上海自動(dòng)化儀表七廠(chǎng)的閥門(mén)根據控制方式可分為:氣動(dòng)、電動(dòng)、液動(dòng)、手動(dòng)等。閥門(mén)選用應該考慮如下因素:首先考慮介質(zhì),包括:介質(zhì)的溫度、流量、壓力、密度、過(guò)熱度,然后就是沖蝕與閃蒸。閥門(mén)是用在何種工況,然后再考慮用何種材質(zhì)問(wèn)題。
煙氣脫硫(Flue Gas Desulfurization,FGD)是當今燃煤電廠(chǎng)控制二氧化硫排放的主要措施。其中石灰石石膏濕法煙氣脫硫是世界各國應用多和成熟的工藝。雖然關(guān)于化工設備閥門(mén)設計、選型的參考資料很多,但是針對石灰石石膏濕法脫硫系統閥門(mén)選型的資料卻不多,結合2x130t/h環(huán)保熱電鍋爐煙氣脫硫系統案例,對小型鍋爐FGD系統中閥門(mén)設置和選型方法進(jìn)行了總結。
脫硫系統閥門(mén)簡(jiǎn)介
閥門(mén)是用于管道系統中處理流體的控制裝置,選擇閥門(mén)之前必須先了解各種閥門(mén)的功能。FGD系統應用的主要閥門(mén)是截斷閥、調節閥、止回閥、減壓閥和安全閥。漿液系統中使用較多的是前兩種。其中截斷閥用以控制管路中介質(zhì)的通過(guò)或截斷,將管路系統隔離開(kāi)來(lái)。調節閥用來(lái)調節管路中的介質(zhì)流量和壓力,使工藝參數穩定在所希望的范圍內,在磨損嚴重的漿液管路系統中應盡量避免節流,可以采用調速泵和開(kāi)關(guān)閥運行,或其他的運行方式,而不用調節閥,避免閥門(mén)磨損。
介質(zhì)性質(zhì)與閥門(mén)選型要求FGD系統中所用閥門(mén)種類(lèi)很多,由于脫硫工程中管道多與條件惡劣的介質(zhì)接觸,結垢、堵塞、腐蝕、磨損是FGD系統中常見(jiàn)問(wèn)題,嚴重影響到系統的設備運轉率。因此,正確地對閥門(mén)進(jìn)行選型還需了解其所接觸介質(zhì)的性質(zhì)。
FGD漿液系統,按介質(zhì)成分不同,分為石灰石漿液、石灰石石膏漿液和石膏漿液三大部分。其主要特點(diǎn)如下:
(1)顆粒性,具有磨損性,石灰石漿液質(zhì)量分數可達55%,密度達1500kg/m3;
(2)pH=4~7,無(wú)機物化學(xué)弱酸腐蝕性;
(3)含惰性物質(zhì)的有機溶液,有機溶液腐蝕性;
(4)流速快,一般設計中漿液流速控制在2.5m/s以下,實(shí)際運行中可達3.5m/s,有顆粒射流現象,循環(huán)水、工藝水大可達5m/s;
(5)Cl-濃度高:脫硫工程公司一般按20000mg/L設計,實(shí)際塔內高達180000mg/L左右,廢水中約40000mg/L左右,除具有酸性腐蝕外,還有強氧化性和還原性。
總體而言,石灰石漿液磨蝕性較嚴重,石膏漿液更多地表現為腐蝕性。因此,對于閥門(mén)選型除了常規要求,如具有優(yōu)良的產(chǎn)品設計、扭矩小、動(dòng)作靈活、運行可靠、使用壽命長(cháng)、維護費用少外,還要求防腐蝕、耐磨損,采用防腐材料。對于閥門(mén)配套的執行機構,還需熟知FGD系統中各個(gè)閥的功能,操作的頻繁度和難易度。
閥門(mén)選型實(shí)例及性能簡(jiǎn)介
綜合考慮FGD系統運行的可靠性和經(jīng)濟性,本煙氣脫硫工程中漿液管道主要使用了蝶閥和調節閥,儀控一次閥使用了隔膜閥、截止閥和球閥。下面對各個(gè)閥門(mén)的設置和該閥門(mén)的特征進(jìn)行描述。
根據工藝情況考慮閥門(mén)的狀態(tài),是用氣動(dòng),電動(dòng)還是手動(dòng)。閥門(mén)故障位置是什么狀態(tài)等。
根據環(huán)境考慮是要用防爆還是非防爆,且防爆等級問(wèn)題。根據安裝位置,還要考慮閥門(mén)的防護等級,脫硫工藝的閥門(mén)類(lèi)型大致有以下幾種:
蝶閥、球閥、針型閥、隔膜閥、截止閥、自力式調節閥、止回閥、疏水閥、安全閥等。
