一、黑水調(diào)節(jié)閥研發(fā)背景

1.剛需
目前我國(guó)現(xiàn)代煤化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)出產(chǎn)業(yè)規(guī)模快速增長(zhǎng)、示范工程取得積極進(jìn)展、產(chǎn)業(yè)集中度明顯提升、關(guān)鍵技術(shù)和裝備研發(fā)實(shí)現(xiàn)新突破等特點(diǎn)，煤化工“十三五”將加快轉(zhuǎn)型升級(jí)建立環(huán)境友好、綜合發(fā)展、高效節(jié)能的新型煤化工產(chǎn)業(yè)。而現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)煤化工企業(yè)將近200家，保守估計(jì)氣化爐也有400多，平均一爐8臺(tái)閥門(mén)（一備一用），現(xiàn)階段煤化工關(guān)鍵閥門(mén)進(jìn)口價(jià)格約大幾十萬(wàn)，整個(gè)市場(chǎng)至少50億以上，市場(chǎng)前景可觀。
 
2.痛點(diǎn)
我國(guó)閥門(mén)行業(yè)近幾十年突飛猛進(jìn)，技術(shù)工藝上大大提升，但在煤化工黑水閥門(mén)自主研發(fā)這一塊長(zhǎng)期受限于國(guó)外壟斷、巨頭長(zhǎng)期的技術(shù)封鎖，中國(guó)高端智能裝備一度難以實(shí)現(xiàn)突破、核心裝備一度依賴(lài)國(guó)外進(jìn)口。而且進(jìn)口閥門(mén)價(jià)格昂貴，使用質(zhì)保最多半年，維護(hù)難，服務(wù)不及時(shí)，供貨周期三個(gè)月以上，難以保證和諧生產(chǎn)。而國(guó)產(chǎn)化閥門(mén)技術(shù)工藝還不太成熟，還處于磨合期，但以其綜合性?xún)r(jià)比國(guó)產(chǎn)使用率近年來(lái)還是比較高。
 
3.高頻
煤化工行業(yè)閥門(mén)在實(shí)際使用中由于長(zhǎng)期在進(jìn)出口壓差很大的氣、液、固三相流介質(zhì)中使用，其閥芯、閥座及閥體流道等噴涂碳化鎢處理，其壽命約為3個(gè)月，而國(guó)內(nèi)產(chǎn)品僅僅使用半個(gè)月左右。受此影響，裝置運(yùn)行需要頻繁地更換閥門(mén)，既浪費(fèi)工時(shí)又加大了生產(chǎn)成本。
為此，武漢漢德閥門(mén)股份有限公司研發(fā)漢德角型黑水調(diào)節(jié)閥以攻克煤化工關(guān)鍵閥門(mén)國(guó)產(chǎn)化難題。

                             
二、黑水調(diào)節(jié)閥工藝要求

在煤化工氣化裝置中，氣化爐底到氣化高溫?zé)崴髟O(shè)置1臺(tái)黑水液位調(diào)節(jié)閥，洗滌塔底部到高溫?zé)崴髟O(shè)置2臺(tái)黑水調(diào)節(jié)閥，黑水調(diào)節(jié)閥門(mén)布置如圖。


1.這些調(diào)節(jié)閥工作溫度較高，壓降大，灰渣含量也最高，應(yīng)能夠耐受通過(guò)閥門(mén)壓力降引起的高流速，還要耐受閃蒸溶解氣的氣蝕、水的汽化和煤灰顆粒引起的腐蝕及磨蝕。尤其是在第一級(jí)閃蒸，黑水從高壓經(jīng)過(guò)閃蒸閥直接降到中低壓，由于閃蒸出大量工藝蒸汽，物料流過(guò)閃蒸閥節(jié)流元件的速度非常高，導(dǎo)致磨損會(huì)比較嚴(yán)重。

2.黑水、渣水及灰水含有氯離子、氨、鉀鹽、硫化氫或磷酸等強(qiáng)腐蝕介質(zhì)，并且閥門(mén)前后壓差大。在節(jié)流口，流體介質(zhì)混雜著硬質(zhì)顆粒高速流動(dòng)，具有強(qiáng)大的動(dòng)能，閥門(mén)的閥芯或閥座等表面很快被沖出流線形的細(xì)槽，形成侵蝕，同時(shí)有阻塞流發(fā)生，高速流體產(chǎn)生閃蒸或空化。介質(zhì)在閥腔內(nèi)的聚泡爆裂過(guò)程，會(huì)釋放很大的能量，對(duì)閥體內(nèi)部及節(jié)流元件等零件產(chǎn)生強(qiáng)力破壞，形成氣蝕。

