煤氣化裝置黑水閥沖蝕磨損機(jī)理及智能防控研究

金浩哲1，陳鳳官2，王 超1，劉驍飛1，項(xiàng)恒陽(yáng)1

（1. 浙江理工大學(xué) 流動(dòng)腐蝕研究所，杭州 310018；2. 合肥通用機(jī)械研究院有限公司，合肥 230031）

摘 要：針對(duì)煤氣化裝置黑水閥的沖蝕磨損問(wèn)題，分析了黑水閥沖蝕磨損失效機(jī)理、過(guò)程與條件，實(shí)現(xiàn)黑水閥的失效預(yù)測(cè)分析，獲得關(guān)鍵部位的損傷速率；采用B/S 架構(gòu)方式搭建黑水閃蒸處理系統(tǒng)的智能防控體系，實(shí)現(xiàn)黑水閥流動(dòng)參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。結(jié)果表明：黑水閥內(nèi)含固流體在流經(jīng)節(jié)流區(qū)域時(shí)，固體顆粒以切削等方式高速?zèng)_擊閥門(mén)壁面，導(dǎo)致閥芯以及閥座部位出現(xiàn)較嚴(yán)重?fù)p傷，且閥芯部位的沖蝕磨損率較閥座部位高出1 個(gè)數(shù)量級(jí)，最高達(dá)到2×10-6 kg/（m2·s），但其磨損率會(huì)隨著開(kāi)度增加而減小。智能防控體系通過(guò)實(shí)時(shí)信號(hào)采集、二次信號(hào)采集和軟測(cè)量建模等技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)裝置的運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并提出針對(duì)性的工藝防護(hù)方案，使黑水閃蒸閥門(mén)使用壽命延長(zhǎng)91% 以上，有利于指導(dǎo)黑水閃蒸處理系統(tǒng)的安全穩(wěn)定長(zhǎng)周期運(yùn)行，進(jìn)而為煤氣化系統(tǒng)的安全運(yùn)行提供保障。

關(guān)鍵詞：煤氣化；黑水閥；沖蝕磨損；數(shù)值模擬；智能防控

中圖分類(lèi)號(hào)：TH86 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

我國(guó)富煤炭、貧油、少氣的能源結(jié)構(gòu)決定了在未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)，能源結(jié)構(gòu)仍以煤炭為主［1］。煤氣化是煤炭資源清潔高效利用的關(guān)鍵技術(shù)，該技術(shù)開(kāi)發(fā)涉及煤炭、化工、材料、控制等多學(xué)科、多要素之間的協(xié)同，其先進(jìn)性影響著煤化工整體技術(shù)的效率、成本和發(fā)展［2］。煤氣化工藝將水煤漿在氣化爐內(nèi)與氧化劑、催化劑等在高溫高壓下反應(yīng)，生成CO，H2，CH4 等

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