煤化工裝置黑水角閥的失效分析和優(yōu)化措施

2021-01-12

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煤炭在未來相當(dāng)長的一段時(shí)間內(nèi)，依舊是我國能源的主力軍。對煤炭能源加以清潔高效利用是我國能源開采面臨的一大主要難題。高效率的開采，自然離不開先進(jìn)的技術(shù)和裝置設(shè)備。黑水角閥是煤化工裝置中必不可少的重要設(shè)備之一，今天西迪小編就給大家介紹一下煤化工裝置黑水角閥的失效表現(xiàn)以及對失效如何優(yōu)化的有效措施，從而保障煤化工挖掘項(xiàng)目順利進(jìn)行。

黑水角閥長期在進(jìn)出口壓差很大的氣、液、固三相流介質(zhì)中使用，在確保調(diào)節(jié)特性前提下，無論是材質(zhì)選擇，還是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，都要求耐腐蝕、抗沖刷等性能。因此，黑水角閥中的閥體、閥座以及閥芯閥桿等部件，都最好選用硬質(zhì)合金材料。

為保證含固多相流介質(zhì)流動(dòng)順暢無阻塞，黑水角閥普遍采用了角式自潔閥腔設(shè)計(jì)。它的主要失效形式表現(xiàn)為：閥芯沖損嚴(yán)重；閥座沖損嚴(yán)重；下游法蘭沖損嚴(yán)重；閥桿沖蝕嚴(yán)重；閥芯掉落；閥桿卡澀；氣動(dòng)執(zhí)行器串氣等。其中，閥芯和閥座沖蝕嚴(yán)重是最為主要的失效問題，其次是閥后下游法蘭沖損問題，其余失效問題的發(fā)生概率比較小。

黑水角閥的失效風(fēng)險(xiǎn)因素主要體現(xiàn)在腐蝕破壞、高速?zèng)_蝕、汽蝕破壞等方面。針對腐蝕破壞，在黑水角閥選材的時(shí)候嗎，就應(yīng)該考慮對抗介質(zhì)的腐蝕特性，選擇耐腐蝕的硬質(zhì)合金材料或者對其表面進(jìn)行涂層來避免該類失效。

針對黑水角閥的高速?zèng)_蝕磨損問題，專家對其進(jìn)行了改進(jìn)研究。首先，建議選用更加耐磨耐沖蝕材料，這無疑是對抗高速?zèng)_蝕失效最為直接的手段。對黑水角閥的閥芯、閥座的節(jié)流口處堆焊或者噴焊司太立合金，或者經(jīng)過涂層工藝處理等，使得黑水角閥具有更好的耐磨效果。目前，黑水角閥普遍使用的內(nèi)件材質(zhì)為硬質(zhì)合金材質(zhì)，特別是整體燒結(jié)的碳化鎢，其材料的致密度高，硬度可高達(dá)HRA90，耐磨性能非常優(yōu)越。

其次是對工藝流程進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，實(shí)際上材料、設(shè)備等都是依據(jù)工藝工況來進(jìn)行選型設(shè)計(jì)制造，并最終服務(wù)于工藝的，所有不妨從工藝角度廚房，來控制和改善黑水角閥的使用工況。在氣化原料環(huán)節(jié)，選擇低灰分原料煤；維持氣化系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

黑水角閥是多種煤化工工藝裝置中不可或缺的關(guān)鍵設(shè)備，廣泛應(yīng)用于黑水閃蒸系統(tǒng)的工藝管線中。黑水角式調(diào)節(jié)閥應(yīng)用于煤氣化德士古工藝的閃蒸和灰水處理系統(tǒng)，主要是對來自氣化爐和洗滌塔底部的黑水進(jìn)行液位調(diào)節(jié)及降壓閃蒸，以降低黑水溫度、釋放溶解性氣體及濃縮黑水。針對使用工況溫度高、壓降大、灰渣含量高、腐蝕性強(qiáng)的特點(diǎn)，閥體結(jié)構(gòu)采用角式流線型設(shè)計(jì)，閥桿采用防振、防物料沉積及防轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)，閥座出口段鑲有襯管，且氣缸采用大推力的雙作用帶彈簧結(jié)構(gòu)：同時(shí)閥芯及襯管采用整體燒結(jié)硬質(zhì)合金，通過以上對閥門結(jié)構(gòu)和材料的優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而保證其在系統(tǒng)中可靠、安全的工作。

西迪技術(shù)股份有限公司專業(yè)為煤化工行業(yè)惡劣工況提供解決方案，為黑水角閥提供關(guān)鍵硬質(zhì)合金零部件，為客戶提供煤化工閃蒸解決方案。

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