Shell煤氣化工藝以干煤粉為原料，純氧作為氣化劑，液態排渣，屬加壓氣流床氣化工藝。原煤經破碎研磨成煤粉并經干燥處理后，依次經過常壓粉煤倉、粉煤鎖斗及粉煤給料倉，由高壓氮氣將粉煤送至氣化爐噴嘴。在煤粉的輸送過程中，粉煤下料閥能否正常開關，其密封性是否良好，直接影響著煤粉輸送及氣化爐能否正常運行。我公司Shell粉煤氣化裝置自2008年4月開車以來，粉煤給料系統一直是制約裝置高負荷運行的因素之一，多次因煤粉下料閥出現故障造成系統降負荷、甚至停車的事故，給后系統生產帶來嚴重影響。通過分析粉煤下料閥故障的原因，認為原設計選用球閥作下料閥選型錯誤，研究后決定更換為國產盤閥，投用后使用效果良好。

    1 煤粉輸送工藝原理

    在常(chang)壓(ya)設(she)備———煤(mei)(mei)粉(fen)貯倉V1201A/B中(zhong)的(de)(de)煤(mei)(mei)粉(fen)，通(tong)過重(zhong)力作用進(jin)(jin)入(ru)煤(mei)(mei)粉(fen)鎖(suo)斗V1204，V1204充(chong)(chong)滿(man)煤(mei)(mei)粉(fen)后(hou)(hou)，關閉上(shang)部2道(dao)開(kai)(kai)關閥(fa)12XV0133、12XV0123（為(wei)了安全起見，低(di)壓(ya)設(she)備和(he)高壓(ya)設(she)備之間都是用雙閥(fa)組隔離，如(ru)：煤(mei)(mei)鎖(suo)斗V1204在高壓(ya)時V1201和(he)V1204之間有雙閥(fa)隔離，V1204泄壓(ya)后(hou)(hou)V1204和(he)煤(mei)(mei)進(jin)(jin)料(liao)(liao)罐(guan)V1205之間也使用雙閥(fa)組隔離）。V1204與所有的(de)(de)低(di)壓(ya)設(she)備隔離后(hou)(hou)，用高壓(ya)CO2將(jiang)(jiang)其(qi)壓(ya)力升(sheng)至約4.5MPa，與煤(mei)(mei)進(jin)(jin)料(liao)(liao)罐(guan)V1205平(ping)衡(heng)壓(ya)力后(hou)(hou)，打開(kai)(kai)煤(mei)(mei)鎖(suo)斗V1204與煤(mei)(mei)進(jin)(jin)料(liao)(liao)罐(guan)V1205之間平(ping)衡(heng)管線的(de)(de)連通(tong)閥(fa)。一旦(dan)煤(mei)(mei)進(jin)(jin)料(liao)(liao)罐(guan)V1205達到(dao)低(di)料(liao)(liao)位，即(ji)打開(kai)(kai)煤(mei)(mei)鎖(suo)斗排(pai)料(liao)(liao)閥(fa)組12XV0131、12XV0132卸(xie)(xie)料(liao)(liao)。卸(xie)(xie)料(liao)(liao)完(wan)(wan)畢(bi)后(hou)(hou)將(jiang)(jiang)煤(mei)(mei)鎖(suo)斗與煤(mei)(mei)進(jin)(jin)料(liao)(liao)罐(guan)隔離，將(jiang)(jiang)鎖(suo)斗壓(ya)力分(fen)3次卸(xie)(xie)至接近常(chang)壓(ya)，然后(hou)(hou)打開(kai)(kai)鎖(suo)斗上(shang)部的(de)(de)進(jin)(jin)料(liao)(liao)閥(fa)12XV0133、12XV0123，接受煤(mei)(mei)粉(fen)貯倉V1201的(de)(de)煤(mei)(mei)粉(fen)。鎖(suo)斗充(chong)(chong)裝完(wan)(wan)畢(bi)后(hou)(hou)，再次充(chong)(chong)壓(ya)，等待(dai)下一次的(de)(de)卸(xie)(xie)料(liao)(liao)信號。

    煤進料罐V1205內溫(wen)度為80℃、壓力為4.5MPa，煤粉(fen)在煤循環(huan)(huan)/給(gei)料程序13KS0011/12/13/14的控制下，經過(guo)計(ji)量和調節后(hou)進入燒嘴或通過(guo)減壓管(guan)減壓后(hou)返(fan)回至粉(fen)煤貯倉（煤粉(fen)循環(huan)(huan)時）。

