高压差放空调节阀的故障分析及滑板阀的应用.pdf

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1、第43卷第1期煤化工Vo1．43No．12015年2月CoalChemicalIndustryFeb．2015差放空调节阀的故障分析及滑板阀的应用曹辉，雷磊，钱威(上海开维喜集团股份有限公司，上海201416)摘要为解决Shel1煤气化粉煤给料仓高压差放空阀使用中存在阀内件、阀后壳体冲蚀及阀门卡涩外漏的问题，对比了笼式调节阀、偏心旋转阀的结构，分析了其在线使用中出现故障的原因。介绍了滑板阀的结构、工作原理及特点，应用结果表明，在粉煤给料仓高压差放空调节工位使用滑板阀．，可减少流体介质对阀门的冲蚀，延长阀门的使用寿命。关键词

2、Shell煤气化，粉煤给料仓，高压差放空调节阀，笼式调节阀，偏心旋转阀，滑板阀文章编号：1005—9598(2015)一O1—0061—03中图分类号：TO055．8+1文献标识码：BShel1煤气化粉煤给料仓的高压差放空调节工2目前应用的调节阀故障原因分析位，目前大多使用笼式调节阀、偏心旋转阀来控制仓内压力。介质为气固两相流，由于操作压差大、冲刷极2．1笼式调节阀强，普遍存在着阀门使用寿命短的问题⋯。滑板阀作某品牌笼式调节阀结构示意图见图1。为一种新型的调节阀，通过特殊的结构设计和材料选用，较好地解决了该工位阀门使用寿命

3、短的问题，为系统连续可靠运行提供了保证。1阀门使用的工况l34典型的Shell煤气化粉煤给料仓工况：介质为l一阀体2一阀芯3一阀座4一阀笼N2+煤粉；温度80℃；入口压力4．8MPa(A)，出口压力0．12MPa(A)，阀门关闭压差5．72MPa；管道DNSOmm，图1笼式调节阀结构示意图最大流量6254．4in。／h。该笼式调节阀阀体采用不锈钢，阀芯密封面与阀此工位调节阀压力从4．8MPa放空到接近大气座内壁堆焊钴铬钨硬质合金(硬度约HRC40)，基材均压，流量高、流速极快(通过计算机有限元分析模拟，选用普通不锈钢。极限

4、流速可达884m／s)，介质中的煤粉颗粒对阀内该笼式调节阀在河南某Shell煤气化项目中使件、阀后壳体及管道产生严重冲刷，甚至直接冲穿下用1个月后，阀笼内的节流孔被完全破坏，阀芯出现游管道，存在很大的安全隐患。多处破损，表面呈现出由高速介质冲刷产生的犁沟、若要保证阀门长期可靠运行，必须克服以下两个刺人等形式的破损情况，使阀门完全丧失调节功能，问题：(1)调节阀内件及阀后壳体的耐冲刷问题。(2)无法正常使用。因物料堆积阀中腔及阀杆填料处，造成的阀门卡涩及分析其原因，为高压气固两相介质的冲蚀所致。外漏的问题]。笼式调节阀的结构

5、原理是将人口侧的高压气体通过多层阀笼侧面的／J,TL分级节流，使高压降沿阀笼由收稿日期：2014一i0—19作者简介：曹辉(1981一)，男，陕西西安，工程师，学士，2004年本科毕业于西安理工大学机械设计制造及其自动化专业，现从事特种阀门的研发工作，E-mai1：caohui0623@163．com。62煤化工2015年第1期『人】至外逐级递减，从有效地控制流体流速。但由3滑板阀的结构及特点于输送介质中含有煤粉，阀门在小开度工作时，煤粉极埸积压在各阀笼的间隙内，造成流通面积减少、压3．1滑板阀的结构及工作原理差增大，从而

6、使流过阀笼侧面孔的流速增高，冲刷加滑板阀的结构示意图n]L冈3。剧其次，采用不锈钢直接加丁成型而没有任何硬化措施的阀笼，在高压差气同输送系统中，冲穿在所难免2．2偏心旋转阀某品牌偏心旋转阀结构示意图见图2。臻l一阀体2一预紧弹簧3一入r1内衬4一夹板5一口内衬6一滑板7一阀卡T8一导向套图3滑板阀结构示意图滑板阀阀芯组南巾问的滑板与两端的夹板组成．阀杆带动滑板在流体垂直方向上产生位移，从而改变流通面积来实现开关或调节功能。夹板侧预紧弹簧使lZ：得滑板与两夹板紧密接触，不仅实现lr良好的密封，l一阀2一球体3一阀体也避免r固

7、体介质进入腔体的可能。在保证阀门不会图2偏心旋转阀结构示意图由于温度压力波动或物料堆积而涩的同时，也为阀该偏心旋转阀阀体采用不锈钢铸件，阀体流道、芯长周期使用后的磨损提供了必要的补偿。内腔喷涂碳化钨硬质合金，球体堆焊钴铬钨硬质合3．2滑板阀的结构特点金，阀座喷焊镍基硬质合金。3．2．1直通式流道设计偏心旋转阀为同定球结构，通过改变球体与阀座直通式流道设计给阀内流道提供了采用整体烧之间流通面积，来实现系统压力或流量的调节。从现结硬质合金(硬度约HRC70)内衬的良好条件，完全解场'r解到，此阀虽然做了局部的硬化处理，仍然无法

8、决了阀后壳体的冲刷问题。同时，直通式结构也将流得到满意的使用效果。体对阀体内腔拐点出现的异常冲刷降至最低]。分析其原因，首先存在球体涂层冲蚀的问题。在3．2．2全硬质合金阀芯高压系统巾用来截断和调节气固两相介质时，其球体夹板、滑板均采用整体烧结硬质合金，硬度高，具和阀座需要整体硬化，以全面提高内件的耐磨