GSP氣化爐苛刻工況閥門的應(yīng)用及國(guó)產(chǎn)化

白紀(jì)耘

（神華寧夏煤業(yè)集團(tuán)烯烴一分公司，寧夏銀川 750411）

GSP氣化爐苛刻工況閥門的應(yīng)用及國(guó)產(chǎn)化

白紀(jì)耘

（神華寧夏煤業(yè)集團(tuán)烯烴一分公司，寧夏銀川 750411）

神華寧夏煤業(yè)集團(tuán)烯烴一分公司氣化裝置采用德國(guó)西門子加壓氣流床干煤粉氣化工藝技術(shù)（以下簡(jiǎn)稱GSP），具有煤種適應(yīng)性寬、碳轉(zhuǎn)化率高、有效氣產(chǎn)率高和氧耗低等優(yōu)點(diǎn)。該干煤粉氣化工藝大致可描述為：合格的干煤粉由煤粉制備系統(tǒng)的低壓煤倉(cāng)（壓力約0.5kPa），經(jīng)氣力輸送系統(tǒng)（壓力約0.7MPa）的冷氮輸送至氣化的低壓煤粉倉(cāng)（壓力約1.5kPa），然后靠重力進(jìn)入到煤鎖斗，鎖斗進(jìn)行加壓至4.5MPa然后輸送至氣化爐的給料容器（4.5MPa），最后利用給料器和氣化爐的差壓通過(guò)3條煤粉管線輸送至氣化爐（3.8MPa）進(jìn)行燃燒反應(yīng)，產(chǎn)生合成氣、黑水和煤渣；合成氣經(jīng)過(guò)洗滌除塵后送至下游變換裝置。黑水經(jīng)過(guò)閃蒸、過(guò)濾之后進(jìn)入到氣化裝置循環(huán)水系統(tǒng)，進(jìn)行再循環(huán)使用。

GSP氣化爐；工況閥門；應(yīng)用

1 煤鎖斗球閥在使用過(guò)程中暴露出的問(wèn)題

自2012年開始，在氣化爐運(yùn)行過(guò)程中陸續(xù)發(fā)現(xiàn)鎖斗閥門開始出現(xiàn)內(nèi)漏、卡澀等問(wèn)題，經(jīng)過(guò)拆檢分析后發(fā)現(xiàn)干煤粉對(duì)閥門密封面沖刷磨損相當(dāng)嚴(yán)重，并且閥門密封組件也出現(xiàn)了老化現(xiàn)象，閥座碟簧失效導(dǎo)致閥門內(nèi)漏嚴(yán)重。結(jié)合氣化及排渣系統(tǒng)的高溫，高壓，易燃易爆，反應(yīng)劇烈，爐渣沖刷等特殊情況，煤鎖球閥的損壞相當(dāng)嚴(yán)重，而且其公稱通徑大，公稱壓力大，泄漏等級(jí)要求高。因此發(fā)現(xiàn)氣化鎖斗閥門需要進(jìn)行計(jì)劃性集中下線維修。由于閥門高頻動(dòng)作，因此也發(fā)現(xiàn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)有串氣，O型圈老化等現(xiàn)象。

2 煤鎖斗球閥在使用過(guò)程中的解決措施

在閥門出現(xiàn)內(nèi)漏卡澀后，車間利用氣化爐停車檢修機(jī)會(huì)開始對(duì)在線閥門進(jìn)行計(jì)劃性集中下線檢修，并且對(duì)氣化鎖斗閥門進(jìn)行采買整閥備件，這樣就縮短了單臺(tái)氣化爐的檢修周期，每次現(xiàn)將備閥更換上線再對(duì)更換下來(lái)的閥門進(jìn)行外委修復(fù)，并且對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行氣密性檢查。并且制定了詳細(xì)的鎖斗閥維修技術(shù)要求，保證閥門維修后能達(dá)到現(xiàn)場(chǎng)使用要求，并且通過(guò)這幾年的維修經(jīng)驗(yàn)得出：氣化鎖斗閥的維修周期在10—12個(gè)月，鎖渣閥的維修周期在24個(gè)月。使用到期后必須進(jìn)行集中下線進(jìn)行維修，保證氣化爐運(yùn)行時(shí)不影響裝置正常使用。

在鎖斗閥的維護(hù)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題及對(duì)策：鎖斗閥的維護(hù)從一開始的集中更換變更為每次停車試漏加到期閥門更換過(guò)程。裝置運(yùn)行初期1a后發(fā)現(xiàn)閥門內(nèi)漏卡澀問(wèn)題出現(xiàn)，經(jīng)過(guò)與其他化工企業(yè)溝通了解因鎖斗閥的特殊性需要進(jìn)行定期維修更換，一開始根據(jù)單臺(tái)氣化爐的使用周期進(jìn)行集中更換，但由于工作量較大、備件不充足導(dǎo)致外送維修閥門不能按計(jì)劃回裝。經(jīng)過(guò)集中討論最后確定為選擇性更換，每次氣化爐停車時(shí)對(duì)在線閥門進(jìn)行試漏，根據(jù)試漏情況進(jìn)行更換閥門，并且對(duì)到期閥門進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，一般單臺(tái)爐停車更換20臺(tái)左右。這樣既保證了氣化爐的正常運(yùn)行，也保證了外送閥門的維修時(shí)間，同時(shí)單臺(tái)氣化爐的維修工作量較集中更換少了很多。其中每次停爐的試漏很重要，每臺(tái)閥門都必須逐臺(tái)試漏，根據(jù)管道上的流量計(jì)及聽針，保證閥門試漏的準(zhǔn)確性。