3.過(guò)去是將第一級(jí)閃蒸閥分解為兩個(gè)串連的減壓調(diào)節(jié)閥，這樣把每一臺(tái)閥的前后壓差降低50%，經(jīng)過(guò)每臺(tái)閥閃蒸出來(lái)的工藝蒸汽量相應(yīng)減小，閃蒸閥磨損的情況得到較大改觀。黑水調(diào)節(jié)閥推薦為角閥，閥芯閥座材質(zhì)要求用硬質(zhì)合金（WC）堆焊或更好的金屬硬化工藝，為防止閃蒸對(duì)閥門(mén)造成的破壞，出口配套錐形管。傳統(tǒng)的工藝管線上主要采用進(jìn)口的結(jié)構(gòu)形式為偏心旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)閥，其結(jié)構(gòu)耐腐蝕、耐高溫性能好，但是耐沖刷性能差。

                        


煤化工系統(tǒng)工藝選擇殊種類(lèi)的單座角型調(diào)節(jié)閥，由于介質(zhì)含有大量固體顆粒的原因套筒閥加刮刀是最理想的自清潔閥門(mén)，這樣既有傳統(tǒng)單座閥的優(yōu)點(diǎn)，又有套筒閥的耐壓差大和能量沖擊消耗的特點(diǎn)，并且是有清潔作用的高進(jìn)低出閥門(mén)，減少?zèng)_刷，從而設(shè)計(jì)了漢德角型黑水調(diào)節(jié)閥。
 
三、黑水調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)特性

1、從材料和工藝上抗沖刷，耐腐蝕。閥座、閥芯采用碳化鎢整體燒結(jié)，擴(kuò)散段、內(nèi)腔全襯碳化 鎢，從材料、工藝上確保了閥座、閥芯的硬度而抗沖刷，且提高了閥門(mén)耐腐性能。

2、結(jié)構(gòu)上防沖刷。采用諸多學(xué)者（注）在煤化工專(zhuān)用控制閥多相流流場(chǎng) 特性研究的最新成果，閥內(nèi)設(shè)置導(dǎo)流翼，流道大圓弧平滑過(guò)渡，流阻力極小，適合 高流速介質(zhì)。從而在結(jié)構(gòu)上最大限度防止了介質(zhì)對(duì)閥內(nèi)件及閥腔的沖刷。

3、結(jié)構(gòu)上防閃蒸、汽蝕。出節(jié)流口（閥座）的流道橫截面積由聚變改 為漸變，有效避免了閃蒸或汽蝕。

4、有自清潔、防轉(zhuǎn)動(dòng)功能。下導(dǎo)向裝置末端的刮刀式、下定位、下 防轉(zhuǎn)獨(dú)特設(shè)計(jì)，閥桿具有自清潔和防轉(zhuǎn)動(dòng)功能。

5、抗高頻振動(dòng)，噪音低。導(dǎo)向裝置大幅度下移，最大限度克服高頻振 動(dòng)，從而有效降低噪音。

                             
 
四、黑水調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)材質(zhì)

 
五、黑水調(diào)節(jié)閥技術(shù)參數(shù)

 
六、結(jié)束語(yǔ)

       漢德角型黑水調(diào)節(jié)閥已成功應(yīng)用在煤化工工藝系統(tǒng)上，它改變了傳統(tǒng)調(diào)節(jié)閥閥座與閥體的安裝方式，縮短了供貨周期提高生產(chǎn)效率等。與傳統(tǒng)的調(diào)節(jié)閥理念有著非常大的創(chuàng)新，解決了煤化工系統(tǒng)閥門(mén)耐高腐蝕、耐高沖刷和耐高溫的難題，保證了煤化工工藝系統(tǒng)的需要，節(jié)約了生產(chǎn)成本。漢德角型黑水調(diào)節(jié)閥在其他苛刻工況領(lǐng)域也將有廣泛的應(yīng)用前景，并會(huì)產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

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