鎖渣球閥經(jīng)常出現(xiàn)的問題

   德士古煤氣化技術(shù)的應(yīng)用至今已經(jīng)有三十多年的歷史, 德士古煤氣化技術(shù)在中國也已經(jīng)有著十多年的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)了, 是目前國內(nèi)所使用的較為成熟的煤氣化技術(shù)。隨著國內(nèi)煤化工產(chǎn)業(yè)的不斷升溫, 德士古水煤漿加壓氣化制取水煤氣的生產(chǎn)工藝被大量采用。
   德士古水煤漿氣化工藝流程分為制漿系統(tǒng)、合成氣系統(tǒng)、燒嘴冷卻系統(tǒng)、鎖斗系統(tǒng)、閃蒸和水處理系統(tǒng)等。水煤漿氣化工藝是在350℃、40MPa 以上的高溫、高壓條件下, 使水煤漿和氧氣進(jìn)行氧化還原反應(yīng), 使煤部分變成煤氣。煤氣經(jīng)過激冷水浴、洗滌、除塵制成水蒸汽飽和的合成氣送出, 而煤中部分未燃盡的碳和不可燃的灰分在高溫下形成熔渣經(jīng)水冷卻和破渣機(jī)破碎, 通過鎖斗定期排入渣池。整個(gè)生產(chǎn)過程不僅存在高溫、高壓、易燃、易爆的氣體介質(zhì)和固體顆粒介質(zhì), 還要求整個(gè)排渣集渣過程服從程序控制。
   在鎖斗系統(tǒng)中,鎖渣球閥用于具有高溫、高壓和高磨蝕等特點(diǎn)的集渣和排渣循環(huán)過程,開關(guān)頻率高且在高壓條件下具有嚴(yán)密密封性。因相對(duì)普通的硬密封球閥來說,水煤漿工況用硬密封球閥要適用于高溫、高壓、強(qiáng)沖蝕、強(qiáng)腐蝕等工況條件,在設(shè)計(jì)和制造過程中存在不少技術(shù)難點(diǎn)。
金屬硬密封鎖渣球閥出現(xiàn)的問題
Neles鎖渣閥
   魯南化肥廠是我國最早引進(jìn)Texaco水煤漿加壓氣化技術(shù)的企業(yè)．采用的Neles鎖渣球閥為硬密封氣動(dòng)球閥，在最多動(dòng)作25000次損壞后，由重慶鍛造閥門研究所進(jìn)行了維修，修復(fù)后的鎖渣球閥動(dòng)作次數(shù)超過了35000次。上海焦化有限公司、兗礦國泰化工有限公司采用的Neles鎖渣球閥質(zhì)量較好。沒出現(xiàn)大的問題，就是使用時(shí)間長，需修復(fù)被磨損的密封面。由于煤中灰分20%左右，灰熔融性溫度高，渣量大，黑水溫度高。淮化使用的Neles鎖渣球閥經(jīng)常出現(xiàn)因在黑水沖刷下密封面損壞、閥門內(nèi)漏以及開關(guān)故障．導(dǎo)致氣化爐單爐停車檢修，鎖渣球閥的平均壽命12000次。
   Neles給渭化供貨的鎖渣球閥的結(jié)構(gòu)形式為：單閥座、固定球、硬密封氣動(dòng)球閥，而閥座的背壓彈簧采用了波紋管。在開車初期，渭化出現(xiàn)的鎖渣球閥問題較多：多次由于XV09閥內(nèi)漏，鎖斗無法卸壓排渣，被迫停車；由于Xvl0密封不好，導(dǎo)致鎖斗充不上壓，而不能正常收集爐渣。檢查發(fā)現(xiàn)，閥門密封面損傷。有劃痕，波紋管彈簧損壞逐次嚴(yán)重。分析認(rèn)為。鎖斗充壓時(shí)，XV09閥承受過大反向壓力。導(dǎo)致波紋管彈簧損壞，具體表現(xiàn)為彈簧在過大推力下。發(fā)生塑性變形，彈簧彈性力減弱。使得單座閥的閥座與球面之間無足夠的密封力，最終導(dǎo)致密封面關(guān)不嚴(yán)、嚴(yán)重泄漏，密封面損壞。這是由于當(dāng)時(shí)沒有細(xì)致考慮6.5MPa氣化壓力下。鎖渣球閥所處的工藝條件。渭化采取的補(bǔ)救措施是：更換密封墊，在波紋管間隙增設(shè)伸縮限位用的卡環(huán)，增加壓緊彈簧，防止波紋管受到大的推力后發(fā)生塑性變形，改變運(yùn)行方式，減少反向壓力。采取以上措施后，運(yùn)行情況有所好轉(zhuǎn)。Neles供給華魯恒升化工股份有限公司的6.5MPa水煤漿氣化裝置用鎖渣球閥，吸取了在渭化的教訓(xùn)。