某化工廠GSP氣化爐在行駛過程中，激冷水流量調(diào)節(jié)閥在短時(shí)間內(nèi)沖刷磨損。嚴(yán)重時(shí)，激冷水流量調(diào)節(jié)閥在線運(yùn)行不到3天，閥芯磨損，導(dǎo)致激冷水流量調(diào)節(jié)閥無法正常調(diào)節(jié)，氣化爐被迫停車。作者通過GSP分析了氣化爐激冷水流量調(diào)節(jié)閥的沖刷和磨損原因，分析了激冷水流量調(diào)節(jié)閥的幾種改造應(yīng)用。

1 工藝簡介

GSP氣化技術(shù)是干煤粉加壓氣化技術(shù)。來自磨煤干燥裝置的干煤粉通過鎖斗加壓和煤粉給料倉庫密集流入氣化爐頂部；氣化爐反應(yīng)室氣化為粗氣體和液體灰渣，氣化產(chǎn)品直接進(jìn)入氣化爐冷卻室?；以鋮s固化后，通過渣鎖斗排出，粗氣冷卻飽和后，進(jìn)入文丘里洗滌系統(tǒng)進(jìn)一步清洗細(xì)灰；清洗后的氣體進(jìn)入下游變換裝置；氣化灰水進(jìn)入黑水系統(tǒng)沉淀分離細(xì)灰，冷卻后進(jìn)入焚燒爐；氣化廢水進(jìn)入污水處理廠，酸硫回收裝置。氣化區(qū)、黑水蒸汽、黑水處理、廢水蒸汽等系統(tǒng)。

GSP氣化爐激冷水系統(tǒng)主要為氣化爐激冷室提供循環(huán)激冷水，通過激冷水流量調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)到激冷室的水流量來控制激冷室的溫度。如果激冷水流量調(diào)節(jié)閥不能正常調(diào)節(jié)，會(huì)影響氣化爐的結(jié)渣效果，甚至燒毀激冷室。（如圖1所示）

圖1 GSP氣化爐工藝示意圖簡圖

2 GSP氣化爐激冷水流量調(diào)節(jié)閥沖刷，磨損原因分析

GSP氣化爐激冷水流量調(diào)節(jié)閥沖刷磨損的直接原因是激冷水含有大量顆粒物，當(dāng)激冷水流過閥體時(shí)，會(huì)沖刷磨損閥體。根據(jù)工藝廠的西門子設(shè)計(jì)，激冷水系統(tǒng)中的顆粒尺寸為0.1um，含量為0.1mg/L；在氣化爐試運(yùn)行過程中，實(shí)際工況與原設(shè)計(jì)工況發(fā)生重大偏差，激冷水系統(tǒng)顆粒尺寸達(dá)到900um，顆粒含量達(dá)到9800mg/L，與原設(shè)計(jì)條件相比，它增加了數(shù)千倍。在激冷水流量調(diào)節(jié)閥的調(diào)節(jié)過程中，激冷水夾帶固體顆粒高速流經(jīng)閥體，顆粒高速?zèng)_刷閥芯、閥座、閥體，導(dǎo)致閥芯、閥座、閥體磨損。隨著閥芯沖刷磨損的加劇，激冷水流量調(diào)節(jié)閥的流量調(diào)節(jié)特性逐漸惡化，最終激冷水流量調(diào)節(jié)閥無法正常調(diào)節(jié)激冷水流量。

激冷水流量調(diào)節(jié)閥磨損的間接原因是閥門結(jié)構(gòu)和閥內(nèi)部件材料選擇不當(dāng)。例如，原設(shè)計(jì)采用SamsonV-Port激冷水流量調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)形式，閥內(nèi)部材料為雙相鋼，V-Port該結(jié)構(gòu)具有分流和閥芯導(dǎo)向功能。當(dāng)激冷水流過時(shí)，閥腔內(nèi)容易產(chǎn)生渦流現(xiàn)象，這將增加閥內(nèi)部件的清洗強(qiáng)度。雙相鋼閥內(nèi)部件具有較強(qiáng)的耐腐蝕性，但材料硬度不高，耐沖刷性弱，介質(zhì)沖向閥芯部分容易被沖刷損壞。

3 GSP氣化爐激冷水流量調(diào)節(jié)閥的幾種改造應(yīng)用

3. 噴涂碳化鎢

在SamsonV-Port在結(jié)構(gòu)激冷水流量調(diào)節(jié)閥的基礎(chǔ)上，碳化鎢噴涂雙相鋼閥內(nèi)部表面，提高閥內(nèi)部硬度，在一定程度上提高閥的耐沖刷性。碳化鎢噴涂。碳化鎢噴涂處理后的閥門在線運(yùn)行狀態(tài)可以在一定程度上改善，在線運(yùn)行約10天。

3.2 采用籠式結(jié)構(gòu)，提高閥內(nèi)部件的硬度

閥門采用籠式結(jié)構(gòu)，閥座采用孔式結(jié)構(gòu)，閥內(nèi)部件采用硬440C。激冷水調(diào)節(jié)閥采用籠式結(jié)構(gòu)，壓力降低，沖刷強(qiáng)度降低，硬度高的440C作為閥內(nèi)件的材料，提高了閥內(nèi)件的抗沖刷能力?；\式結(jié)構(gòu)激冷水流量調(diào)節(jié)閥在線連續(xù)運(yùn)行一個(gè)月，抗沖刷能力顯著提高。

3.3 采用偏心旋轉(zhuǎn)閥

閥門采用偏心旋轉(zhuǎn)閥，鉻鉬鋼 碳化鎢噴涂，內(nèi)部材料17-4PH 激光熔焊。偏心旋轉(zhuǎn)閥用于調(diào)節(jié)激冷水流量。閥門流道相對簡單，可以在一定程度上減少激冷水對閥門的沖刷，但仍不能滿足長周期連續(xù)運(yùn)行的要求。

3.4 陶瓷滑板閥

閥門采用陶瓷滑板閥，閥體陶瓷襯里。陶瓷滑板閥的優(yōu)點(diǎn)是閥門流道直通，流道簡單，流體通過時(shí)摩擦沖刷小。此外，陶瓷材料大大提高了閥門的耐沖刷性。

激冷水流量調(diào)節(jié)閥采用陶瓷滑板閥，從閥門結(jié)構(gòu)形式和閥門材料兩個(gè)方面克服了激冷水沖刷問題，大大延長了激冷水流量調(diào)節(jié)閥的在線連續(xù)運(yùn)行周期。

4 結(jié)語

筆者通過對GSP分析了氣化爐激冷水流量調(diào)節(jié)閥沖刷磨損的原因，對激冷水流量調(diào)節(jié)閥的幾種改造應(yīng)用進(jìn)行了比較分析。結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際應(yīng)用，提出了目前的情況GSP陶瓷滑板閥是氣化爐激冷水流量調(diào)節(jié)閥的最佳結(jié)構(gòu)形式GSP氣化爐長周期穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義。