盘阀在煤气化装置中的应用

第50卷第1期石油化工自动化Vol. 50, No. 12014年2月AUTOMATION IN PETRO-CHEMICAL INDUSTRYFebruary, 2014盘阀在煤气化装置中的应用周玉红,杨恩杰,王常凯(河南煤业化工集团中原大化公司,河南濮阳457004)摘要:由于煤气化装置中煤粉锁斗阀在高压差、高冲刷工作环境中极易损坏,严重影响生产,因而在煤加压进料、除渣、除灰工段将原球阀更换成盘阀进行改造。介绍了盘阀的工作原理、结构，经过性能对比，阐述了盘阀的特点。通过实际应用,选用盘阀后,阀门的安全性.密封性能、耐磨性、自清洁能力均得到了大幅提高,减少了操作频率,满足了气化装置长周期、满负荷的运行关键词:盘阀工作原理应用改造中图分类号: TH138文献标志码: B文章编号: 1007-7324(2014)01 -0067 -02河南煤业化工集团中原大化公司煤化工500 kt/a1)在煤加压进料、除渣.除灰工段的实际运行甲醇项目气化锁斗阀原先采用进口Flowserve 浮动中,进口球阀作为锁斗阀经常出现憋压、卡死现象球阀,金属密封,但由于煤粉锁斗阀的高压差.高冲以及在煤粉的输送中,煤粉由于硬度高的原因,球刷工作环境造成阀体、阀球及密封冲蚀严重,使得容易被煤粉包裹，且频繁地开启容易破坏金属密阀门极易损坏，需频繁更换阀门,严重影响了生产，封，导致泄漏等问题的出现。此时,在高压差情况所以气化锁斗阀改造势在必行。历时半年的考察下，阀体及密封面极易被冲蚀,所以一般的球阀使交流比较,最终选用国产的盘阀。用寿命非常短。据了解采用国内的硬密封球阀,最1概述频繁的情况下,一周需更换一次。盘阀是通过滑动圆盘来实现开关的一种快开、2)除了由于冲刷或磨损同一点,同时在高温、快关型阀门。它独有的硬密封面具有自研磨作用，阀体腐蚀及在流通通道穿孔工况下引起球阀损坏在磨损、冲蚀物料的过程中可不断提高密封性,其之外,还有阀门在开关的过程中,介质会进人阀的寿命要比其他阀门长好几倍。中腔,随着中腔物料的积累,阀门的开关扭矩变大，2工作原理及 结构尤其是超细煤/灰粉的堆积，也会导致阀门的损坏。驱动装置通过阀杆与摇臂使阀盘转动一定的角3)在介质为飞灰时，由于球阀的结构特点,易度来实现阀门的开关。阀盘密封面借助弹簧与阀座造成阀腔积灰过多,使阀芯动作时摩擦力增大,阀紧密贴合,弹簧压力使阀盘始终紧密贴合在阀座上,门动作过于缓慢,影响工艺操作。又允许阀盘在密封面的垂直方向,上有位移,这有助4.2改造情况 ,于补偿阀门零件由热胀冷缩而引起的形变和多次开1)采用的国产盘阀体积较大、安装空间不够，关后产生的微量磨损，克服背压变化对密封的影响笔者采用机动的安装方式并改变电缆槽架、气源管，并能防止颗粒介质进人密封面之间;在盘阀启闭过导压管的走向,使得盘阀安装到位;改造过程中涉及程中,阀座密封面与阀盘在切线方向上的摩擦力之电缆回路较多,采用原阀门的回路,在DCS中重新差,使阀盘在-一个启闭循环过程中产生自转,并可组态调试;同时在改造后的各个盘阀上加装反吹电以不断剪切与清扫在工艺过程中有可能堆积在阀磁阀,并在DCS中重新组态和对改造的盘阀的反吹腔内的介质,这些特点是其他阀门不具备的。阀逻辑进行重新修改,使其实现跟随主阀一起吹扫，3盘阀 与其他普通阀的性能区别从而避免了工艺人员单一手动操作,满足了工艺要盘阀与其他普通阀门的性能区别见表1所列。求,减小了工艺操作量。改造后的盘阀都采用双电4盘阀在气化装置 中的应用磁阀而且盘阀吹扫管增加了截止阀,便于以后检修。该公司甲醇装置在煤加压进料、除渣、除灰工段中将16台气化锁斗阀改造为双盘阀。稿件收到日期中国煤化工2013- 12- 30。