高溫?zé)煹赖y選型 上海申弘閥門(mén)有限公司 之前介紹截止閥型號(hào)含義,現(xiàn)在介紹高溫?zé)煹赖y選型增強(qiáng)余熱發(fā)電系統(tǒng)設(shè)備可靠性對(duì)于提高提高余熱發(fā)電運(yùn)轉(zhuǎn)率和余熱回收效率至關(guān)重要,也是設(shè)計(jì)者和業(yè)主所共同關(guān)注的。高溫?zé)煹缽U氣閥門(mén)作為純低溫余熱發(fā)電與水泥生產(chǎn)線(xiàn)連接的關(guān)鍵輔機(jī)設(shè)備之一,直接關(guān)系到整個(gè)余熱發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行效率和可靠性,也是水泥企業(yè)提高余熱發(fā)電效益,降低生產(chǎn)成本的有效措施。筆者從余熱電站高溫?zé)煹篱y門(mén)的設(shè)計(jì)、制造、使用等角度闡述水泥窯余熱發(fā)電系統(tǒng)的煙氣閥門(mén)選型。 1. 水泥窯余熱發(fā)電系統(tǒng)高溫?zé)煹篱y門(mén)選型重要性 隨著國(guó)家節(jié)能產(chǎn)業(yè)政策的落實(shí),水泥窯余熱發(fā)電建設(shè)如火如荼,水泥窯余熱發(fā)電系統(tǒng)高溫?zé)煹篱y門(mén)也不斷為適應(yīng)水泥窯發(fā)電技術(shù)的進(jìn)步而得到長(zhǎng)足發(fā)展。 水泥窯余熱發(fā)電系統(tǒng)高溫?zé)煹篱y門(mén)不同于一般火電廠(chǎng)風(fēng)閥,火電廠(chǎng)風(fēng)閥一般在室內(nèi)安裝,工作介質(zhì)一般是潔凈的空氣,閥門(mén)的作用主要是風(fēng)量的調(diào)節(jié),不存在閥板高溫變形和粉塵磨損的問(wèn)題閥門(mén),材質(zhì)一般采用Q235鋼板焊接,而且厚度很薄,大多在6mm一下,泄漏率要求比較高。水泥窯余熱發(fā)電系統(tǒng)煙氣溫度高(350~450℃),并含有大量粉塵、速度高、負(fù)壓大,特別是窯尾含塵量達(dá)到80mg以上、負(fù)壓7000Pa。如在余熱發(fā)電也同樣采用此閥門(mén),勢(shì)必造成閥板變形,出現(xiàn)閥板卡死,旁路泄漏大,浪費(fèi)了大量廢氣資源,流量無(wú)法調(diào)節(jié)。 就水泥窯余熱發(fā)電系統(tǒng)本身,閥門(mén)的泄漏量也關(guān)系到余熱電站的發(fā)電量。就SP旁路閥門(mén)的漏風(fēng)對(duì)發(fā)電量影響很大,旁路閥門(mén)每漏風(fēng)1%,發(fā)電量下降0.6%,因此必須嚴(yán)格控制,設(shè)計(jì)要求旁路閥漏風(fēng)率為1%,zui大不應(yīng)超過(guò)1.5%,但實(shí)際情況遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于1.5%,甚至達(dá)到5%。AQC爐也一樣,旁路閥門(mén)泄漏率大了,同樣也能降低煙氣的品質(zhì),造成AQC爐出力不足 但是隨著水泥窯余熱發(fā)電閥門(mén)供應(yīng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈,作為非標(biāo)產(chǎn)品,高溫?zé)煹篱y門(mén)產(chǎn)品質(zhì)量良莠不齊。高溫閥門(mén)的閥體材質(zhì)和閥板厚度不盡相同,有些高溫閥門(mén)閥體和閥板厚度刻意減薄、甚至有些閥軸也是采用20#材質(zhì),時(shí)間長(zhǎng)了出現(xiàn)銹死。如在余熱發(fā)電也同樣采用此閥門(mén),勢(shì)必造成閥板變形,出現(xiàn)閥板卡死和漏風(fēng)流量無(wú)法調(diào)節(jié),浪費(fèi)了大量廢氣資源。