3 氣化爐角閥使用維護(hù)特點(diǎn)及注意事項(xiàng)

3.1 黑水裝置閥門使用過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題

黑水角閥是用于煤化工水煤漿工藝的一種特殊閥門，其工況惡劣，介質(zhì)中含有3%～5%甚至更多的固體顆粒，流體最高溫度225℃，壓差大。而且閥門流體經(jīng)閥門的出口壓力最大0.35MPa小于流體的汽化壓力2.6MPa，會(huì)出現(xiàn)閃蒸現(xiàn)象，閥門應(yīng)考慮防磨措施。黑水一級(jí)閃蒸LV5401角閥內(nèi)件采用整體碳化鎢材質(zhì)，閥門采用文丘里結(jié)構(gòu)。在使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)角閥內(nèi)件沖刷嚴(yán)重，閥座表面經(jīng)常沖出豁口，容易導(dǎo)致介質(zhì)沖涮工藝管道；并且閥桿與閥芯材質(zhì)不同，熱膨脹系數(shù)不同，導(dǎo)致閥芯經(jīng)常斷裂。黑水二級(jí)閃蒸裝置LV5409選用陶瓷閥，陶瓷閥雖然耐沖刷，但因?yàn)榻橘|(zhì)含有固體顆粒，閥門經(jīng)常出現(xiàn)卡澀抱死，導(dǎo)致陶瓷閥芯碎裂。

3.2 黑水裝置閥門使用過(guò)程中的解決措施

黑水一級(jí)閃蒸角閥閥芯采用螺紋式與銷軸式燒結(jié)連接方式，避免閥桿與閥芯頭的脫落，閥桿與閥芯的連接結(jié)構(gòu)在角閥維護(hù)中起著很重要的作用，閥芯與閥桿因材質(zhì)不同，所以熱膨脹系數(shù)就不同，閥芯連接的可靠性直接影響閥門的正常運(yùn)行；并且對(duì)閥體內(nèi)腔全部進(jìn)行硬化處理；黑水介質(zhì)含有固體顆粒量大，體積大，介質(zhì)溫度高以及介質(zhì)流速快，實(shí)際工況達(dá)不到設(shè)計(jì)要求等原因，造成黑水角閥閥內(nèi)件及閥體被沖蝕。原閥設(shè)計(jì)材質(zhì)缺陷，閥座下端面、流道、閥芯易被沖刷。后經(jīng)過(guò)技術(shù)改造，將閥座流道進(jìn)行鑲嵌實(shí)體碳化鎢材料，并且對(duì)閥座下端面進(jìn)行硬質(zhì)合金堆焊處理，有效延長(zhǎng)閥內(nèi)件使用壽命。

黑水二級(jí)閃蒸陶瓷閥內(nèi)件進(jìn)行技改，由原來(lái)的陶瓷件更換為金屬閥芯，并且對(duì)閥芯表面進(jìn)行硬化處理，有效的延長(zhǎng)了閥門的在線使用壽命，并且閥門在沒(méi)有出現(xiàn)抱死現(xiàn)象，雖然在使用8個(gè)月后閥內(nèi)件有沖蝕現(xiàn)象，但相比較陶瓷閥芯效果要好的多。

［1］ 佚名.工業(yè)閥門選用指南［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2014.

［2］ 劉經(jīng)緯，呼宏安，李國(guó)庭.煤粉制備裝置氣力輸送控制系統(tǒng)的優(yōu)化［J］.化工自動(dòng)化及儀表，2015（11）：1277-1278.

Application and Localization of Harsh Condition Valve for GSP Gasifier

Bai Ji-yun

The gasifi cation unit of Shenhua Ningxia Coal Industry Group Co.，Ltd is a kind of coal gasifi cation technology（GSP），which is characterized by wide adaptability of coal，high carbon conversion rate，effective gas yield High and low oxygen consumption advantages.The dry coal gasifi cation process can be described as follows：qualifi ed dry pulverized coal from the coal preparation system of low-pressure coal bunker（pressure about 0.5kPa），through the pneumatic conveying system（pressure of about 0.7MPa）cold nitrogen transported to the gasifi cation（Pressure about 1.5kPa），and then by gravity into the coal lock bucket，lock bucket pressurized to 4.5MPa and then sent to the gasifi er feed container（4.5MPa），and fi nally the use of feeder and gas The differential pressure of the furnace is sent to the gasifi er（3.8MPa）through three pulverized coal lines for combustion reaction to produce syngas，black water and coal cinder.The syngas is sent to the downstream converter after being cleaned and cleaned.Black water after fl ashing，fi ltered into the gasifi cation device after the circulating water system，for recycling.

GSP gasifi er；working condition valve；application

TQ546

B

1003-6490（2016）07-0115-01

2016-07-06

白紀(jì)耘（1987—），男，寧夏銀川人，助理工程師，主要從事儀表調(diào)節(jié)閥技術(shù)管理工作。