煤化工角閥在實際使用中面臨諸多挑戰(zhàn),主要由于其工況環(huán)境極為惡劣。這些挑戰(zhàn)包括:
1.高溫高壓:煤化工角閥通常工作在高溫高壓的條件下,這對閥門的材料和設計提出了很高的要求。例如,黑水角閥在GE水煤漿氣化裝置中,黑水流經閥體前后的壓差可高達3.1MPa(G),并且黑水通過閥芯時會瞬間閃蒸成為氣液固三相,組分復雜且具有強腐蝕性。
2.強沖刷磨損:黑水流過閥芯的速度非常高,對閥芯及閥內件造成的沖刷磨損非常嚴重。這種高速沖刷會導致閥內件的使用壽命大大降低。
3.氣蝕現(xiàn)象:黑水在擴張喇叭口體積膨脹汽化、在筒體底部受阻及溫降部分液化,產生氣蝕現(xiàn)象造成較大沖擊。
4.腐蝕問題:煤化工過程中的介質往往含有硫化氫、氯離子等腐蝕性物質,這些介質對閥門的腐蝕性很強,需要選用耐磨耐蝕材料,如雙相不銹鋼,并且閥體流道采用鍍鉻硬化處理。
5.固體顆粒影響:黑水介質中的固體含量大且硬度比較高,容易誘發(fā)黑水中的碳酸鈣等結晶,從而堵塞管道及閥門的通道。
為了應對這些挑戰(zhàn),閥門的設計和制造需要考慮到這些因素,并采取相應的措施,如使用更耐磨耐蝕的材料、改進閥門的流道結構以減少沖刷、以及采用更先進的制造工藝來提高閥門的耐用性。此外,還需要定期對閥門進行維護和檢查,以確保其在惡劣工況下的正常運行。
隨著國內煤化工產業(yè)的發(fā)展,國內閥門企業(yè)也在不斷研究和改進,形成了幾類國產高壓黑水角閥,其應用效果也逐步實現(xiàn)了對國外品牌的超越。