由于廢氣閥門(mén)的位置和生產(chǎn)運(yùn)輸?shù)奶厥庑?,決定了更換閥門(mén)所付出的代價(jià)特別高。由于閥門(mén)口徑特別大,生產(chǎn)制造周期比較長(zhǎng),運(yùn)輸超寬,運(yùn)費(fèi)特別高,運(yùn)輸時(shí)間長(zhǎng),給業(yè)主增加了成本。特別是SP爐進(jìn)口閥和旁路閥,安裝位置高,更換一個(gè)閥門(mén)的安裝費(fèi)用就等于閥門(mén)本身的價(jià)錢(qián),如果再加上電站不能正常運(yùn)行所造成的損失,那就未免太大了啊。煙道蝶閥主要用于調(diào)節(jié)處理來(lái)自火法冶煉產(chǎn)生的煙氣(如閃速爐、轉(zhuǎn)爐、銅合成爐、富氧頂吹熔煉爐或貧化爐產(chǎn)生的煙氣) 。精礦干燥是熔煉系統(tǒng)中物料制備的主要工序之一, 該工藝流程是將來(lái)自選礦含水8 %~10 %的濕精礦和煤粉燃燒產(chǎn)生的熱煤氣混合, 經(jīng)過(guò)“三段式”氣流干燥至含水≤013 %的干精礦。煙氣制酸裝置主要包括凈化、轉(zhuǎn)化、干吸和酸庫(kù)等單元。熔煉產(chǎn)生的煙氣和制酸所用煙氣溫度較高且催化劑粉塵較大, 對(duì)管道閥門(mén)有腐蝕和阻滯作用。熔煉和制酸管網(wǎng)用煙道蝶閥應(yīng)根據(jù)其使用工況條件進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì), 避免由于熱變形和閥門(mén)管壁粉塵粘結(jié)及管道灰堵使得煙道蝶閥不能正常啟閉, 影響冶煉化工設(shè)備的正常運(yùn)行。 高溫?zé)煹赖y選型煙道蝶閥結(jié)構(gòu)特性 從標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定和實(shí)際使用情況分析, 煙道蝶閥用于介質(zhì)的截?cái)嗷蛘哒{(diào)節(jié)時(shí), 其密封性能要求與金屬密封蝶閥有一定的差別。作為管網(wǎng)含塵煙氣控制設(shè)備, 處于關(guān)閉位置仍留有一定間隙不會(huì)影響管路開(kāi)度調(diào)節(jié)達(dá)到爐壓的自動(dòng)控制。煙道蝶閥與金屬密封蝶閥流體特性相似, 蝶閥開(kāi)度與流量之間的關(guān)系基本上呈線(xiàn)性比例關(guān)系。如果用以控制流量, 其流量特性與配套管路的流阻系數(shù)有密切關(guān)系。如兩條管道安裝閥門(mén)口徑和形式*相同, 而管道損失系數(shù)不同, 閥門(mén)的流量差別就會(huì)相差很大。如果閥門(mén)處于節(jié)流幅度較大的狀態(tài), 蝶板處于中間開(kāi)度時(shí), 關(guān)閉過(guò)程中, 蝶板上下兩側(cè)可以形成*不同的狀態(tài), 一側(cè)蝶板前端順介質(zhì)流向而動(dòng), 另一側(cè)則逆介質(zhì)流向而動(dòng)。因此, 一側(cè)閥體與蝶板形成似噴嘴形開(kāi)口, 另一側(cè)則類(lèi)似節(jié)流孔形開(kāi)口, 噴嘴側(cè)比節(jié)流側(cè)流速快的多, 而節(jié)流側(cè)一面往往會(huì)產(chǎn)生負(fù)壓, 所以煙道蝶閥水平安裝時(shí)應(yīng)將噴嘴側(cè)放在管道的下部, 可以避免管道閥門(mén)連接處灰堵現(xiàn)象的發(fā)生。 蝶閥蝶板結(jié)構(gòu) 煙道蝶閥主要起截流和調(diào)節(jié)流量的作用, 特別是大口徑蝶閥, 工況條件影響閥門(mén)的變形因素較多且變形量不易控制, 所以結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮環(huán)境因素的影響。煙道蝶閥徑向密封與金屬密封蝶閥結(jié)構(gòu)相似, 應(yīng)用過(guò)程中受溫度影響易產(chǎn)生熱卡阻, 影響閥門(mén)的啟閉。
