激冷水流量調節閥的設計選型及應用

劉連景，肖 玲

(濮陽龍宇化工有限責任公司，河南濮陽 457000)

濮陽龍宇化工有限責任公司(簡稱濮陽龍化)年產20萬t甲醇裝置是國內首套粉煤加壓氣化裝置航天第一爐的發源地，是在引進、消化吸收國外殼牌公司的Shell粉煤加壓技術和GE公司的德士古水煤漿加壓氣化技術基礎上的再創新。該技術在備煤、輸煤、燃燒調節系統、氣化爐輻射段均采用先進的粉煤氣流床氣化技術;灰渣水系統、洗滌、凈化則采用氣體急冷流程技術。

1 系統概述與改造背景

由磨煤系統生產的合格粉煤經加壓與空分生產的氧氣與蒸汽由粉煤燒嘴噴入氣化爐，在3.5 MPa(G)壓力，1 400～1 700℃高溫下充分混合，進行部分氧化反應，生成以H2、CO、CO2為主要成分的合成氣，這些物質離開反應室向下進入激冷室，經激冷環后流經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P1303泵送至氣化爐的激冷室，氣化爐激冷水流量調節閥(13FV-0008)安裝于激冷水泵P1303A/B泵出口，管道規格為 DV200，PN11.0，通過偏心異徑接頭(DN200-DN80)縮徑為DN80，該調節閥原設計流量0～200 t/h，常用量0～170 t/h，由于管道大幅度縮頸，造成此處流速高達每秒100多米，加上介質富含煤粉顆粒，對調節閥的沖蝕特別嚴重，雖然原設計選型為進口閥，閥芯結構為偏心球閥，但使用歷史周期不超過2個月，就會造成調節閥閥芯閥座被沖壞，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，后改用國產調節閥偏心旋轉閥，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，給公司帶來重大經濟損失，嚴重制約著航天爐的長周期安穩運行。為此，廣大技術人員在查閱大量技術資料，咨詢眾多生產廠家的基礎上，大膽采用V型結構調節閥，并按照要求設計，選擇材質并作特殊處理，此舉改進取得了良好的效果。

2 設計改造方案

本次設計方案，重點是在閥芯閥座及流道上作為重點技術突破口，在保證長周期使用方面，結合岳陽東方自控閥門廠做了大量改動和技術論證，最終確定選用V型旋轉調節閥，該調節閥是專門針對氣、固(顆粒及粉末)兩相介質的流體切斷及調節而設計開發的，特別適宜煤化工裝置。它克服了以往國內外同類產品的密封性能低、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(調節閥密封等級可達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沖刷下不易沖刷損壞，確保閥門長時間保證其技術性能。閥門結構為固定式;閥桿與閥芯裝配為帶錐銷的一體結構，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;閥座設計有彈簧自動補償磨損功能。執行機構采用壓鑄鋁合金缸體，其缸內壁與雙活塞鑄鋁齒條進行硬質氧化。該執行器安裝對稱，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，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。

主要技術參數:特種V型調節閥，公稱通徑:80 mm;公稱壓力:11 MPa;適用溫度:260～300℃;流量特性:等百分比;法蘭標準:HG20615。

3 結束語

該閥自2011年2月使用至今，已連續使用10個月，期間設備連續運行時間已高達210多天，沒有出現以往因閥門內漏、外漏而造成的停車事故，對生產裝置的穩定運行和成本的節能降耗意義重大。此閥的設計及應用對粉煤氣化黑水閥門的選型具有很好的借鑒意義。