閥門根據控制方式可分(fèn)爲:氣動、電動、液動、手動等。閥門(mén)選用應該考慮如下(xià)因素:首先考慮介(jiè)質(zhì),包括:介質的溫度、流(liú)量、壓力、密度、過熱度,然後就是(shì)沖蝕與閃蒸。閥門是(shì)用在何種工況,然後再考慮用何(hé)種材質問題。
煙(yān)氣脫硫(Flue Gas Desulfurization,FGD)是當今燃煤電(diàn)廠控制二氧化硫排放的(de)主要措施。其中石灰石石膏濕法煙氣脫硫(liú)是世界各國(guó)應用最多(duō)和最成熟的工藝。雖然關于化工設備閥門設計、選型的參考(kǎo)資料(liào)很多,但(dàn)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(jié)合2x130t/h環保熱電鍋爐煙氣脫硫系統案例,對小型(xíng)鍋爐FGD系統中閥門設置和(hé)選型方法進行了(le)總結。
閥門是用于管道系統中處理流體的控制裝置,選擇(zé)閥門之前必須先了(le)解各種閥門的功能(néng)。FGD系統應用的主要閥門是截斷閥、調節閥(fá)、止回閥、減壓閥和安全閥。漿液系統中使(shǐ)用較多的(de)是前兩種(zhǒng)。其中截斷閥用以控制管路中介質的通過或(huò)截斷,将管路系統隔離開來。調節閥(fá)用來調節管路中(zhōng)的(de)介質流量和壓(yā)力,使工藝參數穩定在所希望的範圍内,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(fāng)式(shì),而不用調節閥,避免閥門磨損。
介(jiè)質性質與閥門選型要求FGD系統中所用閥(fá)門種類很多,由于(yú)脫硫工程中(zhōng)管(guǎn)道多與(yǔ)條件惡劣的介質接觸,結垢、堵塞(sāi)、腐蝕、磨損是FGD系統中常見問(wèn)題,嚴重影響到系統的設備(bèi)運(yùn)轉率。因此,正确地對閥門進行選型還需(xū)了解其所接觸介質(zhì)的性質。
FGD漿液系統,按介質成分不(bú)同,分爲石灰石漿液(yè)、石灰石石膏漿液和石(shí)膏漿液三大部(bù)分。其主要(yào)特點如下:
(1)顆粒性,具(jù)有磨損性(xìng),石灰石漿液(yè)質量分(fèn)數可達55%,密(mì)度達1500kg/m3;
(2)pH=4~7,無機物化(huà)學弱酸腐蝕性;
(3)含惰性物質的有機(jī)溶液,有機溶液腐蝕性(xìng);
(4)流速快,一般設計中漿液流(liú)速控制在2.5m/s以下,實際(jì)運行中最大可達3.5m/s,有(yǒu)顆粒射流現象,循環水(shuǐ)、工藝水最大可達5m/s;
(5)Cl-濃度高:脫硫工程公司一(yī)般按20000mg/L設計,實際塔内最高達180000mg/L左右,廢水中約40000mg/L左右,除具有(yǒu)酸性腐蝕外,還有強氧化性和還(hái)原性。
總體而言,石灰石漿液磨蝕性較嚴(yán)重,石膏漿液更多(duō)地表現爲腐蝕性。因此,對于閥(fá)門選型除了常規要求,如具有優良(liáng)的産品設計、扭矩小、動作靈活、運行可靠、使用壽命長、維護費用少外,還(hái)要求防腐蝕、耐磨(mó)損,采用優質防腐(fǔ)材料。對于閥門配套的執行機構,還需熟(shú)知FGD系(xì)統(tǒng)中各個閥的功能,操作(zuò)的(de)頻繁度和難易度。
綜(zōng)合考慮FGD系(xì)統運行(háng)的可靠性和經濟性,本煙氣脫硫工程(chéng)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(jié)止閥和球閥。下(xià)面對各個閥(fá)門的設置和該閥門的(de)特征進(jìn)行描述。
根據工藝(yì)情況考慮閥門的狀(zhuàng)态,是用氣(qì)動,電動還是手動。閥門故障位置是(shì)什麽狀态等。
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(hái)要(yào)考慮閥門的防(fáng)護等(děng)級(jí),脫硫工藝的閥門類型大緻有以下幾種:
蝶閥、球閥、針型閥、隔膜(mó)閥、截止閥、自力式調(diào)節閥、止回閥(fá)、疏(shū)水閥、安全閥等。
蝶閥:按照類型可分爲:中線(低壓脫硫中常規産品)、單偏心、雙偏心(中壓用做開關、調節用)、三(sān)偏心(高壓用做開關、調節用)脫硫中常用的爲中線蝶閥(fá),且在脫硫工藝中應用最多的閥門。脫硫工藝的介質分爲:工藝水(shuǐ)、漿液、廢水、循環水、自(zì)來水、壓縮空氣等。
閥體材質一般分爲以(yǐ)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(è)劣可以考慮碳鋼閥體。蝶閥的(de)閥座一般是襯膠(jiāo),現在應用普(pǔ)遍是EPDM,即三元乙丙膠。閥闆一般是根據介質來考慮(lǜ):脫硫中一般是按介(jiè)質中(zhōng)所含的Cl離子濃(nóng)度來考(kǎo)慮閥闆材質。閥闆材質一般分爲:球鐵鍍鉻、球(qiú)鐵襯尼龍、襯氟橡膠、304、316、316L、2205、2507、1.4462、1.4529、C276等。
