浅谈新型水煤浆气化炉控制阀的特殊要求

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1、学兔兔www.xuetutu.com过程控制实施技术石油化工自动化，2009，5：76AUToMATIoNINPETR0一CHEMICALINDUSTRY浅谈新型水煤浆气化炉控制阀的特殊要求张国栋，姬广祥，张翼飞(兖矿国泰化工有限公司，山东滕州277527)摘要：新型多喷嘴对置式水煤浆气化技术是兖矿集团有限公司与华东理工大学在消化、吸收德士古水煤浆气化技术的基础上成功开发出具有自主知识产权的先进技术，该技术是世界上最先进的气流床煤气化技术之一，将为中国煤化工行业的技术改造、煤炭液化、整体煤气化联合循环发电(IGCC)、煤基多联产

2、技术的发展提供龙头技术和关键技术，将大大推动中国煤化工技术的发展，推进相关产业的技术进步。在生产操作控制过程中，控制阀起着十分重要的作用，针对气化高温、高压、易燃易爆、反应剧烈、炉渣冲刷等特殊工况，选择合适的、高质量的氧气、煤浆、炉渣控制阀门用于生产操作、联锁控制过程中，达到安全、稳定控制温度、压力、流量工艺操作条件。着重介绍控制阀在新型水煤浆气化系统中的特殊要求及成功应用。关键词：多喷嘴对置式；水煤浆气化技术；控制阀；特殊要求中图分类号：TP214文献标志码：B文章编号：1007—7324(2009)05—0076—031引言

3、业过程控制阀相比，对气化炉用氧气阀有几个特殊中国“863”国家重点科技攻关项目——“多喷要求删：嘴对置式水煤浆气化炉装置”(下文简称气化炉)，a)高压差。氧气切断阀的关闭压差最高，达由华东理工大学和天辰化学工程公司联合设计开5．0～7．0MPa，如此高的压差条件下同时要求其发，在兖矿国泰化工有限公司实现工业化生产使泄漏等级达到Ⅵ级，一般控制阀是很难达到的，只用，标志着中国的煤气化技术进入了国际先进行有用O形球阀。由于高压差作用，球体承受的侧列。新型气化炉不但节煤、节氧，而且转化率高，又向推力很大，所以采用固定球结构，由上下轴承来

4、不污染环境，生产控制方便，已在国内迅速推广。承受推力，大大减小球体表面与阀座之间的摩擦力气化炉内的燃烧压力4．0～6．3MPa，温度矩。氧气流量控制阀主要是精确地调节流量，要求11。O～1300℃，是一个高温高压燃烧罐，是高度它具有良好的流量特性；其次是关闭时的切断性危险的装置，一旦发生意外事故，后果不堪设想，所能，泄漏等级为Ⅵ级，所以一般选用套筒型控制阀。以它的安全可靠性是第一位的；其次，为维持正常b)材料。高压氧气在阀内高速流动，可能与的燃烧状态，要求喷人的水煤浆流量和混入的氧气零件发生摩擦，产生热量，如碰到碳化物可能发生流

5、量必须匹配，否则有可能煤粉燃烧不完全或产生爆炸事故；因此凡与氧气流束接触的零件不能用碳无用气体，氧气过量时有可能发生爆炸，因此要求钢制造；应用镍基合金(Inconel合金)或超低碳的自控系统的控制精度高、稳定性好；第三，气化炉是奥氏体不锈钢(如316L，304L)，结合现场工况的连续工作的装置，必须有相当长的使用周期。由于差异，阀体材质选用MONEL材质，阀芯、阀座材气化炉装置以上特点，相应地对它的附属设备和相质选用MONEL400／ALLY6号材质，为避免阀关控制仪表也提出了很多技术要求，控制阀直接控杆长期处于一个开度不变而垢

6、死，阀杆选用K500制生产介质，必须具有特殊结构适合气化工况使材质。用，对几个典型的控制阀介绍如下_l。c)工艺要求。凡接触氧气的零件必须除水、2氧气切断阀和氧气流量控制阀气化炉内高压高速地燃烧，大量的氧气进入，收稿日期：2009—05—18。为保证正常的燃烧状态，确保气化炉的安全，必须基金项目：国家“863”项目新型水煤浆气化技术(课题编号：严格调节控制氧气的流量，快速无泄漏的地切断氧2003AA52l020)。气，由于对调节和切断2个功能的要求都很高，所作者简介：张国栋(1975一)，1996年毕业于山东工业大学，检以通常用

7、3个控制阀来完成，即氧气流量控制阀、测技术及仪器仪表专业，现任兖矿国泰化工有限公司机电部副部氧气切断阀、氧气放空阀，统称氧气阀。与一般工长，仪表工程师。学兔兔www.xuetutu.com第5期张国栋等．浅谈新型水煤浆气化炉控制阀的特殊要求除油，确保干净清洁。因高压氧气在阀内流速为性、挥发性；冲洗水阀介质为灰水；动作频率每小时20~30m／s，若碰到毛刺、凹槽、凸肩等发生高速摩开关4次。选用球阀]，阀体采用碳钢加流道堆焊擦，因此流道内壁和阀内件的几何形状应圆滑过渡，Stellite(斯特立)合金；阀杆应采用防喷杆结构设表面光滑，

8、所以在设计、加工、装配、试验、运输等环计，材质1Cr13锻件，镀Ni，P；阀球采用固定球，密节，都制定严格的工艺规程，确保达到预定技术要封面及流道口堆焊Stellite合金，阀球唇口堆焊斯求。因此，氧气阀的特殊要求在于材料和工艺。特立合金厚度不低于12mm，球整