４锁渣阀的国产化
４．１国产化锁渣阀概况 进口锁渣阀价格昂贵。制造周期长，零配件供应
不及时，维修不方便，一旦发生故障，会造成单炉停 车，对这种阀门急需国产化。一些采用水煤浆加压气 化技术的煤化工企业对此进行了积极的探索。相应 地．目前已经有上海弘盛特种阀门有限公司、浙江五 洲阀门有限公司、重庆白市驿锻造阀门研究所和浙江’ 超达阀门制造有限公司４个阀门厂家涉足了锁渣阀 的国产化工作。
万方数据
２００８年４月
周 夏等：锁渣阀在水煤浆加压气化装置上的应用与国产化
一３３一
紧弹簧，防止波纹管受到大的推力后发生塑性变形， 改变运行方式，减少反向压力。采取以上措施后，运行 情况有所好转［３，副。
Ｎｅｌｅｓ供给华鲁恒升化工股份有限公司（简称华 鲁恒升）的６．５ＭＰａ水煤浆气化装置用锁渣阀，吸取了 在渭化的教训。采取了一些新的保证措施，其主要结 构特点是：固定球、双阀座：阀杆与阀球一体化设计、 加工；硬密封，采用刮削式、面密封阀座结构，阀座采 用环形弹簧加载；球体表面、阀座和弹簧表面喷焊 （ｗ／Ｃｒ）Ｃ．阀体和阀球内腔用４２０不锈钢作内衬。应该 说，Ｎｅｌｅｓ的这种结构和配置有创新性，在当时属于 比较好的结构。２００５年９月。气化炉Ｂ因ＸＶｌ０锁渣 阀问题停炉。经检查发现阀球密封面被冲刷出深 ４０ｍｍ、宽５０ｍｍ的坑，阀座密封面也被冲刷出几处凹 陷，表面覆层脱落，弹簧也因变形而失效，弹簧簧丝之 间局部有炉渣颗粒，造成阀门严重内漏，导致气化炉 无法继续运行。华鲁恒升委托重庆白市驿锻造阀门研 究所对该阀进行了修复：阀球焊补，密封面重新喷涂。 更换损坏的弹簧，但用了不长时间，密封面覆层仍有 局部脱落。后来，几台气化炉的ＸＶ０９、ＸＹｌ０、ＸＹ０８锁渣 阀陆续出现问题．和上述气化炉Ｂ上的Ｘｖｌ０阀损坏 情况类似。华鲁恒升又委托上海弘盛特种阀门有限公 司（简称上海弘盛）进行了维修，经华鲁恒升技术人员 与上海弘盛的阀门专家一起探讨，上海弘盛维修时， 将密封面喷的碳化钨厚度增加，而背压弹簧，上海弘 盛则采用了具有自主知识产权的技术——环形弹簧 包覆氟橡胶，累计使用时间明显延长。 ３．２．２其他品牌进口锁渣阀
上海焦化有限公司、兖矿国泰化工有限公司采用 的Ｎｅｌｅｓ锁渣阀质量较好。没出现大的问题，就是使 用时间长，需修复被磨损的密封面。
由于煤中灰分２０％左右，灰熔融性温度高，渣量 大，黑水温度高．淮化使用的Ｎｅｌｅｓ锁渣阀经常出现 因在黑水冲刷下密封面损坏、阀门内漏以及开关故
障．导致气化炉单炉停车检修，锁渣阀的平均寿命 １２ ０００次㈣】。
摘 要 简述了锁渣阀在水煤浆加压气化装置上的使用工况与工艺要求．分析了芬兰Ｎｅｌｅｓ、德国Ｐｅｒ－ ｒｉｎ、美国Ａｒｇｕｓ等进Ｉ：１典型锁渣阀的使用情况。进口锁渣阀存在价格昂贵、制造周期长、零配件供应不及时和 维修不方便等缺点，不能很好地满足使用要求。介绍了国内几家公司锁渣阀的国产化开发及其使用情况，运行 实践表明，经过局部创新改进的国产化锁渣阀基本可满足使用要求。有些使用性能要优于某些进口锁渣阀。
破
图１水煤浆加压气化工艺排渣系统流程示意图 ２．２锁渣阀使用工况 ２．２．１ 阀门所通过的介质
某操作压力６．５ＭＰａ、日投煤量７５０ｔ的水煤浆气 化装置．锁渣阀所通过的夹带灰渣约２７０℃的黑水： 正常排渣时为１０ ５７８ｋｇ／ｈ。最大为１３ ７００ｋｇ／ｈ，渣水 混合。其中渣占５０％，渣的粒度一般为：３ｍｍ一５０ｍｍ。黑 水介质中含有水、Ｃｌ一、Ｈ２Ｓ、Ｍ９０、Ｆｅ０３、Ｓｉ０５、Ａ１２０３等成
