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2023/4/29 0:45:19
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调节阀在煤化工行业的应用及工艺要求
　　煤化工是一个以煤为原材料，通过化学加工的方法将煤转化成固体、液体和气体燃料及其他化学品的行业。现代煤化工主要包括煤制油、二甲醚、煤制烯烃、煤制乙二醇、煤制天然气等有机原料。以其产业链且资源转化率较高的特性成为现代煤化工发展的主流趋势。
 
　　为满足我国能源结构调整的需要，研制开发大型煤化工成套设备已是国家重大技术装备战略任务之一，同时配套设备国产化工作也成为其重点任务。其中，作为煤化工中的核心应用部件———调节阀，其使用环境十分严苛，调节阀内通常流通着由气、液、固组成的多相流，并且在高温、高压、高腐蚀的环境下进行工作。其中流体介质黑水、渣水及灰水含有氯离子、氨、钾盐、硫化氢或磷酸等强腐蚀介质，并且阀门前后压差大。在节流口，流体介质混杂着硬质颗粒高速流动，具有强大的动能，阀门的阀芯或阀座等表面很快被冲出流线形的细槽，形成侵蚀，同时有阻塞流发生，高速流体产生闪蒸或空化。
 
　　目前大型煤化工的关键阀门，如煤粉进料阀、锁渣阀、高压氧气切断阀和氮塞球阀、高压氧气调节阀、高压黑水和灰水切断阀、高压黑水闪蒸阀等大部分还依赖进口。其核心特种阀门：黑水调节阀，在煤气化应用中气化炉底到气化高温热水器设置1台黑水液位调节阀，洗涤塔底部到高温热水器设置2台黑水调节阀。因为工况恶劣，导致阀门的寿命都较短，传统的工艺管线上主要采用进口的结构形式为偏心旋转调节阀，其结构耐腐蚀、耐高温性能好，但是耐冲刷性能差。其阀芯、阀座及阀体流道等喷涂碳化钨处理，其寿命约为3个月，而国内产品仅仅使用半个月左右。受此影响，装置运行需要频繁地更换阀门，既浪费工时又加大了生产成本。
 
　　随着科学技术的发展，煤化工工艺的不断创新，其装置也向高参数、大型化方向发展。与此同时我国阀门行业通过积极自主创新，消化吸收引进技术和技术改造，研发能力、工艺装备、产品设计制造水平和产品质量都有明显提高，加之新型材料工艺的不断出现，在国家重大技术装备国产化，如核电、火电、石油、煤化工、天然气长输管线等均取得了丰硕的成果。
 
　　在煤化工气化装置中，气化炉底到气化高温热水器设置1台黑水液位调节阀，洗涤塔底部到高温热水器设置2台黑水调节阀。
 
　　1、这些调节阀工作温度较高，压降大，灰渣含量也zui高，应能够耐受通过阀门压力降引起的高流速，还要耐受闪蒸溶解气的气蚀、水的汽化和煤灰颗粒引起的腐蚀及磨蚀。尤其是在*级闪蒸，黑水从高压经过闪蒸阀直接降到中低压，由于闪蒸出大量工艺蒸汽，物料流过闪蒸阀节流元件的速度非常高，导致磨损会比较严重。
 
　　2、黑水、渣水及灰水含有氯离子、氨、钾盐、硫化氢或磷酸等强腐蚀介质，并且阀门前后压差大。在节流口，流体介质混杂着硬质颗粒高速流动，具有强大的动能，阀门的阀芯或阀座等表面很快被冲出流线形的细槽，形成侵蚀，同时有阻塞流发生，高速流体产生闪蒸或空化。介质在阀腔内的聚泡爆裂过程，会释放很大的能量，对阀体内部及节流元件等零件产生强力破坏，形成气蚀。
 
　　3、过去是将*级闪蒸阀分解为两个串连的减压调节阀，这样把每一台阀的前后压差降低50%，经过每台阀闪蒸出来的工艺蒸汽量相应减小，闪蒸阀磨损的情况得到较大改观。黑水调节阀推荐为角阀，阀芯阀座材质要求用硬质合金(WC)堆焊或更好的金属硬化工艺，为防止闪蒸对阀门造成的破坏，出口配套锥形管。传统的工艺管线上主要采用进口的结构形式为偏心旋转调节阀，其结构耐腐蚀、耐高温性能好，但是耐冲刷性能差。
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