煤化工裝置黑水角閥的失效分析和優化措施

2021-01-12

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煤炭在未來相當長的一段時間內，依舊是我國能源的主力軍。對煤炭能源加以清潔高效利用是我國能源開采面臨的一大主要難題。高效率的開采，自然離不開先進的技術和裝置設備。黑水角閥是煤化工裝置中必不可少的重要設備之一，今天西迪小編就給大家介紹一下煤化工裝置黑水角閥的失效表現以及對失效如何優化的有效措施，從而保障煤化工挖掘項目順利進行。

黑水角閥長期在進出口壓差很大的氣、液、固三相流介質中使用，在確保調節特性前提下，無論是材質選擇，還是結構設計，都要求耐腐蝕、抗沖刷等性能。因此，黑水角閥中的閥體、閥座以及閥芯閥桿等部件，都最好選用硬質合金材料。

為保證含固多相流介質流動順暢無阻塞，黑水角閥普遍采用了角式自潔閥腔設計。它的主要失效形式表現為：閥芯沖損嚴重；閥座沖損嚴重；下游法蘭沖損嚴重；閥桿沖蝕嚴重；閥芯掉落；閥桿卡澀；氣動執行器串氣等。其中，閥芯和閥座沖蝕嚴重是最為主要的失效問題，其次是閥后下游法蘭沖損問題，其余失效問題的發生概率比較小。

黑水角閥的失效風險因素主要體現在腐蝕破壞、高速沖蝕、汽蝕破壞等方面。針對腐蝕破壞，在黑水角閥選材的時候嗎，就應該考慮對抗介質的腐蝕特性，選擇耐腐蝕的硬質合金材料或者對其表面進行涂層來避免該類失效。

針對黑水角閥的高速沖蝕磨損問題，專家對其進行了改進研究。首先，建議選用更加耐磨耐沖蝕材料，這無疑是對抗高速沖蝕失效最為直接的手段。對黑水角閥的閥芯、閥座的節流口處堆焊或者噴焊司太立合金，或者經過涂層工藝處理等，使得黑水角閥具有更好的耐磨效果。目前，黑水角閥普遍使用的內件材質為硬質合金材質，特別是整體燒結的碳化鎢，其材料的致密度高，硬度可高達HRA90，耐磨性能非常優越。

其次是對工藝流程進行優化改進，實際上材料、設備等都是依據工藝工況來進行選型設計制造，并最終服務于工藝的，所有不妨從工藝角度廚房，來控制和改善黑水角閥的使用工況。在氣化原料環節，選擇低灰分原料煤；維持氣化系統穩定運行。

黑水角閥是多種煤化工工藝裝置中不可或缺的關鍵設備，廣泛應用于黑水閃蒸系統的工藝管線中。黑水角式調節閥應用于煤氣化德士古工藝的閃蒸和灰水處理系統，主要是對來自氣化爐和洗滌塔底部的黑水進行液位調節及降壓閃蒸，以降低黑水溫度、釋放溶解性氣體及濃縮黑水。針對使用工況溫度高、壓降大、灰渣含量高、腐蝕性強的特點，閥體結構采用角式流線型設計，閥桿采用防振、防物料沉積及防轉設計，閥座出口段鑲有襯管，且氣缸采用大推力的雙作用帶彈簧結構：同時閥芯及襯管采用整體燒結硬質合金，通過以上對閥門結構和材料的優化設計，從而保證其在系統中可靠、安全的工作。

西迪技術股份有限公司專業為煤化工行業惡劣工況提供解決方案，為黑水角閥提供關鍵硬質合金零部件，為客戶提供煤化工閃蒸解決方案。

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