    2 原設計球閥使用情況

    我公司Shell粉煤氣化裝置煤粉輸送單元的粉煤下料閥按照殼牌原設計安裝的是進口硬密封浮動球閥的雙閥組。在系統運行過程中，由于V1204A/B和V1205A/B之間壓差較大，加上在煤粉粒徑、水分不合格的情況下，系統順控頻繁開關球閥排堵（根據我公司的經驗，V1204每下一罐料，球閥要開關10次左右），長時間運行后，閥門會發生內漏，導致雙閥組之間憋壓，出現無法打開、卡死和閥腔內堆積煤粉現象。閥門發(fa)生內(nei)漏(lou)(lou)后，雙(shuang)閥(fa)組長期(qi)受(shou)高壓、高速氣(qi)(qi)固的沖刷和磨(mo)蝕，漏(lou)(lou)進2個(ge)閥(fa)門之間的粉(fen)煤又進一(yi)步增大了閥(fa)門的磨(mo)損程度(du)，使(shi)閥(fa)門的使(shi)用壽命縮短，給長周期(qi)安全生產控制帶來不便。此外(wai)，閥(fa)門內(nei)漏(lou)(lou)還會造(zao)成V1205A/B壓力波(bo)動(dong)(dong)較大，致使(shi)煤粉(fen)管線波(bo)動(dong)(dong)，氣(qi)(qi)化爐爐溫(wen)頻繁波(bo)動(dong)(dong)，嚴重影(ying)響煤燒嘴的使(shi)用壽命，也對(dui)氣(qi)(qi)化爐內(nei)件(jian)造(zao)成損害。

    2009年8月停車檢(jian)查，發現(xian)雙閥組閥球已被沖刷和磨蝕，閥體密封面也受損(sun)嚴重(zhong)，閥軸扭曲變形。

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    3 盤閥的使用情況

    3.1 盤閥簡介

    盤閥(fa)(fa)是通(tong)過(guo)滑動圓(yuan)盤來實現開關(guan)的(de)一種快(kuai)開快(kuai)關(guan)閥(fa)(fa)門(men)。其(qi)(qi)(qi)設計針對有(you)磨(mo)(mo)損、沖蝕(shi)性的(de)物料，它(ta)能在惡劣的(de)工況(kuang)下連(lian)續長(chang)期(qi)地正常工作，其(qi)(qi)(qi)獨有(you)的(de)硬(ying)密封面具有(you)自研磨(mo)(mo)作用，使其(qi)(qi)(qi)在磨(mo)(mo)損、沖蝕(shi)物料上應(ying)用的(de)過(guo)程中(zhong)不(bu)斷提高密封性，壽命要(yao)比其(qi)(qi)(qi)他(ta)閥(fa)(fa)門(men)長(chang)好幾倍。盤閥(fa)(fa)適用于物料磨(mo)(mo)蝕(shi)情況(kuang)嚴重的(de)飛灰系統(tong)、煤粉系統(tong)和渣系統(tong)。

    盤閥(fa)(fa)(fa)(fa)是靠驅(qu)動裝置(zhi)通過閥(fa)(fa)(fa)(fa)桿與(yu)搖(yao)臂使閥(fa)(fa)(fa)(fa)盤轉(zhuan)動一定的(de)(de)角度來實現閥(fa)(fa)(fa)(fa)門(men)的(de)(de)開關。閥(fa)(fa)(fa)(fa)盤的(de)(de)密(mi)封(feng)面(mian)借助彈(dan)(dan)簧與(yu)閥(fa)(fa)(fa)(fa)座(zuo)緊密(mi)貼(tie)合(he)，彈(dan)(dan)簧壓力(li)始終(zhong)使閥(fa)(fa)(fa)(fa)盤緊密(mi)貼(tie)合(he)在閥(fa)(fa)(fa)(fa)座(zuo)上(shang)，同時(shi)允(yun)許(xu)閥(fa)(fa)(fa)(fa)盤在密(mi)封(feng)面(mian)的(de)(de)垂直方向上(shang)有位移。這有助于補償閥(fa)(fa)(fa)(fa)門(men)零件(jian)由于膨脹冷縮而(er)引起(qi)的(de)(de)形變(bian)(bian)和多次(ci)開關后產(chan)(chan)生(sheng)的(de)(de)微量磨損(sun)，克服(fu)任何背壓變(bian)(bian)化對(dui)密(mi)封(feng)的(de)(de)影(ying)響，并能防止顆粒介(jie)質進入(ru)密(mi)封(feng)面(mian)。在盤閥(fa)(fa)(fa)(fa)啟(qi)閉過程(cheng)中(zhong)，閥(fa)(fa)(fa)(fa)座(zuo)密(mi)封(feng)面(mian)對(dui)閥(fa)(fa)(fa)(fa)盤在切線方向上(shang)的(de)(de)摩擦力(li)之差，使閥(fa)(fa)(fa)(fa)盤在一個啟(qi)閉循(xun)環過程(cheng)中(zhong)產(chan)(chan)生(sheng)自轉(zhuan)并可以不斷剪切與(yu)清掃在工藝(yi)過程(cheng)中(zhong)有可能堆(dui)積在閥(fa)(fa)(fa)(fa)腔內的(de)(de)介(jie)質。