工藝(yì)水、循環水,閥闆材質(zhì)一般(bān)用球鐵鍍鉻、304即(jí)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(bān)閥座用耐熱EPDM。漿液及(jí)廢水等含CL離子濃度(dù)高介質一般(bān)用2205、2507、1.4462、1.4529、C276。Cl離子(zǐ)濃度越高,閥闆(pǎn)材質也要相應提高。
蝶閥(fá)連接方式可分爲:對夾(jiá)、單夾、法蘭等。
小口徑蝶(dié)閥一般采用對夾或單(dān)夾方式連接較多,通徑一般DN25-DN450。通徑在DN500以上一般建議采(cǎi)用法蘭連接。蝶(dié)閥最小爲DN25,閥體爲鋁(lǚ)合金材質,可代替隔膜閥用于取樣部位。液位(wèi)計的位置一般選用單夾連接方式。
關于手動蝶閥(fá):DN200及以上要選用蝸輪(lún)蝶閥,現在我司也生産低扭矩蝶閥,DN300以内也(yě)可以使(shǐ)用手柄方式。
根據行(háng)業規定DN250及以上對夾式蝶閥一般采用蝶閥專用法(fǎ)蘭連接。最(zuì)好由(yóu)蝶閥門廠家(jiā)配套供(gòng)應。
隔膜閥:按照結構形式(shì)分爲:堰式隔膜閥(A-TXXXX)和(hé)直通式隔膜閥(KB-TXXXX),全通式隔(gé)膜閥(K-TXXXX)。連接(jiē)方式爲法蘭式。
常(cháng)規閥體一般是鑄(zhù)鐵襯膠,不(bú)襯膠閥體現在應用較少。
堰式隔膜閥:主要用于工藝水,廢(fèi)水、酸、堿等介質;直通式隔膜閥:
主要用于漿液介質(漿液介質裏面含(hán)有固體顆粒性物質,不(bú)易堵塞)。直通隔膜(mó)閥常規最大做到(dào)DN80。在有可(kě)能的情況下,當直通隔膜(mó)閥大于DN80時,可以适當(dāng)的偏離爲蝶閥(fá)。
止回閥:單瓣襯膠旋(xuán)啓式H44J-10(介質爲腐蝕性類,如漿液),對夾式閥腔全襯膠蝶(dié)型止回閥SH77J-10/16(介質爲(wèi)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)其中旋啓式止回閥爲DN250及以上時,交貨期長(zhǎng),容易故障(zhàng)。(當介(jiè)質爲漿液,口徑爲DN250及以上時,該(gāi)選用什麽?)可以選用閥體及内件爲雙相鋼材質。SH77J-10/16,現生産(chǎn)塗尼龍材質,可用于海水等介質,但不能用于漿液。
手動(dòng)截止閥:一般在(zài)儀用空氣系統、工藝水總管、事(shì)故噴淋(lín)管道等,在儀(yí)用系統選用是針型閥,材質爲304不鏽鋼。其它的閥門根(gēn)據管道材質來定。鑄鐵、鑄鋼和銅(tóng)合金都(dōu)可用于(yú)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。
手動球閥:每(měi)個環保公司選用球(qiú)閥不盡(jìn)相(xiàng)同,一般都是口徑較(jiào)小的情況下,介質爲工藝水或(huò)者(zhě)壓縮空氣的時候(hòu),選用(yòng)球閥。在沒有要(yào)求的情況(kuàng)下:DN50及以上的選用法蘭的(de)連接方式(Q41F-16),DN50以下(xià)選用螺(luó)紋(wén)的連接方式(Q11F-16)
自力式壓力調節閥:閥門選型(xíng)需要客(kè)戶提供如下參數:介質、溫度、閥(fá)前/後壓(yā)力、流量(liàng),然後根據這些參數進行選型,算出閥門口徑及内徑,明确是閥前/後穩壓(控制閥前/後(hòu):ZZYP-K/B),一(yī)般情況下,都可以(yǐ)縮徑。
自力式閥一般爲快開形式。
疏水閥:要考慮實(shí)際使用壓(yā)力,疏水量(liàng),介質溫度。壓力:水閥壓力等級選(xuǎn)擇應等于或略高(gāo)于工況的壓力(lì)。
溫度(dù):注意介質的最高溫度,因溫(wēn)度不同(tóng),閥體及閥内件(jiàn)的材質都(dōu)可以不同(tóng)。
疏水量:是選擇疏水閥(fá)的非常重要參數,凝結水排(pái)量(liàng)是選擇疏水(shuǐ)閥的一個非常重要參數(shù)。
“安全系數”要有,又沒必要無限放大,不同類型疏水閥“安全系(xì)數”不同
安全閥:要明确(què)設定起跳壓力,即(jí)安全壓力,這樣才能保證安全。閥門應該重視安全(quán)性。
執行機構:氣動、電動、液動及(jí)電液動等,現在應用最多的(de)是氣動與(yǔ)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(kāi)關與(yǔ)調節。
二者都可分爲單作(zuò)用和(hé)雙作用
附件:調節型:定位(wèi)器空氣過(guò)濾減壓閥手輪和電磁閥
開關型:行(háng)程開關電磁閥空氣過濾減壓閥手輪
2、電動執行機構(gòu):電壓扭矩/推力(lì)行(háng)程開關型/調節型(xíng)
分體式/整體式/智能式等脫銷:
脫銷選用的閥門除了(le)以上脫硫(liú)的閥門之外,脫銷最關鍵的就是禁銅,還有(yǒu)防爆。一(yī)般截止閥的密封面選用巴氏合(hé)金。調節閥一(yī)般都會要反饋(kuì)和防爆(bào)。