万方数据
一３２一
煤化工
பைடு நூலகம்
２００８年第２期
分。过程具有化学腐蚀和机械磨蚀。 ２．２．２开关频率
排渣周期即阀门开关频率大约为３０ｍｉｎ一次。 ２．３阀门使用要求 ２．３．１要求使用开关球阀。应按非阻塞流开关设 计．最小１００ ０００次承受压力和温度循环操作。 ２．３．２ 阀门要求双向密封。在正向和反向的双向流 动方向。在下游压力为大气压下的最大差压时，达 ＡＮＳＩ Ｂ１６．１０４ Ｃｌａｓｓ ｖ级密封要求。 ２．３．３应考虑在介质冲击、腐蚀和磨蚀下，阀内件 和流道的材料有最好的可用性。 ２．３．４ 阀门设计的超压范围大于其最大工作压力的
８．５
·
６．５
投产时间 １９９３－０４ １９９５－０５ １９９６－０２ ２０００－０７ ２００４－０７ ２００４－１０ ２００５－０７ ２００５－０９ ２００５－１０
２００６－０１
２００７－０４
进口锁渣阀品牌 芬兰Ｎｅｌｅｓ 芬兰Ｎｅｌｅｓ 芬兰Ｎｅｌｅｓ 芬兰Ｎｅｌｅｓ 德国Ｐｅｒｒｉｎ 芬兰Ｎｅｌｅｓ 芬兰Ｎｅｌｅｓ 美国Ａｒｇｕｓ 芬兰Ｎｅｌｅｓ 德国Ｐｅｒｒｉｎ 美国Ｍｏｇａｓ 德国Ｐｅｒｒｉｎ
化炉内气化压力通常在２．７ＭＰａ一８．５ＭＰａ。而渣池通大 气，要使炉内的灰渣排到渣池，必须将介质的压力减至 常压。当ＸＶ０９锁渣阀打开、ＸＶｌ０锁渣阀关闭时，锁斗与 气化炉处于一个系统，压力相等，此时可以将气化炉 内的黑水收集到锁斗；相反。当ＸＶ０９锁渣阀关闭，而 ＸＶｌ０锁渣阀打开时。锁斗与渣池处于同一系统。压力 相等。此时可以将锁斗内的黑水排人渣池。
Ｐｅｒｒｉｎ锁渣阀结构特点为：单阀座、固定球。阀 球、阀杆两体式靠四方连接传递动力；硬密封，阀座采 用若干个柱形弹簧（成一圈布置）加载；冲洗水设计为 选项：Ｐｅｒｒｉｎ的意见是阀门在每次开关过程中，都进 行冲洗。可以达到最优的效果，但这样会使锁渣阀的 配管复杂化。浩良河化肥厂、南化公司都选择了这一 选项；阀球可设计为Ｖ型切口，这样可使球阀在小开 度时的物料顺畅地进入下游管道。２００７年１月～４月， 南化公司陆续发现气化炉Ａ、气化炉Ｂ上使用的Ｐｅｒ— ｒｉｎ锁渣阀阀杆有裂纹并有部分材料脱落，阀球、阀 座局部被冲刷出豁口；２００７年５月，南京惠生公司发 现气化炉Ｂ下锁渣阀出现泄漏，拆检后，确认阀球、阀 座硬质合金层脱落。
锁渣阀使用位置关键。技术要求高，造价昂贵，颇 受业内人士关注。
２水煤浆加压气化排渣系统分析
２．１工艺流程简介 水煤浆加压气化工艺排渣系统流程示于图１。气
收稿日期：２００７—１１—１６ 作者简介：周 夏（１９６８一），男，１９９０年毕业于山东工业 大学，高级工程师，曾在山东华鲁恒升集团有限公司工作 多年，主要从事大型煤制甲醇、合成氨技术管理工作。
关键词 锁渣阀 水煤浆 气化装置 国产化
文章编号：１００５—９５９８（２００８）一０２—００３１—０４中图分类号：Ｔ０５４文献标识码：Ｂ
１概
述
