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脫硫系統閥門選型

2016-9-6
煙氣脫硫(Flue Gas Desulfurization,FGD)是當今燃煤電廠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最多和最成熟的工藝。雖然關于化工設備閥門設計、選型的參考資料很多,但是針對石 閥門根據控制方式可分為:氣動、電動、液動、手動等。閥門選用應該考慮如下因素:首先考慮介質,包括:介質的溫度、流量、壓力、密度、過熱度,然后就是沖蝕與閃蒸。閥門是用在何種工況,然后再考慮用何種材質問題。 煙氣脫硫(Flue Gas Desulfurization,FGD)是當今燃煤電廠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最多和最成熟的工藝。雖然關于化工設備閥門設計、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選型的資料卻不多,結合2x130t/h環保熱電鍋爐煙氣脫硫系統案例,對小型鍋爐FGD系統中閥門設置和選型方法進行了總結。 脫硫系統閥門簡介 閥門是用于管道系統中處理流體的控制裝置,選擇閥門之前必須先了解各種閥門的功能。FGD系統應用的主要閥門是截斷閥、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的通過或截斷,將管路系統隔離開來。調節閥用來調節管路中的介質流量和壓力,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關閥運行,或其他的運行方式,而不用調節閥,避免閥門磨損。 介質性質與閥門選型要求FGD系統中所用閥門種類很多,由于脫硫工程中管道多與條件惡劣的介質接觸,結垢、堵塞、腐蝕、磨損是FGD系統中常見問題,嚴重影響到系統的設備運轉率。因此,正確地對閥門進行選型還需了解其所接觸介質的性質。 FGD漿液系統,按介質成分不同,分為石灰石漿液、石灰石石膏漿液和石膏漿液三大部分。其主要特點如下: (1)顆粒性,具有磨損性,石灰石漿液質量分數可達55%,密度達1500kg/m3; (2)pH=4~7,無機物化學弱酸腐蝕性; (3)含惰性物質的有機溶液,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,實際運行中最大可達3.5m/s,有顆粒射流現象,循環水、工藝水最大可達5m/s; (5)Cl-濃度高:脫硫工程公司一般按20000mg/L設計,實際塔內最高達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,對于閥門選型除了常規要求,如具有優良的產品設計、扭矩小、動作靈活、運行可靠、使用壽命長、維護費用少外,還要求防腐蝕、耐磨損,采用優質防腐材料。對于閥門配套的執行機構,還需熟知FGD系統中各個閥的功能,操作的頻繁度和難易度。 閥門選型實例及性能簡介 綜合考慮FGD系統運行的可靠性和經濟性,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。下面對各個閥門的設置和該閥門的特征進行描述。 根據工藝情況考慮閥門的狀態,是用氣動,電動還是手動。閥門故障位置是什么狀態等。 根據環境考慮是要用防爆還是非防爆,且防爆等級問題。根據安裝位置,還要考慮閥門的防護等級,脫硫工藝的閥門類型大致有以下幾種: 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:按照類型可分為:中線(低壓脫硫中常規產品)、單偏心、雙偏心(中壓用做開關、調節用)、三偏心(高壓用做開關、調節用)脫硫中常用的為中線蝶閥,且在脫硫工藝中應用最多的閥門。脫硫工藝的介質分為:工藝水、漿液、廢水、循環水、自來水、壓縮空氣等。 閥體材質一般分為以下幾種: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來考慮:脫硫中一般是按介質中所含的Cl離子濃度來考慮閥板材質。閥板材質一般分為: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、循環水,閥板材質一般用球鐵鍍鉻、304即可。空氣或是氧化空氣用球鐵鍍鉻、304。但用于氧化空氣閥座要注意介質溫度,一般閥座用耐熱EPDM。漿液及廢水等含CL離子濃度高介質一般用2205、2507、1.4462、1.4529、C276。Cl離子濃度越高,閥板材質也要相應提高。 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。蝶閥最小為DN25,閥體為鋁合金材質,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。 關于手動蝶閥:DN200及以上要選用蝸輪蝶閥,現在我司也生產低扭矩蝶閥,DN300以內也可以使用手柄方式。 根據行業規定DN250及以上對夾式蝶閥一般采用蝶閥專用法蘭連接。最好由蝶閥門廠家配套供應。 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;直通式隔膜閥: 主要用于漿液介質(漿液介質里面含有固體顆粒性物質,不易堵塞)。直通隔膜閥常規最大做到DN80。在有可能的情況下,當直通隔膜閥大于DN80時,可以適當的偏離為蝶閥。 止回閥:單瓣襯膠旋啟式H44J-10(介質為腐蝕性類,如漿液),對夾式閥腔全襯膠蝶型止回閥SH77J-10/16(介質為工藝水及空氣類),H71/4W-10/16/25/40(高溫型介質,如高溫氧化空氣)其中旋啟式止回閥為DN250及以上時,交貨期長,容易故障。(當介質為漿液,口徑為DN250及以上時,該選用什么?)可以選用閥體及內件為雙相鋼材質。SH77J-10/16,現生產涂尼龍材質,可用于海水等介質,但不能用于漿液。 手動截止閥: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,材質為304不銹鋼。其它的閥門根據管道材質來定。鑄鐵、鑄鋼和銅合金都可用于泵的冷卻水系統。當手動截止閥的口徑≥DN200,采用偏離要看應用場合及工況來定,有些可以偏離,有些不能偏離。 手動球閥:每個環保公司選用球閥不盡相同,一般都是口徑較小的情況下,介質為工藝水或者壓縮空氣的時候,選用球閥。在沒有要求的情況下: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:閥門選型需要客戶提供如下參數:介質、溫度、閥前/后壓力、流量,然后根據這些參數進行選型,算出閥門口徑及內徑,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。 自力式閥一般為快開形式。 疏水閥:要考慮實際使用壓力,疏水量,介質溫度。壓力:水閥壓力等級選擇應等于或略高于工況的壓力。 溫度:注意介質的最高溫度,因溫度不同,閥體及閥內件的材質都可以不同。 疏水量:是選擇疏水閥的非常重要參數,凝結水排量是選擇疏水閥的一個非常重要參數。 “安全系數”要有,又沒必要無限放大,不同類型疏水閥“安全系數”不同 安全閥:要明確設定起跳壓力,即安全壓力,這樣才能保證安全。閥門應該重視安全性。 執行機構:氣動、電動、液動及電液動等,現在應用最多的是氣動與電動執行機構。 1、氣動執行機構:齒輪齒條式和活塞式,通過氣源來控制閥門開關與調節。 二者都可分為單作用和雙作用 附件:調節型:定位器空氣過濾減壓閥手輪和電磁閥 開關型:行程開關電磁閥空氣過濾減壓閥手輪 2、電動執行機構:電壓扭矩/推力行程開關型/調節型 分體式/整體式/智能式等脫銷: 脫銷選用的閥門除了以上脫硫的閥門之外,脫銷最關鍵的就是禁銅,還有防爆。一般截止閥的密封面選用巴氏合金。調節閥一般都會要反饋和防爆。

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