    3.2 盤閥使用情況

    2011年4月，將我公司Shell氣化裝置U1200單(dan)(dan)(dan)元B系(xi)(xi)列(lie)V1204和V1205之間(jian)的(de)(de)(de)雙閥(fa)組(zu)12XV0231、12XV0232更換為(wei)(wei)(wei)國(guo)產雙向盤(pan)閥(fa)，使用至今，一直很(hen)正常，沒(mei)有出(chu)現任何故(gu)障或內漏的(de)(de)(de)跡象。為(wei)(wei)(wei)了節約成本，經(jing)過(guo)綜合考慮，A系(xi)(xi)列(lie)鎖斗閥(fa)未更換成盤(pan)閥(fa)，只是將原B系(xi)(xi)列(lie)更換下(xia)的(de)(de)(de)鎖斗閥(fa)經(jing)過(guo)廠家修復后(hou)作為(wei)(wei)(wei)A系(xi)(xi)列(lie)閥(fa)組(zu)的(de)(de)(de)備用閥(fa)門(men)。2011年9月，將U1200單(dan)(dan)(dan)元A系(xi)(xi)列(lie)的(de)(de)(de)12XV0131、12XV0132閥(fa)門(men)更換為(wei)(wei)(wei)全(quan)(quan)新的(de)(de)(de)普通球閥(fa)，使用6個月后(hou)，目前已(yi)有1臺閥(fa)門(men)發生故(gu)障，經(jing)常在(zai)V1204處(chu)于低壓區時(shi)無法打(da)開，每次(ci)出(chu)現此情況(kuang)必須再次(ci)對V1204充壓才能打(da)開，A系(xi)(xi)列(lie)被迫采取單(dan)(dan)(dan)閥(fa)控制下(xia)料(liao)，給裝置安全(quan)(quan)運行(xing)帶來較大的(de)(de)(de)風險。

   ; 通過(guo)盤閥(fa)(fa)和(he)球閥(fa)(fa)2種閥(fa)(fa)組在相同工藝條件下使用的比較(jiao)，不(bu)難看出盤閥(fa)(fa)具有(you)明顯(xian)的優勢，而且盤閥(fa)(fa)為國產設備，其(qi)價格(ge)遠低于進(jin)口球閥(fa)(fa)，其(qi)售(shou)價甚至低于雙(shuang)閥(fa)(fa)組中(zhong)1臺球閥(fa)(fa)的價格(ge)。

    我公司下一步計劃將A系列的12XV0131、12XV0132也更換為盤閥。另外，V1201和V1204之間的雙閥組12XV0133、12XV0123，V1204和V1205之間的壓力平衡閥組12XV0126、12XV0127以及灰鎖斗的雙閥組15XV0002、15XV0003都(dou)可更換為盤閥。

    4 結語

    國產(chan)盤閥在Shell煤(mei)氣化(hua)(hua)裝(zhuang)置的(de)使(shi)用，解決了Shell工藝(yi)上的(de)缺(que)陷(xian)及不足，為殼牌(pai)煤(mei)氣化(hua)(hua)工藝(yi)的(de)連續(xu)穩定運行(xing)提(ti)供了保障(zhang)。隨(sui)著國內Shell煤(mei)氣化(hua)(hua)裝(zhuang)置運行(xing)時間的(de)延長，部分關鍵(jian)設備(bei)到了故(gu)障(zhang)高發(fa)期，使(shi)用國產(chan)的(de)替代(dai)設備(bei)對節(jie)約資(zi)金非常明顯，關鍵(jian)設備(bei)的(de)國產(chan)化(hua)(hua)是Shell煤(mei)氣化(hua)(hua)工藝(yi)在國內發(fa)展的(de)一大(da)趨勢。