锁渣阀，也称之为锁斗阀，一般采用气动两位开 关球阀，是液态排渣的水煤浆、多元料浆（以下统称水 煤浆）和干煤粉气流床加压气化装置上最重要的阀 门。每台气化炉设置３台锁渣阀，气化炉激冷室或破 渣机下部与锁斗相连的管道上。即锁斗人口侧有２ 台：ＸＶ０８、ＸＶ０９锁渣阀，通常称为上锁渣阀。其中， Ｘｖ０９锁渣阀受程序控制，大约每３０ｍｉｎ开关一次，而 Ｘｖ０８锁渣阀常开、在线备用，以备ＸＶ０９锁渣阀出现 泄漏等故障随时投用。当气化炉激冷室液位低，引起 气化炉保安系统联锁动作时，Ｘｖ０８也联锁关闭，以防 气化炉工艺气窜入锁斗系统。造成不良后果。锁斗排 放Ｉ：１有１台：ＸＶｌ０锁渣阀，通常称为下锁渣阀，该阀 的下口与大气相通。锁渣阀参加气化炉的排渣程序控 制，受高温、高压灰渣的直接磨蚀，开关频繁，要求在 高压差情况下，实现双向密封。
Ａｒｇｕｓ锁渣阀结构特点为：固定球、双阀座，阀 球、阀杆两体式靠花式销键连接传递动力；硬密封，阀 座具有刮刀式边缘结构设计，采用碟形弹簧或柱形弹
簧加载；阀体两侧设有吹扫口。金陵石化使用的Ａｒ— ｇｕｓ锁渣阀，出现过硬化层剥落现象。
Ｍｏｇａｓ给南化公司提供的锁渣阀为浮动球．阀球 与阀杆为两体式，下游阀座固定，上游阀座可移动，密 封端为下游阀座，管道内介质的压力（上、下游压差） 将球体推向下游阀座，使两者紧密接触，而上游阀座 通过碟形弹簧与球体紧密接触。南化公司反映Ｍｏｇａｓ 锁渣阀自投用到２００７年７月３１日运行基本平稳。其 主要缺点是所需工作转矩大ＩＳ］：浮动球阀的阀球、阀 杆连接处。必须设计得有一定间隙．长时间或频繁动 作后，存在间隙变大、打滑、滑脱的隐患，到时候可能 会使阀球不能开关到位。
２００２年初。淮化使用重庆白市驿锻造阀门研究 所生产的锁渣阀。以替换经常损坏的进口锁渣阀，与 进口锁渣阀互为备用，该锁渣阀结构为固定球、硬密 封、阀座采用蝶簧压紧。使用效果有所改善，但是仍不 能尽如人意。２００６年。淮化又从浙江超达阀门制造有 限公司定做了２台锁渣阀，其结构为固定球、硬密封、 阀座采用一圈柱簧压紧，阀球、阀杆呈两体机械连接。 该锁渣阀刚投用时，因局部问题曾造成了单台气化炉 系统停车，后又进行了维修、改造。
１５０％。 ２．３．５要求快速动作．从“全通一全关”或“全关一 全通”的动作时间为３ｓ．８ｓ。并确保阀门动作到位。
３ 进口锁渣阀在国内水煤浆加压气化装置 上的应用
３．１进口锁渣阀的使用业绩 由于锁渣阀技术要求高，使用位置关键，锁渣阀
本身若出现问题，会引起气化炉停车。我国早期采用 水煤浆加压气化技术的单位．大都选用了进口品牌。 已经投产的水煤浆加压气化装置上使用的进口锁渣 阀情况见表１。
煤气化工厂名称 兖矿鲁南化肥厂 上海焦化有限公司 陕西渭河化肥厂 安徽淮化集团有限公司 黑龙江北大荒浩良河化肥厂 山东华鲁恒升化工股份有限公司 兖矿国泰化工有限公司 金陵石化有限责任公司 陕西神木化学工业公司
南京化学工业有限公司
惠生（南京）化工有限公司
襄１已投用的进口锁渣阀
气化炉数量／台
气化压力／ＭＰａ ２．７ ４．０ ６．５ ４．Ｏ ４．Ｏ ６．５ ４．０ ４．Ｏ ４．０
第２期（总第１３５期） ２００８年４月
煤化工 Ｃｏａｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ
Ｎｏ．２（Ｔｏｔａｌ Ｎｏ．１３５） Ａｐｒ．２００８
锁渣阀在水煤浆加压气化装置上的应用与国产化
周夏１ 邹字２王彦海２ （１．内蒙古三维煤化科技有限公司，鄂尔多斯０１０３００；２．山东华鲁恒升化工股份有限公司，德州２５３０２４）