣化爐激冷室提供循環(huán)激冷水，通過(guò)激冷水流量調節閥調節到激冷室的水流量而控制激冷室溫度，若激冷水流量調節閥無(wú)法正常調節則影響氣化爐結渣效果甚至燒毀激冷室。(如圖1)
圖1 GSP氣化爐工藝示意簡(jiǎn)圖
2、GSP氣化爐激冷水流量調節閥沖刷、磨損原因分析
GSP氣化爐激冷水流量調節閥沖刷、磨損的直接原因為激冷水中含有大量顆粒物質(zhì)，激冷水流經(jīng)閥體時(shí)對閥體產(chǎn)生沖刷、磨損。按照工藝商西門(mén)子設計，激冷水系統中的顆粒度大小為0.1um，含量為0.1mg/L;而在氣化爐試車(chē)過(guò)程中，實(shí)際工況與原設計工況出現重大偏離，激冷水系統中的顆粒度大小達到900um，顆粒物含量達到980mg/L，與原設計工況相比增大了幾千倍。激冷水流量調節閥在調節過(guò)程中，激冷水夾帶固體顆粒物高速流經(jīng)閥體，顆粒物對閥芯、閥座及閥體高速沖刷，造成閥芯、閥座及閥體磨損，隨著(zhù)閥芯沖刷磨損加劇，激冷水流量調節閥流量調節特性逐漸變差，最終激冷水流量調節閥無(wú)法正常調節激冷水流量。
激冷水流量調節閥磨損的間接原因是閥門(mén)結構及閥內件材質(zhì)選擇不當。例如原設計采用SamsonV-Port結構形式的激冷水流量調節閥，閥內件材質(zhì)為雙相鋼，V-Port結構具有分流、閥芯導向功能，激冷水流過(guò)時(shí)，閥腔內易產(chǎn)生渦流現象，會(huì )增加閥內件被沖刷的力度。雙相鋼閥內件，抗腐蝕能力強，但是材質(zhì)硬度不高、抗沖刷能力弱、介質(zhì)沖向閥芯部位呈銳角易被沖刷損壞。
3、GSP氣化爐激冷水流量調節閥的幾種改型應用
3.1、閥內件表面碳化鎢噴涂
在SamsonV-Port結構激冷水流量調節閥基礎上，將雙相鋼閥內件表面做碳化鎢噴涂處理，提高閥內件硬度，在一定程度上能提高閥門(mén)耐沖刷能力。碳化鎢噴涂處理后的閥門(mén)在線(xiàn)運行狀況能得到一定改善，能在線(xiàn)運行10天左右。
3.2、采用籠式結構，提高閥內件材質(zhì)硬度
閥門(mén)采用籠式結構，閥座采用孔式結構，閥內件材質(zhì)選擇較硬的440C。激冷水調節閥采用籠式結構，激冷水流過(guò)閥門(mén)時(shí)壓力降低，減小沖刷力度，同時(shí)采用硬度較高的440C作為閥內件材質(zhì)，增強閥內件抗沖刷能力�；\式結構激冷水流量調節閥在線(xiàn)連續運行時(shí)間可達到一個(gè)月，抗沖刷能力明顯提高。
3.3、采用偏心旋轉閥
閥門(mén)采用偏心旋轉閥，閥體材質(zhì)選用鉻鉬鋼+碳化鎢噴涂，內件材質(zhì)選用17-4PH+激光熔焊。偏心旋轉閥做激冷水流量調節用，閥門(mén)流道相對簡(jiǎn)單，一定程度上可減少激冷水對閥門(mén)的沖刷，但是仍然不能滿(mǎn)足長(cháng)周期連續運行要求。
3.4、采用陶瓷滑板閥
閥門(mén)采用陶瓷滑板閥，閥體陶瓷內襯，陶瓷滑板閥的優(yōu)點(diǎn)是閥門(mén)流道為直通型，流道簡(jiǎn)單，流體通過(guò)時(shí)摩擦沖刷小，另外采用陶瓷材質(zhì)，大大提高了閥門(mén)抗沖刷能力。
激冷水流量調節閥采用陶瓷滑板閥，從閥門(mén)結構形式和閥門(mén)材質(zhì)兩方面克服了激冷水沖刷問(wèn)題，大大延長(cháng)了激冷水流量調節閥在線(xiàn)連續運行周期。
4、結語(yǔ)
筆者通過(guò)對GSP氣化爐激冷水流量調節閥沖刷磨損原因進(jìn)行分析，對激冷水流量調節閥的幾種改型應用進(jìn)行了比較分析，結合現場(chǎng)實(shí)際應用，提出了目前GSP氣化爐激冷水流量調節閥抗沖刷、磨損最佳結構形式為陶瓷滑板閥，對GSP氣化爐的長(cháng)周期穩定運行有著(zhù)重要意義。
