調(diào)節(jié)閥使用與選型的思考

文/祁維軍 胡彥文

轉(zhuǎn)鼓復(fù)合肥裝置進(jìn)管式反應(yīng)器渣酸料漿調(diào)節(jié)閥損壞原因分析及選型建議——對轉(zhuǎn)鼓復(fù)合肥裝置進(jìn)管式反應(yīng)器渣酸料漿調(diào)節(jié)閥FV-04601內(nèi)漏，閥內(nèi)件損壞原因的分析，Cv值的重新計(jì)算，以及運(yùn)行數(shù)據(jù)的收集和思考，選擇籠套型旋塞閥，運(yùn)行良好，為裝置安穩(wěn)長滿優(yōu)運(yùn)行，提供了可靠保證。

轉(zhuǎn)鼓復(fù)合肥裝置自開車以來，渣酸調(diào)節(jié)閥存在兩個問題：第一，長期小開度運(yùn)行，閥門開度在5%左右，導(dǎo)致很難控制，無法投自動；第二，閥門襯套沖刷損壞，閥芯腐蝕，導(dǎo)致內(nèi)漏，甚至閥芯碎裂、卡死導(dǎo)致停車。

前后使用過FLOWSERVE旋塞閥、YADI旋塞閥、SZZ陶瓷閥以及FLYGER球閥，均無法滿足長周期運(yùn)行的工藝要求，具體情況見表1。

表1 閥門使用情況表

2019年3月27日使用AZ籠套型旋塞閥，在運(yùn)行中周期檢查，跟蹤運(yùn)行情況，并無異常；2020年裝置度大修，解體檢查發(fā)現(xiàn)籠套有腐蝕情況，但不影響工藝指標(biāo)的控制。2020年5月9日更換新備件。AZ籠套型旋塞閥在線運(yùn)行時長13個月，可以保證裝置長周期運(yùn)行。

對閥門常在小開度運(yùn)行原因分析

通過查詢原設(shè)計(jì)資料發(fā)現(xiàn)，原設(shè)計(jì)的閥門流量為7.5~30 m3/h；而工藝技術(shù)人員根據(jù)現(xiàn)在裝置運(yùn)行情況給出的工藝流量為3.5 ~18 m3/h，見表2；所以原設(shè)計(jì)閥門的流通能力偏大，要根據(jù)實(shí)際工藝參數(shù)計(jì)算閥門的流通能力Cv值，選擇相應(yīng)的調(diào)節(jié)閥。

表2 工藝參數(shù)表

調(diào)節(jié)閥長期小開度運(yùn)行，也導(dǎo)致閥門進(jìn)口和出口閥座襯套長期沖蝕，襯套損壞，出現(xiàn)內(nèi)漏，閥門的調(diào)節(jié)性能更低，導(dǎo)致控制渣酸流量更難。

圖1 普通旋塞閥小開度，沖刷襯套

圖2 旋塞閥襯套沖蝕損壞

圖3 陶瓷球閥閥內(nèi)件碎裂

閥內(nèi)件腐蝕原因分析

以磷酸為主要原料生產(chǎn)復(fù)合肥時，渣酸介質(zhì)復(fù)雜，以渣場回水作為尾洗工序的洗滌液，在預(yù)洗槽加入硫酸，在管反槽加入磷酸，配比25%~30%；從表5中看出還有F－、K＋、Na＋、CL-以及SO42-等離子，對金屬腐蝕很厲害，管道材質(zhì)為904L，F(xiàn)LOWSERVE的旋塞閥、YADI的旋塞閥、AZ旋塞閥的閥體和閥內(nèi)件材質(zhì)都是CD4MCu，屬于雙相不銹鋼，耐腐蝕 (磷酸 )優(yōu)于 904L。2020年4月份調(diào)整生產(chǎn)工藝為半料漿生產(chǎn)法，調(diào)節(jié)閥FV-04601主要介質(zhì)調(diào)整為MAP溶液，AZ旋塞閥運(yùn)行15個月后，發(fā)現(xiàn)籠套有比較嚴(yán)重的全面腐蝕。僅渣場回水中磷酸的含量＜1%，但是硫酸的量有所增加（0.5~1.0 m3/h），因?yàn)?04L可以解決硫酸、磷酸的全面腐蝕問題,又可以解決氯化物點(diǎn)腐蝕、縫隙腐蝕、應(yīng)力腐蝕和晶間腐蝕問題，在半料漿生產(chǎn)生產(chǎn)工藝中，閥內(nèi)件選904L會更耐腐蝕,這需要在今后的使用中去驗(yàn)證。

渣酸調(diào)節(jié)閥選型方面的思考

調(diào)節(jié)閥選型Cv值計(jì)算要準(zhǔn)確

選型首先要根據(jù)實(shí)際工藝參數(shù)來計(jì)算調(diào)節(jié)閥Cv值，進(jìn)行選型，避免小開度運(yùn)行。Cv值計(jì)算是否準(zhǔn)確，主要決定于產(chǎn)品部工藝參數(shù)提供得是否準(zhǔn)確，必須重視。

調(diào)節(jié)閥類型選擇要適合實(shí)際生產(chǎn)的工藝

渣酸介質(zhì)中有產(chǎn)生結(jié)晶的因子，而且介質(zhì)中有編織袋碎屑、微小顆粒等異物，所以不能選擇球閥。籠式旋塞閥比較合適，第一因?yàn)殚y芯少量結(jié)晶，不會導(dǎo)致與PTFE閥座卡死，PTFE比金屬軟，又有自潤性能和抗變形能力；在PTFE中添加一定比例的玻璃纖維，襯套的抗沖擊強(qiáng)度和耐磨損度提高30%，可以在220~250℃長期使用。第二流體經(jīng)過籠式旋塞閥時，只有內(nèi)閥芯（籠套）被沖刷，很好地保護(hù)了襯套的沖蝕,如圖4所示，避免出現(xiàn)內(nèi)漏，可以長周期使用。如果腐蝕而損壞，也不影響調(diào)節(jié)閥的正常工作。第三籠式旋塞閥的流道雖有縮頸，但全開時閥芯對介質(zhì)流通無任何阻擋，與O型球閥相似，介質(zhì)有雜物，也不會堵塞閥芯。且流路簡單，流阻很小，具有高壓力恢復(fù)能力。

圖4 籠套型旋塞閥小開度，襯套保護(hù)

根據(jù)閥門運(yùn)行情況和生產(chǎn)工藝嘗試新材料

半料漿生產(chǎn)工藝中，對于閥芯的腐蝕，可以嘗試904L材質(zhì)的閥內(nèi)件；也可以嘗試閥內(nèi)件噴涂特種陶瓷，提高抗沖蝕強(qiáng)度和耐腐蝕能力。

小結(jié)

轉(zhuǎn)鼓復(fù)合肥裝置渣酸調(diào)節(jié)閥FV-04601選籠式旋塞閥,適合本裝置的長周期運(yùn)行；對于閥內(nèi)件的腐蝕，要繼續(xù)收集工藝數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析，并嘗試新材料。