煙道蝶閥密封形式以平面密封較為理想, 可以設(shè)計(jì)成垂直板或斜板式結(jié)構(gòu)(如上圖 ) , 閥體、蝶板以側(cè)平面為密封副。蝶板外徑可以小于閥體通徑, 即使閥門(mén)內(nèi)腔管壁有粘結(jié)也能方便開(kāi)啟。管道變形對(duì)閥門(mén)主體密封性能影響沒(méi)有徑向密封效果明顯。該結(jié)構(gòu)閥體密封面的對(duì)稱(chēng)度要求較高, 特別是斜板式結(jié)構(gòu)其閥體密封側(cè)平面在普通機(jī)械設(shè)備上難以加工, 必須安排合理的工藝才能使裝配精度達(dá)到理想的密封效果。平面密封結(jié)構(gòu)如果采用杠桿式, 無(wú)論垂直板還是斜板結(jié)構(gòu)都可解決密封平面在加工過(guò)程中存在的問(wèn)題。該結(jié)構(gòu)有許多優(yōu)點(diǎn), 杠桿結(jié)構(gòu)閥門(mén)密封面為側(cè)平面密封, 不會(huì)產(chǎn)生徑向卡阻。另外, 閥體和蝶板密封側(cè)平面為連續(xù)的平面整體加工, 蝶板外徑設(shè)計(jì)小于閥體通徑。蝶板關(guān)閉過(guò)程先轉(zhuǎn)動(dòng)后平動(dòng)密封面越壓越緊, 開(kāi)啟過(guò)程蝶板先平動(dòng)后轉(zhuǎn)動(dòng), 也不會(huì)產(chǎn)生卡阻。煙道蝶閥一般在壓力低、溫度高的環(huán)境條件下工作, 不會(huì)影響閥門(mén)啟閉。
2. 高溫?zé)煔忾y門(mén)選型 2.1 AQC爐閥門(mén) 2.1.1 AQC爐進(jìn)口閥 篦冷機(jī)進(jìn)口閥,該閥設(shè)在篦冷機(jī)出風(fēng)口于沉降室之間,開(kāi)口在篦冷機(jī)中部靠前,作為調(diào)節(jié)篦冷機(jī)出風(fēng)口煙氣量,該閥門(mén)是確保生產(chǎn)線(xiàn)和AQC爐正常運(yùn)行的關(guān)鍵設(shè)備。因此要求該閥調(diào)節(jié)性能好,動(dòng)作可靠。余熱發(fā)電一般在篦冷機(jī)中部靠前抽風(fēng),設(shè)計(jì)正常時(shí)溫度為300-360℃,zui高時(shí)達(dá)到450℃以上,同時(shí)出篦冷機(jī)氣體介質(zhì)中含有不大于30mg/m3(標(biāo)態(tài))的熟料粉塵濃度,速度一般在8-15m/s,對(duì)該閥的閥板沖刷量非常大,因此要求該閥的閥板能在高溫下耐磨性能好,提高閥門(mén)的使用壽命。 該閥根據(jù)實(shí)際情況有的選擇圓形有的選擇方形的,這里的溫度是很不穩(wěn)定的,很多設(shè)計(jì)院根據(jù)理論上的計(jì)算,zui高溫度定在≤450℃,但實(shí)際運(yùn)行中很多時(shí)間都是超過(guò)的,篦冷機(jī)料床的厚薄直接影響到廢氣的溫度變化,據(jù)不少用戶(hù)反映,這里的溫度都是長(zhǎng)時(shí)間在450左右,有時(shí)溫度在650℃左右,而且能維持20分鐘左右。設(shè)計(jì)溫度一般在≤450℃的閥板都采用16Mn或20鍋材質(zhì),在≥600℃的閥板都采用304不銹鋼材質(zhì),這兩種材質(zhì)的閥板在高溫下機(jī)械性能幾乎沒(méi)有了,更談不上耐磨性能好了。就我們到現(xiàn)場(chǎng)走訪(fǎng)和用戶(hù)的反饋,在溫度不超過(guò)設(shè)計(jì)范圍的時(shí)候,一般使用壽命在一到兩年之間,如果溫度超過(guò)設(shè)計(jì)范圍,使用壽命zui多半年。由于這個(gè)地方廢氣溫度高腐蝕性大,熟料顆粒對(duì)閥板沖刷厲害,因此,閥板必需采用焊高強(qiáng)度龜夾網(wǎng)打注具有高溫結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高、高溫蠕變率低、熱膨脹小、抗化學(xué)侵蝕性強(qiáng)、抗熱震等優(yōu)點(diǎn)的澆注料,經(jīng)過(guò)高溫烘烤處理,閥板具有較強(qiáng)的抗高溫和耐磨特性,可以大大的延長(zhǎng)閥板的使用壽命。 