GSP氣化爐苛刻工況閥門的應用及國產化

白紀耘

（神華寧夏煤業集團烯烴一分公司，寧夏銀川 750411）

GSP氣化爐苛刻工況閥門的應用及國產化

白紀耘

（神華寧夏煤業集團烯烴一分公司，寧夏銀川 750411）

神華寧夏煤業集團烯烴一分公司氣化裝置采用德國西門子加壓氣流床干煤粉氣化工藝技術（以下簡稱GSP），具有煤種適應性寬、碳轉化率高、有效氣產率高和氧耗低等優點。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的低壓煤倉（壓力約0.5kPa），經氣力輸送系統（壓力約0.7MPa）的冷氮輸送至氣化的低壓煤粉倉（壓力約1.5kPa），然后靠重力進入到煤鎖斗，鎖斗進行加壓至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3條煤粉管線輸送至氣化爐（3.8MPa）進行燃燒反應，產生合成氣、黑水和煤渣；合成氣經過洗滌除塵后送至下游變換裝置。黑水經過閃蒸、過濾之后進入到氣化裝置循環水系統，進行再循環使用。

GSP氣化爐；工況閥門；應用

1 煤鎖斗球閥在使用過程中暴露出的問題

自2012年開始，在氣化爐運行過程中陸續發現鎖斗閥門開始出現內漏、卡澀等問題，經過拆檢分析后發現干煤粉對閥門密封面沖刷磨損相當嚴重，并且閥門密封組件也出現了老化現象，閥座碟簧失效導致閥門內漏嚴重。結合氣化及排渣系統的高溫，高壓，易燃易爆，反應劇烈，爐渣沖刷等特殊情況，煤鎖球閥的損壞相當嚴重，而且其公稱通徑大，公稱壓力大，泄漏等級要求高。因此發現氣化鎖斗閥門需要進行計劃性集中下線維修。由于閥門高頻動作，因此也發現執行機構有串氣，O型圈老化等現象。

2 煤鎖斗球閥在使用過程中的解決措施

在閥門出現內漏卡澀后，車間利用氣化爐停車檢修機會開始對在線閥門進行計劃性集中下線檢修，并且對氣化鎖斗閥門進行采買整閥備件，這樣就縮短了單臺氣化爐的檢修周期，每次現將備閥更換上線再對更換下來的閥門進行外委修復，并且對執行機構進行氣密性檢查。并且制定了詳細的鎖斗閥維修技術要求，保證閥門維修后能達到現場使用要求，并且通過這幾年的維修經驗得出：氣化鎖斗閥的維修周期在10—12個月，鎖渣閥的維修周期在24個月。使用到期后必須進行集中下線進行維修，保證氣化爐運行時不影響裝置正常使用。

在鎖斗閥的維護過程中發現的問題及對策：鎖斗閥的維護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程。裝置運行初期1a后發現閥門內漏卡澀問題出現，經過與其他化工企業溝通了解因鎖斗閥的特殊性需要進行定期維修更換，一開始根據單臺氣化爐的使用周期進行集中更換，但由于工作量較大、備件不充足導致外送維修閥門不能按計劃回裝。經過集中討論最后確定為選擇性更換，每次氣化爐停車時對在線閥門進行試漏，根據試漏情況進行更換閥門，并且對到期閥門進行統計，一般單臺爐停車更換20臺左右。這樣既保證了氣化爐的正常運行，也保證了外送閥門的維修時間，同時單臺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，每臺閥門都必須逐臺試漏，根據管道上的流量計及聽針，保證閥門試漏的準確性。

3 氣化爐角閥使用維護特點及注意事項

3.1 黑水裝置閥門使用過程中出現的問題

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。而且閥門流體經閥門的出口壓力最大0.35MPa小于流體的汽化壓力2.6MPa，會出現閃蒸現象，閥門應考慮防磨措施。黑水一級閃蒸LV5401角閥內件采用整體碳化鎢材質，閥門采用文丘里結構。在使用過程中發現角閥內件沖刷嚴重，閥座表面經常沖出豁口，容易導致介質沖涮工藝管道；并且閥桿與閥芯材質不同，熱膨脹系數不同，導致閥芯經常斷裂。黑水二級閃蒸裝置LV5409選用陶瓷閥，陶瓷閥雖然耐沖刷，但因為介質含有固體顆粒，閥門經常出現卡澀抱死，導致陶瓷閥芯碎裂。

3.2 黑水裝置閥門使用過程中的解決措施

黑水一級閃蒸角閥閥芯采用螺紋式與銷軸式燒結連接方式，避免閥桿與閥芯頭的脫落，閥桿與閥芯的連接結構在角閥維護中起著很重要的作用，閥芯與閥桿因材質不同，所以熱膨脹系數就不同，閥芯連接的可靠性直接影響閥門的正常運行；并且對閥體內腔全部進行硬化處理；黑水介質含有固體顆粒量大，體積大，介質溫度高以及介質流速快，實際工況達不到設計要求等原因，造成黑水角閥閥內件及閥體被沖蝕。原閥設計材質缺陷，閥座下端面、流道、閥芯易被沖刷。后經過技術改造，將閥座流道進行鑲嵌實體碳化鎢材料，并且對閥座下端面進行硬質合金堆焊處理，有效延長閥內件使用壽命。

黑水二級閃蒸陶瓷閥內件進行技改，由原來的陶瓷件更換為金屬閥芯，并且對閥芯表面進行硬化處理，有效的延長了閥門的在線使用壽命，并且閥門在沒有出現抱死現象，雖然在使用8個月后閥內件有沖蝕現象，但相比較陶瓷閥芯效果要好的多。

［1］ 佚名.工業閥門選用指南［M］.北京：化學工業出版社，2014.

［2］ 劉經緯，呼宏安，李國庭.煤粉制備裝置氣力輸送控制系統的優化［J］.化工自動化及儀表，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

白紀耘（1987—），男，寧夏銀川人，助理工程師，主要從事儀表調節閥技術管理工作。