4.1 改造前情况作者简介:周:0HCNMH G西南大学计算机科该项目气化锁斗阀在改造前主要存在以下学与技术专业ra+⊥小ur优机以,网用床业化工集团中原大化问题:公司,任工程师。石油化工自动化第50卷表1盘阀与其他普通阀门的性能区别工作中遇到的问题普通阀门的特点盘阀的解决方法结果密封面迅速磨损密封面与介质总在同--旋转阀盘，阀盘和阀座可寿命范围内,阀盘和阀座越研点接触互相自研磨磨配合越好,密封效果越好阀门使用后泄漏率.仅在刚使用后保证良好:面密封、自旋转阀盘、自阀门使用后能保证长效的密封很快超出要求的密封研磨及HRA高达86.5的.硬密封物料堆积,杂物进入阀座无自 清扫能力或预预压力大, 边缘尖锐的阀堆 积物料可以从密封面上被切密封面之间压力不足盘以及平面阀座削干净物料的流动造成阀阀芯的凸起或流道的改平面密封面处于流线垂大幅减少了物料的冲击力从而座表面的冲蚀变导致阀门开关急剧地改直方向,来回运 动中不会急减少 了冲蚀变了流线的方向剧改变流线的方向外漏阀杆击伤或刮伤O型环弹簧承载的盘根,无 上升更好地抵消压力、温度的变化，及盘根运动的旋转固定轴阀杆以使盘根承受均匀的压力,同时抵及双重轴套消了阀杆侧向力对盘根的破坏，减少了维护保养时间,提高了操作效率热锁不同的材料热膨胀率,导阀盘与阀盘驱动间加载对振动和热应力进行补偿致公差配合不匹配弹簧,光滑的阀杆,无螺纹结构过多的压降使流量缩径的流道通道全通道流动流体流动无节流,使选择小尺减小寸的阀门成为可能2)改造后使用的盘阀，其附件普遍存在的一4)填料处的弹簧补偿设计能保证在温度及压个问题,即反馈开关经常出现故障。因为阀位开关力波动的情况下,给予填料必须的补偿力来保证阀均是接近式开关其断开电压接近8 V(DC),而目门密封性能。 其欺，也能满足长期对外漏的密封性前使用的FOXBORO I/A'S控制系统数字量输入能要求。卡的闭合门槛电压为8 V(DC),当阀门动作时,阀5)阀门内件根据工艺要求的不同，可设计为表门反馈开关电压正处于卡件临界位置。当现场开面特殊处理。例如选用硬度高、耐冲刷性能好的材关断开后,在主控可能显示仍然为闭合,造成阀位料或采用内件表面硬化处理的方式来提高耐磨性。的虚假不到位。通过更换MTL5018型安全栅。6)阀门选择较大输出力的执行机构，保证在该安全栅的断开电压为6 V(DC),避开了接近开阀门内部出现少量堆积时不影响阀门正常动作关的断开电压值,因而有效地避免了该类问题。到位。4.3使用情况5结束语1)整体烧结式阀盘,阀座硬度高,有良好的耐气化锁斗阀改造是个长期的工程,需要根据实冲刷性和耐腐蚀性。具有自旋转结构的阀盘不但可际运行的情况进行革新,并且相同的阀门在不同的达到与阀座的自研磨作用,增强密封面的自清洁性工况不同的介质下运行情况也不尽相同。总体来能,而且在开关过程中可剪切物料,保留了较为可靠说，气化锁斗阀的国产化改造在经历了装置高负荷的刮削设计,可在使用中持续达到ANSIB16.104VI运行的检验后是成功的，满足了气化装置长周期、级密封要求。高负荷的生产要求。2)阀盘密封面为碟簧正压力补充,保证阀门参考文献:在设计允许的压力内提供足够的密封预紧力,防止1]谢克星， 于遵宏,王辅臣.煤炭气化技术[M].北京:化学工业出版社,2010, .物料进人密封面造成表面损伤,影响密封性能。[2]历万鸣.化工仪表及自动化[M].北京:化学工业出版3)阀杆采用防喷设计,保证了阀门在高压场社,1981.合使用的可靠性。阀杆与轴套用柔性石墨润滑,解[3]候志林过程控制与自动化仪表[ M1.北京:机械工业出版社,200中国煤化工决了高压阀门开关时存在的启闭扭矩过大的问题，[4] 邵裕森YHCNMHG海交通大学出版同时阀门在操作使用过程中的安全性也得到了社,1995.保障。