結(jié)構(gòu)形式:百葉式 連接形式:對(duì)焊、法蘭 泄漏率:百葉式(泄漏率:1.5%-2%) 適合介質(zhì)壓力:0.1Mpa 閥體材質(zhì):20#鍋爐鋼襯保溫層和耐高溫耐磨澆注料 閥板材質(zhì):≤ 450℃20#鍋爐鋼襯耐高溫耐磨澆注料,≥ 450℃304不銹鋼襯耐高溫耐磨澆注料 閥軸材質(zhì):2Cr13,304不銹鋼 上海申弘閥門(mén)有限公司主營(yíng)閥門(mén)有:截止閥,電動(dòng)截止閥但這里必須強(qiáng)調(diào)注意的是,管道有內(nèi)襯澆注料的,需要給閥門(mén)廠(chǎng)家注明澆注料的厚度,以免閥門(mén)裝上后閥板碰到管道的澆注料而打不開(kāi)。閥門(mén)的閥體應(yīng)該打上和管道同樣厚度的保溫層和耐磨澆注料,這樣做的好處是氣流不會(huì)產(chǎn)生紊流,避免對(duì)廢氣對(duì)閥體和閥板產(chǎn)生更大的沖刷,而且由于保溫層和耐磨澆注料使得閥體受熱溫度大大降低,閥體因此而不受高溫而降低機(jī)械強(qiáng)度。 2.1.2 AQC爐旁路閥與冷風(fēng)閥 AQC鍋爐旁路閥,設(shè)在篦冷機(jī)尾部的煙氣到電除塵之間,冷風(fēng)閥設(shè)在沉降室前用于進(jìn)冷風(fēng)。窯頭余風(fēng)溫度波動(dòng)較大(180℃~500℃),波動(dòng)周期短,旁路調(diào)節(jié)閥頻繁動(dòng)作,當(dāng)窯頭產(chǎn)汽量太大時(shí),過(guò)熱蒸汽溫度下降,開(kāi)啟旁路調(diào)節(jié)閥,以減少入窯頭鍋爐的煙氣量,保證系統(tǒng)穩(wěn)定。AQC爐旁路廢氣雖然溫度不高,但含有30mg/m3(標(biāo)態(tài))的熟料粉塵顆粒濃度,對(duì)閥板磨損比較厲害,而且具有一定的腐蝕性,閥板受到?jīng)_刷與磨損后泄漏率增大,嚴(yán)重時(shí)閥板產(chǎn)生脫落,造成系統(tǒng)漏風(fēng)嚴(yán)重,同樣造成AQC爐蒸發(fā)量的降低。當(dāng)進(jìn)口煙溫過(guò)高,通過(guò)冷風(fēng)閥給沉降室加冷風(fēng),該閥不會(huì)出現(xiàn)磨損的情況,但泄漏率大了,同樣也能降低煙氣的品質(zhì)。因此,這兩個(gè)閥門(mén)要求密封性能比較高。 1、閥軸端結(jié)構(gòu)采用具有隔熱和密封效果優(yōu)良的外置式支撐結(jié)構(gòu),可實(shí)現(xiàn)閥門(mén)二軸端先密封后支撐,便于調(diào)節(jié)的功能,不會(huì)產(chǎn)生軸端卡阻。在直連式或曲柄連桿機(jī)構(gòu)與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接時(shí),加長(zhǎng)閥軸長(zhǎng)度,加裝隔熱套,能有效遠(yuǎn)離高溫環(huán)境對(duì)傳動(dòng)裝置的影響,保證閥門(mén)的正常工作。 2、煙氣溫度隨加料出料工藝存在波動(dòng),一般在300-900℃范圍。因此它對(duì)閥門(mén)的要強(qiáng)度有則嚴(yán)格的要求,防止金屬材料在高溫塑性變形積累和蠕變。因此閥板的厚度和焊接結(jié)構(gòu)都是非常重要的, 3、控制閥門(mén)動(dòng)作的電動(dòng)執(zhí)行器不易采用直接連接方式,應(yīng)該采用閥軸上的曲柄和電動(dòng)執(zhí)行器上的曲柄再通過(guò)連桿帶動(dòng)閥門(mén)旋轉(zhuǎn),這樣可以方便檢修同時(shí)能降低閥體對(duì)電動(dòng)執(zhí)行器的熱傳遞。 