采取了一些新的保證措施，其主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：固定球、雙閥座：閥桿與閥球一體化設(shè)計(jì)、加工；硬密封，采用刮削式、面密封閥座結(jié)構(gòu)，閥座采用環(huán)形彈簧加載；球體表面、閥座和彈簧表面噴焊(w/Cr)C．閥體和閥球內(nèi)腔用420不銹鋼作內(nèi)襯。應(yīng)該說，Neles的這種結(jié)構(gòu)和配置有創(chuàng)新性，在當(dāng)時(shí)屬于比較好的結(jié)構(gòu)。2005年9月。氣化爐B因XVl0鎖渣球閥問題停爐。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)閥球密封面被沖刷出深40mm、寬50mm的坑，閥座密封面也被沖刷出幾處凹陷，表面覆層脫落，彈簧也因變形而失效，彈簧簧絲之間局部有爐渣顆粒，造成閥門嚴(yán)重內(nèi)漏，導(dǎo)致氣化爐無法繼續(xù)運(yùn)行。華魯恒升委托重慶白市驛鍛造閥門研究所對(duì)該閥進(jìn)行了修復(fù)：閥球焊補(bǔ)，密封面重新噴涂。更換損壞的彈簧，但用了不長時(shí)間，密封面覆層仍有局部脫落。后來，幾臺(tái)氣化爐的XV09、XYl0、XY08鎖渣球閥陸續(xù)出現(xiàn)問題．和上述氣化爐B上的Xvl0閥損壞情況類似。維修時(shí)將密封面噴的碳化鎢厚度增加，背壓彈簧采用了環(huán)形彈簧包覆氟橡膠，累計(jì)使用時(shí)間明顯延長。
Perrin鎖渣閥
   Perrin鎖渣球閥結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為：單閥座、固定式球。閥球體、閥桿兩體式靠四方連接傳遞動(dòng)力；硬密封，閥座采用若干個(gè)柱形彈簧(成一圈布置)加載；沖洗水設(shè)計(jì)為選項(xiàng)：Perrin的意見是閥門在每次開關(guān)過程中，都進(jìn)行沖洗。可以達(dá)到最優(yōu)的效果，但這樣會(huì)使鎖渣球閥的配管復(fù)雜化。浩良河化肥廠、南化公司都選擇了這一選項(xiàng)；閥球可設(shè)計(jì)為V型切口，這樣可使球閥在小開度時(shí)的物料順暢地進(jìn)入下游管道。2007年1月～4月，南化公司陸續(xù)發(fā)現(xiàn)氣化爐A、氣化爐B上使用的Perrin鎖渣球閥閥桿有裂紋并有部分材料脫落，閥球、閥座局部被沖刷出豁口；2007年5月，南京惠生公司發(fā)現(xiàn)氣化爐B下鎖渣球閥出現(xiàn)泄漏，拆檢后，確認(rèn)閥球、閥座硬質(zhì)合金層脫落。

Argus鎖渣閥
   Argus鎖渣球閥結(jié)構(gòu)特點(diǎn)為：固定球、雙閥座，閥球、閥桿兩體式靠花式銷鍵連接傳遞動(dòng)力；硬密封，閥座具有刮刀式邊緣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，采用碟形彈簧或柱形彈簧加載；閥體兩側(cè)設(shè)有吹掃口。金陵石化使用的Argus鎖渣球閥，出現(xiàn)過硬化層剝落現(xiàn)象。Mogas給南化公司提供的鎖渣球閥為浮動(dòng)球．閥球與閥桿為兩體式，下游閥座固定，上游閥座可移動(dòng)，密封端為下游閥座，管道內(nèi)介質(zhì)的壓力(上、下游壓差)將球體推向下游閥座，使兩者緊密接觸，而上游閥座通過碟形彈簧與球體緊密接觸。南化公司反映Mogas鎖渣球閥自投用到2007年7月31日運(yùn)行基本平穩(wěn)。其主要缺點(diǎn)是所需工作轉(zhuǎn)矩大：浮動(dòng)球閥的閥球、閥桿連接處。必須設(shè)計(jì)得有一定間隙．長時(shí)間或頻繁動(dòng)作后，存在間隙變大、打滑、滑脫的隱患，到時(shí)候可能會(huì)使閥球不能開關(guān)到位。