煤化工氣化工段灰水處理單元工藝切斷閥常見問題分析及

滑板切斷閥在灰水工況上的成功運用案例分享

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煤的潔凈與高 效利用是當今我國能源與環(huán)保領域中的重大技術課題，也是我國國民經濟持續(xù)發(fā)展的關鍵技術之一。煤氣化是將一次能源轉化為潔凈的二次能源的主要途徑，目前在氣流床氣化技術中具有代表性的主要有兩種：一是采用水煤漿為原料的德士古(Texaco)氣化爐和采用干粉煤為原料的殼牌(Shell)氣化爐，總體說來，這兩種工藝都具有安全、穩(wěn)定、長周期運行的特點。在此工藝上運行的閥門設備往往被要求具備耐壓、耐溫、耐沖刷、耐腐蝕、啟閉高可靠性和持久嚴密密封性能等。低壓灰水單元，因介質非常容易產生結垢物（如下表1所示，為某廠的灰水成分分析報告），造成工藝管道堵塞，就不得不定期進行切換清洗（如圖一所示，運行一個周期后灰水在工藝管線內的結垢物照片）。

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表1，灰水分析報告

項目	PH值	NH3-N	懸浮物	總堿度	總硬度	總溶固	CL-	SiO2
值（mg/L）	7.61	1095	46	6452	1756	5308	773	330

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圖一、灰水管線結垢物

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雖然閥門動作頻率不高，一般3～6個月動作一次，但是當需要工藝切換時，灰水閥往往出現(xiàn)切不動、關不嚴和卡死等問題。一旦工藝切換失敗，就會嚴重影響生產的連續(xù)進行，甚至可能不得不系統(tǒng)停車檢修，造成難以估量的經濟損失。

目前國內灰水處理單元用的工藝切換閥起初大多采用閘閥，因卡阻問題、內漏問題等一直未得到很好的解決，后來采用偏心球閥（如下圖二、圖三所示）結構。雖然啟閉可靠性和內漏問題有所改善，但是因國內煤質不穩(wěn)定，結垢嚴重程度很難控制，卡死、內漏問題任常有發(fā)生。

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圖二、典型的閘閥結構?

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圖三、偏心球閥結構

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閘閥結構，因存在密封面傾角，當閥門開啟時，閥座與閥芯脫開無接觸，密封面暴露在介質流中，閥內腔也與介質流道連通。閥內腔、閥芯表面介質流速很低，密封面、閥內腔表面及其他閥內件表面成為結垢物附著的溫床，當結垢物積聚到一定厚度和硬度時，閥門動作就受到了很大的影響。結垢物在閥內腔、密封面淤積，阻礙閥門的正常啟閉，嚴重時直接卡死閥門。

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從圖三可知，雖然偏心球閥閥內腔無死角，閥芯也暴露在介質流的沖刷下，介質流速相對較高，介質結垢物附著能力減弱，另外當閥門啟閉時，閥芯與閥座還存在相對的滑動，可以刮落附著在密封面處的結垢物。但是還是常有卡死、內漏的問題發(fā)生。分析其原因主要來自于以下方面：

①、介質結垢物附著在閥桿周圍，直接抱死閥桿，使閥門無動作。

②、結垢物嚴重、硬度較高時，卡死閥門或者閥門關閉不嚴。

③、偏心球閥結構啟閉時只能刮落結垢物，不能像剪刀一樣剪斷介質結垢物。當結垢物附著力較大時，卡死閥門或者閥門關閉不嚴。

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鑒于灰水閥存在的問題，重慶川武儀表有限公司自主開發(fā)了一款新型的滑板切斷閥結構，從2019年11月安裝上線運行到現(xiàn)在為止，已在蒲城清潔能源灰水處理單元成功使用2年零1個月且無檢修的業(yè)績，現(xiàn)此閥還在線運行（如圖四所示）。此閥已于2021年12月15日通過了陜西省設備管理協(xié)會的專家技術鑒定，并簽發(fā)了設備技術鑒定書（如下圖五所示）。

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圖四、灰水滑板閥安裝現(xiàn)場照片

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圖五、技術鑒定書

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滑板切斷閥能成功解決灰水閥存在的技術難題，并且能夠獲得專家的技術認可，主要歸功其特 有的閥門結構（如圖六所示）特點。

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圖六、滑板切斷閥結構示意圖

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1、閥門在全開、全閉時，介質流道與閥內腔完全隔離，消除了介質結垢物在閥內腔、閥桿上附著的結構因素。有效解決了閥門因介質結垢物在閥內腔、閥桿上淤積造成啟閉卡阻的技術難題。雖然閥門在啟閉過程中有部分液體進入閥腔，但是因啟閉不頻繁且時間短，淤積量很小，另外還在閥體下部設置有吹掃/排渣孔，完全不用擔心啟閉過程介質進閥腔造成啟閉卡阻的問題。

2、閥門采用直行程的啟閉方式，啟閉過程中，閥板與閥座一直牢牢貼合，且與介質流向垂直（90°），當執(zhí)行機構動作時，可輕松刮落和剪斷介質結垢物，即使是結垢嚴重或者結垢物很硬的情況下，也可輕松切斷閥門。

3、介質壓力幫助閥門密封，閥門關閉后，可實現(xiàn)零泄漏。

結束語：滑板切斷閥它是一種把工藝盲板直行程動作和球閥浮動閥座創(chuàng)造性地結合起來的全新隱藏式面密封閥門，閥板與閥座經過硬化研磨至鏡面，實現(xiàn)了完全零泄漏，操作力小，具有其它類型閥門無法比擬的超 強切斷剪切能力。

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