4、硅系鐵合金冶煉煙氣中粉塵特別細(xì),吸附力強(qiáng),為了解決煙氣中的粉塵對(duì)閥門(mén)的使用影響,因此我們?cè)陂y門(mén)閥體適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置吹灰口,運(yùn)行一段時(shí)間后,可以接入壓縮空氣,把吸附在閥板和管壁粉塵吹落。同時(shí)要求安裝時(shí)應(yīng)在閥門(mén)開(kāi)啟端或閥門(mén)連接轉(zhuǎn)角處設(shè)計(jì)封閉型漏斗,當(dāng)管道積灰嚴(yán)重的情況下,打開(kāi)卸灰口,卸掉積壓在管道的灰塵,然后再開(kāi)啟閥門(mén),這樣既保護(hù)了執(zhí)行機(jī)構(gòu)不因?yàn)殚y門(mén)積灰產(chǎn)生過(guò)力矩或燒壞電機(jī),使閥門(mén)正常運(yùn)行。 三、安裝煙道閥門(mén)時(shí)必須要注意一下事項(xiàng) 1、閥軸必須要在水平位置,或則會(huì)使閥板單邊位移,使閥板和閥體卡死。2、由于管道一般強(qiáng)度比較差,在溫度的變化,產(chǎn)生變形,而管道變形不影響使用,但管道的變形會(huì)拉動(dòng)閥體的變形,產(chǎn)生閥門(mén)變形而卡死,以此建議在閥門(mén)的周?chē)艿郎显黾蛹訌?qiáng)圈,減少管道的變形對(duì)閥門(mén)的影響。 3、在高溫管道上安裝高溫蝶閥時(shí),由于電動(dòng)執(zhí)行器對(duì)環(huán)境溫度有一點(diǎn)的要求,溫度直接影響電動(dòng)執(zhí)行器的使用壽命,對(duì)電動(dòng)執(zhí)行器來(lái)說(shuō),它的溫度來(lái)自3方面1是環(huán)境溫度,2是熱傳遞,3是熱輻射,由于環(huán)境溫度沒(méi)有辦法解決,但熱傳遞我們一般在閥門(mén)設(shè)計(jì)的時(shí)候應(yīng)該給與充分的考慮,但熱輻射,是管道的保溫效果比較差造成,以此我們建議在電動(dòng)執(zhí)行器和管道之間增加隔熱板,充分利用空氣的來(lái)隔熱,效果是非常明顯的,也是zui有效的辦法。 4、對(duì)水平管道上安裝閥門(mén)時(shí),同時(shí)閥門(mén)旁邊的管道允許的情況下,建議在管道下方開(kāi)一個(gè)人孔,便于開(kāi)孔清理粉塵。 5、由于煙氣管道壁厚薄,容易變形,因此在閥門(mén)兩端管道內(nèi)大約閥門(mén)三分之一多口徑的管道里加焊梅花筋,加強(qiáng)管道的機(jī)械性能,避免因管道變形,導(dǎo)致閥門(mén)閥板打不開(kāi)。 6、定期除灰以防止灰塵堆積過(guò)多,便于閥板的轉(zhuǎn)動(dòng)。 7、閥門(mén)安裝好了應(yīng)該檢查閥門(mén)內(nèi)腔和兩邊管道內(nèi)是否有雜物或焊渣和鋼筋,發(fā)現(xiàn)及時(shí)清理,以免影響閥門(mén)的正常啟閉。平時(shí)有發(fā)現(xiàn)安裝閥門(mén)時(shí),為了使吊裝時(shí)閥板不會(huì)晃動(dòng),用鋼筋把閥板焊接固定,可把閥門(mén)裝好了,忘了拆除焊接的鋼筋,等到調(diào)試時(shí)才發(fā)現(xiàn)閥板不能打開(kāi)。鐵合金余熱發(fā)電系統(tǒng)用高溫?zé)煔忾y門(mén)作為電站系統(tǒng)的輔機(jī)設(shè)備,在數(shù)量上、價(jià)值上雖然很小,但對(duì)余熱發(fā)電系統(tǒng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行至關(guān)重要,其發(fā)揮的作用不是其數(shù)量或價(jià)值比例所決定的。鑒于此,用戶(hù)需就鐵合金余熱發(fā)電工藝設(shè)計(jì)特點(diǎn)進(jìn)行正確選型。與本文相關(guān)的產(chǎn)品有角式平衡型截止閥設(shè)計(jì)說(shuō)明 |