煤浆放料阀在煤化工水煤浆系统上的应用与分析.pdf

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1、墨圈盛涮【摘要】针对水煤浆系统的介质化学性能特点，对该系统中应用煤浆放料阀的工作原理、结构特点、材料、耐磨性和制造特点进行了阐述。【关键词】水煤浆煤浆放料阀结构特点耐磨性煤浆放料阀在煤化工水煤浆系统上的应用与分析河南泉舜流体控制科技有限公司(郑州450001)王彦枝李广军党娜一．前言水煤浆是一种煤基液体燃料，通常指60％左右的煤粉，35％左右的水和少量的C1一、FeS04、NH3等化学物质而组成的混合物。水煤浆为固液混合物，因为水煤浆中含有硬度高的固体颗粒和腐蚀性物质，因此起启闭作用的煤浆放料阀必须具备良好的耐磨损、耐冲刷、耐腐蚀等性能，才能满足

2、系统的正常使用。煤浆放料阀安装于煤浆罐或煤浆槽的底部做排料用。随着执行机构技术的发展，煤浆放料阀由原来的手动操作，也发展为气动操作控制。=．结构特点煤浆放料阀分为上展式和下展式(见图1)，上展式结构是阀轴上升，阀门开启，阀芯伸进罐子硎童用栅■www．etyjx．corn2015年第4期里面；下展式是阀轴上升，阀门关闭，阀门开启时，阀芯藏在阀体内腔中。由于上展式料浆阀开启时阀芯伸进罐子中，进口处介质的流速比较高，对阀芯的有一定的磨损性，本结构轴向距离比较短，可有效节约成本。下展式料浆阀的阀芯开启时，阀芯藏于阀体内腔，介质几乎不对阀芯进行冲刷，可有效

3、保护阀芯密封面，但是这种结构阀轴畛亍佯雨的轴向距离比较长，对阀门的安装空间有一定的要求限制。煤浆放料阀主要有阀体、阀杆、阀座、阀芯及执行机构等主要零部件组成。阀座为活体设计，设在阀体与阀座压盖中间，在阀门密封副受损后便于阀座的更换和检修，同样可以降低维护成本。本阀门在阀体上设有冲洗口(见图2)，在工况检修后，先对(a)上展式(b)下展式图1上展式和下展式煤浆放料阀阀体内腔进行冲洗，再启闭阀门，这样阀门内腔在工况条件下无沉积煤浆物料，内腔不产生结疤，有效延长阀门的使用寿命。从阀门安全性和可靠性方面考虑，清洗水管壁厚采用与阀体等强度设计计算。图2现场

4、安装应用该阀门的工作原理与截止阀相同，通过执行机构带动阀杆，由阀杆推动阀芯做上下移动，从而使阀门达到开启与关闭的目的。煤浆放料阀通常安装于料仓的底部，通过法兰焊接或螺栓连接形式，以便于使料仓底部的介质不存在残留现象。三．煤浆放料阀的耐蚀性和耐磨性由于煤浆基液中含有少量的CI一、FeS04、NH3等化学物质而组成的混合物，因此介质对设备的腐蚀性比较强烈，为了保证阀门正常运行和延长其使用寿命，阀体和阀芯材料选为CF8、阀轴材料为马氏体不锈钢，密封副堆焊或喷焊耐磨、耐腐蚀材料。通过ANSYS对上展式料浆阀的有限元模拟分析可知(见图3)，在阀门完全打开时

5、，煤浆在阀芯密封面处形成较高的流速钒能源讫I(一)区域，如图中的绿色红色处均为阀门内腔中的高速区域，此处介质对阀芯和阀座的密封面有一定的磨损性，由于高速流体的存在该处不会存在积料结疤的现象，同时起到一定的自清洁和防堵塞的作用。由于水煤浆中含有硬度较高的固体颗粒，对于阀芯伸进罐子中的上展式料浆阀来说磨损性是一定存在的，由此提高阀芯的耐磨性是很有必要的。通常在阀芯和阀座密封副上堆焊司太立合金或在阀芯和阀座密封副上喷焊Ni60，其硬度可达57HRC左右，在非密封面处喷涂WC或Cr3C：—-NiCr复合陶瓷粉，这样可大大延长阀门的使用寿命。3008e+0

6、012256e+00l-_1．504e+001__7519e+ooo一绿色红色处为商流速I≤域f～—『_—·-．；图3上展式料浆阀模拟四．煤浆放料阀的选型参考煤浆放料阀分为上展式和下展式，一般可选用上展式，首先要注意上展式的阀芯伸进罐子中一段距离，如果煤浆罐或反应釜底部不能满足上展式这个要求时可选择下展式，阀门开启时让阀芯向阀内动作，由于下展式结构长度比较长，要注意现场安装空间的尺寸限制。五．结语水煤浆中存在腐蚀性离子和硬度较高的颗粒，对阀门提出耐腐蚀、耐磨损和耐结疤的要求。煤浆放料阀的结构特点、经济性和特殊的工艺优越性已显得十分突出。其整体结构

7、紧凑，阀芯与阀座使用密封性好。尤其在阀体上设有清洗口，对阀门密封副处和阀体内腔中积料的清理起到极大的好处，这样便于降低劳动强度，提高工作效率。经过现场的长期使用，此阀门工作可靠性高、使用寿命较长，受到客户的一直好评。参考文献【1】贺勇德．现代煤化工技术手册【M】．北京：化学工业出版社，2005．【2】杨源泉．阀门设计手册【M】．北京：机械工业出版社，1992．[3]王福军．计算流体分析[M】．北京：清华大学出版社，2004．GM(收稿日期：2015／03／01)2015；F黼熙cty用jx鼍co簟nloL．．og／第4期Ⅵww．．曩丐