蝶閥:按照類(lèi)型可分為:中線(xiàn)(低壓脫硫中常規產(chǎn)品)、單偏心、雙偏心(中壓用做開(kāi)關(guān)、調節用)、三偏心(高壓用做開(kāi)關(guān)、調節用)脫硫中常用的為中線(xiàn)蝶閥,且在脫硫工藝中應用多的閥門(mén)。脫硫工藝的介質(zhì)分為:工藝水、漿液、廢水、循環(huán)水、自來(lái)水、壓縮空氣等。
閥體材質(zhì)一般分為以下幾種:鑄鐵、球鐵、碳鋼等。從成本考慮一般使用鑄鐵及球鐵較多,如果是北方天氣比較惡劣可以考慮碳鋼閥體。蝶閥的閥座一般是襯膠,現在應用普遍是EPDM,即三元乙丙膠。閥板一般是根據介質(zhì)來(lái)考慮:脫硫中一般是按介質(zhì)中所含的Cl離子濃度來(lái)考慮閥板材質(zhì)。閥板材質(zhì)一般分為:球鐵鍍鉻、球鐵襯尼龍、襯氟橡膠、304、316、316L、2205、2507、1.4462、1.4529、C276等。
工藝水、循環(huán)水,閥板材質(zhì)一般用球鐵鍍鉻、304即可??諝饣蚴茄趸諝庥们蜩F鍍鉻、304。但用于氧化空氣閥座要注意介質(zhì)溫度,一般閥座用耐熱EPDM。漿液及廢水等含CL離子濃度高介質(zhì)一般用2205、2507、1.4462、1.4529、C276。Cl離子濃度越高,閥板材質(zhì)也要相應提高。
蝶閥連接方式可分為:對夾、單夾、法蘭等。
小口徑蝶閥一般采用對夾或單夾方式連接較多,通徑一般DN25-DN450。通徑在DN500以上一般建議采用法蘭連接。蝶閥小為DN25,閥體為鋁合金材質(zhì),可代替隔膜閥用于取樣部位。液位計的位置一般選用單夾連接方式。
關(guān)于手動(dòng)蝶閥:DN200及以上要選用蝸輪蝶閥,現在我司也生產(chǎn)低扭矩蝶閥,DN300以?xún)纫部梢允褂檬直绞健?/span>
根據行業(yè)規定DN250及以上對夾式蝶閥一般采用蝶閥法蘭連接由蝶閥門(mén)廠(chǎng)家配套供應。
隔膜閥:按照結構形式分為:堰式隔膜閥(A-TXXXX)和直通式隔膜閥(KB-TXXXX),全通式隔膜閥(K-TXXXX)。連接方式為法蘭式。
常規閥體一般是鑄鐵襯膠,不襯膠閥體現在應用較少。
堰式隔膜閥:主要用于工藝水,廢水、酸、堿等介質(zhì);直通式隔膜閥:
主要用于漿液介質(zhì)(漿液介質(zhì)里面含有固體顆粒性物質(zhì),不易堵塞)。直通隔膜閥常規大做到DN80。在有可能的情況下,當直通隔膜閥大于DN80時(shí),可以適當的偏離為蝶閥。
止回閥:?jiǎn)伟暌r膠旋啟式H44J-10(介質(zhì)為腐蝕性類(lèi),如漿液),對夾式閥腔全襯膠蝶型止回閥SH77J-10/16(介質(zhì)為工藝水及空氣類(lèi)),H71/4W-10/16/25/40(高溫型介質(zhì),如高溫氧化空氣)其中旋啟式止回閥為DN250及以上時(shí),交貨期長(cháng),容易故障。(當介質(zhì)為漿液,口徑為DN250及以上時(shí),該選用什么?)可以選用閥體及內件為雙相鋼材質(zhì)。SH77J-10/16,現生產(chǎn)涂尼龍材質(zhì),可用于海水等介質(zhì),但不能用于漿液。
手動(dòng)截止閥:一般在儀用空氣系統、工藝水總管、事故噴淋管道等,在儀用系統選用是針型閥,材質(zhì)為304不銹鋼。其它的閥門(mén)根據管道材質(zhì)來(lái)定。鑄鐵、鑄鋼和銅合金都可用于泵的冷卻水系統。當手動(dòng)截止閥的口徑≥DN200,采用偏離要看應用場(chǎng)合及工況來(lái)定,有些可以偏離,有些不能偏離。
手動(dòng)球閥:每個(gè)環(huán)保公司選用球閥不盡相同,一般都是口徑較小的情況下,介質(zhì)為工藝水或者壓縮空氣的時(shí)候,選用球閥。在沒(méi)有要求的情況下:DN50及以上的選用法蘭的連接方式(Q41F-16),DN50以下選用螺紋的連接方式(Q11F-16)
自力式壓力調節閥:閥門(mén)選型需要客戶(hù)提供如下參數:介質(zhì)、溫度、閥前/后壓力、流量,然后根據這些參數進(jìn)行選型,算出閥門(mén)口徑及內徑,明確是閥前/后穩壓(控制閥前/后:ZZYP-K/B),一般情況下,都可以縮徑。