GSP气化炉苛刻工况阀门的应用及国产化

白纪耘

（神华宁夏煤业集团烯烃一分公司，宁夏银川 750411）

GSP气化炉苛刻工况阀门的应用及国产化

白纪耘

（神华宁夏煤业集团烯烃一分公司，宁夏银川 750411）

神华宁夏煤业集团烯烃一分公司气化装置采用德国西门子加压气流床干煤粉气化工艺技术（以下简称GSP），具有煤种适应性宽、碳转化率高、有效气产率高和氧耗低等优点。该干煤粉气化工艺大致可描述为：合格的干煤粉由煤粉制备系统的低压煤仓（压力约0.5kPa），经气力输送系统（压力约0.7MPa）的冷氮输送至气化的低压煤粉仓（压力约1.5kPa），然后靠重力进入到煤锁斗，锁斗进行加压至4.5MPa然后输送至气化炉的给料容器（4.5MPa），最后利用给料器和气化炉的差压通过3条煤粉管线输送至气化炉（3.8MPa）进行燃烧反应，产生合成气、黑水和煤渣；合成气经过洗涤除尘后送至下游变换装置。黑水经过闪蒸、过滤之后进入到气化装置循环水系统，进行再循环使用。

GSP气化炉；工况阀门；应用

1 煤锁斗球阀在使用过程中暴露出的问题

自2012年开始，在气化炉运行过程中陆续发现锁斗阀门开始出现内漏、卡涩等问题，经过拆检分析后发现干煤粉对阀门密封面冲刷磨损相当严重，并且阀门密封组件也出现了老化现象，阀座碟簧失效导致阀门内漏严重。结合气化及排渣系统的高温，高压，易燃易爆，反应剧烈，炉渣冲刷等特殊情况，煤锁球阀的损坏相当严重，而且其公称通径大，公称压力大，泄漏等级要求高。因此发现气化锁斗阀门需要进行计划性集中下线维修。由于阀门高频动作，因此也发现执行机构有串气，O型圈老化等现象。

2 煤锁斗球阀在使用过程中的解决措施

在阀门出现内漏卡涩后，车间利用气化炉停车检修机会开始对在线阀门进行计划性集中下线检修，并且对气化锁斗阀门进行采买整阀备件，这样就缩短了单台气化炉的检修周期，每次现将备阀更换上线再对更换下来的阀门进行外委修复，并且对执行机构进行气密性检查。并且制定了详细的锁斗阀维修技术要求，保证阀门维修后能达到现场使用要求，并且通过这几年的维修经验得出：气化锁斗阀的维修周期在10—12个月，锁渣阀的维修周期在24个月。使用到期后必须进行集中下线进行维修，保证气化炉运行时不影响装置正常使用。

在锁斗阀的维护过程中发现的问题及对策：锁斗阀的维护从一开始的集中更换变更为每次停车试漏加到期阀门更换过程。装置运行初期1a后发现阀门内漏卡涩问题出现，经过与其他化工企业沟通了解因锁斗阀的特殊性需要进行定期维修更换，一开始根据单台气化炉的使用周期进行集中更换，但由于工作量较大、备件不充足导致外送维修阀门不能按计划回装。经过集中讨论最后确定为选择性更换，每次气化炉停车时对在线阀门进行试漏，根据试漏情况进行更换阀门，并且对到期阀门进行统计，一般单台炉停车更换20台左右。这样既保证了气化炉的正常运行，也保证了外送阀门的维修时间，同时单台气化炉的维修工作量较集中更换少了很多。其中每次停炉的试漏很重要，每台阀门都必须逐台试漏，根据管道上的流量计及听针，保证阀门试漏的准确性。

3 气化炉角阀使用维护特点及注意事项

3.1 黑水装置阀门使用过程中出现的问题

黑水角阀是用于煤化工水煤浆工艺的一种特殊阀门，其工况恶劣，介质中含有3%～5%甚至更多的固体颗粒，流体最高温度225℃，压差大。而且阀门流体经阀门的出口压力最大0.35MPa小于流体的汽化压力2.6MPa，会出现闪蒸现象，阀门应考虑防磨措施。黑水一级闪蒸LV5401角阀内件采用整体碳化钨材质，阀门采用文丘里结构。在使用过程中发现角阀内件冲刷严重，阀座表面经常冲出豁口，容易导致介质冲涮工艺管道；并且阀杆与阀芯材质不同，热膨胀系数不同，导致阀芯经常断裂。黑水二级闪蒸装置LV5409选用陶瓷阀，陶瓷阀虽然耐冲刷，但因为介质含有固体颗粒，阀门经常出现卡涩抱死，导致陶瓷阀芯碎裂。

3.2 黑水装置阀门使用过程中的解决措施

黑水一级闪蒸角阀阀芯采用螺纹式与销轴式烧结连接方式，避免阀杆与阀芯头的脱落，阀杆与阀芯的连接结构在角阀维护中起着很重要的作用，阀芯与阀杆因材质不同，所以热膨胀系数就不同，阀芯连接的可靠性直接影响阀门的正常运行；并且对阀体内腔全部进行硬化处理；黑水介质含有固体颗粒量大，体积大，介质温度高以及介质流速快，实际工况达不到设计要求等原因，造成黑水角阀阀内件及阀体被冲蚀。原阀设计材质缺陷，阀座下端面、流道、阀芯易被冲刷。后经过技术改造，将阀座流道进行镶嵌实体碳化钨材料，并且对阀座下端面进行硬质合金堆焊处理，有效延长阀内件使用寿命。

黑水二级闪蒸陶瓷阀内件进行技改，由原来的陶瓷件更换为金属阀芯，并且对阀芯表面进行硬化处理，有效的延长了阀门的在线使用寿命，并且阀门在没有出现抱死现象，虽然在使用8个月后阀内件有冲蚀现象，但相比较陶瓷阀芯效果要好的多。

［1］ 佚名.工业阀门选用指南［M］.北京：化学工业出版社，2014.

［2］ 刘经纬，呼宏安，李国庭.煤粉制备装置气力输送控制系统的优化［J］.化工自动化及仪表，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

白纪耘（1987—），男，宁夏银川人，助理工程师，主要从事仪表调节阀技术管理工作。