(下转第74页)7石油化工自动化第50卷R TRIGDCS SYN SIG-CLK Q.TIMESET 1-GMTC@H-MSTR_ CALENDARSYN_ TIME.COcoTIME YEARMonthTIME .MONTHCURRENT CLOCK _TIMEDayTIME _DAYHour HTIME HOUR⑦HHourMinuteTIME MINUTE0H MinuteSecond_ TIME SECONDMilliec HTIME MILLISECH Second图4 TRICON 系统逻辑示意3结束语工学院学报,2004(03): 58-62.由于DCS基本扫描周期一般为0.5~1.0s， [4] 王晓冬,阚德涛,张志武以太网的时钟同步技术[].电子相对于ESD/ITCC系统逻辑周期较长,实际同步工程师,2008(09): 34-35.过程中可能会存在1 s左右的误差,但却可以满足[5]王常 力,廖道文.集散型控制系统的设计与应用[M].北京:清华大学出版社,1993.装置大部分事故分析需要。利用定时校正实现时[6]杨传顺,袁建,李国华.分布式控制系统精确时钟同步技术钟同步是一种简单易行的解决各系统时钟偏差的[J].自动化仪表,2012(04): 66 -69.方法,对于未实现时钟同步的装置来说有很好的借[7]邢文厉， 田亚勋. Dcs时钟不同步对系统的影响与处理[J].鉴作用。电力安全技术,2008(10); 63-64.参考文献:[8]苏乐春. 分散控制系统的时钟同步改造[J].自动化博览，[1]郭蕊. 用软硬结合的方法实现DCS与FSD系统的时钟同步2006(06): 26-27.[J].石油化工自动化,2009,45<02): 76-77.[9] 秦绪香，刘慧敏,杨利丰.两套FSC系统之间的时钟同步[2]魏华. 利用GPS实现控制系统时钟同步[J].石油化工自动[].化工自动化及仪表20101); 120- 123.化,2010,46(05): 44-46.[10]张彦军,刘靖宇，郫廓分布式控制系统的时钟同步研究[3]封亚斌.用软件方法实现DCS与ESD的时钟同步[J].淮阴[J].工业控制计算机,2006(05); 41-42.(上接第68页)现[]化工自动化及仪表,2006.33(03): 59-63.[5]陆德民,张振基， 黄步余石油化工自动控制设计手册[M].3 [9] 将甲金 ,宋羽,路文学，等多喷嘴对置式水煤浆气化技术及版.北京:化学工业出版社2000.其优越性[].化工过程与装备,011(101); 108 - 109.[6]王森仪表常用数据手册[M].北京:化学工业出版 [10] 武利军,周静,刘璐，等.煤气化技术进展[J].洁净煤技术，社.1998.2002,8(01): 31-34.[7]乐嘉谦. 仪表工手册[M].北京:化学工业出版社,000.11]王红望.安全仪表系统的实施及应用[J].石油化工自动化，[8]王新刚.戴洪波. 德士古气化炉炉温软测量建模及其工程实2009,45(01): 72-74.西门子推出高防护等级单相电源SitopPSU100P西门子工业近8推出Sitop PSU10OP壁挂式安装单相电源。该电源具备IP67 防护等级,适用于各种恶劣环境,可提供24V/5A和24V/8A两款电源,效率高达93% ,具有较宽的输人电压范围(85~ 132 V(AC)以及170~264V(AC),实现自动切换。该电源具有设计紧凑的铝制外壳,配有22.2mm(1in-25.4mm)标准连接器,并具有防水功能,工作温度范围-25~+60C,可在该温度范围内不降载输出额定功率。该电源为适应机柜外安装的恶劣环境而量身设计,例如在工厂设备现场是的分布式系统中.其T作状态既可以通过LED指示灯显示，也可通过隔离的信号触点快速准确地传送到上级设备。中国煤化工YHCNMHG.