閥門根據(jù)控制方式可分為:氣動、電動、液動、手動等。閥門選用應(yīng)該考慮如下因素:首先考慮介質(zhì),包括:介質(zhì)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(zhì)問題。


煙氣脫硫(Flue Gas DesulfurizationFGD)是當(dāng)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(yīng)用較多和較成熟的工藝。雖然關(guān)于化工設(shè)備閥門設(shè)計(jì)、選型的參考資料很多,但是針對石灰石石膏濕法脫硫系統(tǒng)閥門選型的資料卻不多,結(jié)合2x130t/h環(huán)保熱電鍋爐煙氣脫硫系統(tǒng)案例,對小型鍋爐FGD系統(tǒng)中閥門設(shè)置和選型方法進(jìn)行了總結(jié)。


脫硫系統(tǒng)閥門簡介

閥門是用于管道系統(tǒng)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(tǒng)應(yīng)用的主要閥門是截?cái)嚅y、調(diào)節(jié)閥、止回閥、減壓閥安全閥。漿液系統(tǒng)中使用較多的是前兩種。其中截?cái)嚅y用以控制管路中介質(zhì)的通過或截?cái)啵瑢⒐苈废到y(tǒng)隔離開來。調(diào)節(jié)閥用來調(diào)節(jié)管路中的介質(zhì)流量和壓力,使工藝參數(shù)穩(wěn)定在所希望的范圍內(nèi),在磨損嚴(yán)重的漿液管路系統(tǒng)中應(yīng)盡量避免節(jié)流,可以采用調(diào)速泵和開關(guān)閥運(yùn)行,或其他的運(yùn)行方式,而不用調(diào)節(jié)閥,避免閥門磨損。


介質(zhì)性質(zhì)與閥門選型要求FGD系統(tǒng)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(zhì)接觸,結(jié)垢、堵塞、腐蝕、磨損是FGD系統(tǒng)中常見問題,嚴(yán)重影響到系統(tǒng)的設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率。因此,正確地對閥門進(jìn)行選型還需了解其所接觸介質(zhì)的性質(zhì)。

FGD漿液系統(tǒng),按介質(zhì)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(diǎn)如下:

1)顆粒性,具有磨損性,石灰石漿液質(zhì)量分?jǐn)?shù)可達(dá)55%,密度達(dá)1500kg/m3;

2pH=4~7,無機(jī)物化學(xué)弱酸腐蝕性;

3)含惰性物質(zhì)的有機(jī)溶液,有機(jī)溶液腐蝕性;

4)流速快,一般設(shè)計(jì)中漿液流速控制在2.5m/s以下,實(shí)際運(yùn)行中較大可達(dá)3.5m/s,有顆粒射流現(xiàn)象,循環(huán)水、工藝水較大可達(dá)5m/s;

5Cl-濃度高:脫硫工程公司一般按20000mg/L設(shè)計(jì),實(shí)際塔內(nèi)較高達(dá)180000mg/L左右,廢水中約40000mg/L左右,除具有酸性腐蝕外,還有強(qiáng)氧化性和還原性。


總體而言,石灰石漿液磨蝕性較嚴(yán)重,石膏漿液更多地表現(xiàn)為腐蝕性。因此,對于閥門選型除了常規(guī)要求,如具有優(yōu)良的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、扭矩小、動作靈活、運(yùn)行可靠、使用壽命長、維護(hù)費(fèi)用少外,還要求防腐蝕、耐磨損,采用優(yōu)質(zhì)防腐材料。對于閥門配套的執(zhí)行機(jī)構(gòu),還需熟知FGD系統(tǒng)中各個閥的功能,操作的頻繁度和難易度。


閥門選型實(shí)例及性能簡介

綜合考慮FGD系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和經(jīng)濟(jì)性,本煙氣脫硫工程中漿液管道主要使用了蝶閥和調(diào)節(jié)閥,儀控一次閥使用了隔膜閥、截止閥球閥。下面對各個閥門的設(shè)置和該閥門的特征進(jìn)行描述。

根據(jù)工藝情況考慮閥門的狀態(tài),是用氣動,電動還是手動。閥門故障位置是什么狀態(tài)等。

根據(jù)環(huán)境考慮是要用防爆還是非防爆,且防爆等級問題。根據(jù)安裝位置,還要考慮閥門的防護(hù)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(diào)節(jié)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(guī)產(chǎn)品)、單偏心、雙偏心(中壓用做開關(guān)、調(diào)節(jié)用)、三偏心(高壓用做開關(guān)、調(diào)節(jié)用)脫硫中常用的為中線蝶閥,且在脫硫工藝中應(yīng)用較多的閥門。脫硫工藝的介質(zhì)分為:工藝水、漿液、廢水、循環(huán)水、自來水、壓縮空氣等。


閥體材質(zhì)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(xiàn)在應(yīng)用普遍是EPDM,即三元乙丙膠。閥板一般是根據(jù)介質(zhì)來考慮:脫硫中一般是按介質(zhì)中所含的Cl離子濃度來考慮閥板材質(zhì)。閥板材質(zhì)一般分為:球鐵鍍鉻、球鐵襯尼龍、襯氟橡膠、304、316、316L2205、2507、1.4462、1.4529C276等。


工藝水、循環(huán)水,閥板材質(zhì)一般用球鐵鍍鉻、304即可??諝饣蚴茄趸諝庥们蜩F鍍鉻、304。但用于氧化空氣閥座要注意介質(zhì)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(zhì)一般用2205、2507、1.4462、1.4529、C276。Cl離子濃度越高,閥板材質(zhì)也要相應(yīng)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。蝶閥較小為DN25,閥體為鋁合金材質(zhì),可代替隔膜閥用于取樣部位。液位計(jì)的位置一般選用單夾連接方式。

關(guān)于手動蝶閥:DN200及以上要選用蝸輪蝶閥,現(xiàn)在我司也生產(chǎn)低扭矩蝶閥,DN300以內(nèi)也可以使用手柄方式。

根據(jù)行業(yè)規(guī)定DN250及以上對夾式蝶閥一般采用蝶閥專用法蘭連接。較好由蝶閥門廠家配套供應(yīng)。

隔膜閥:按照結(jié)構(gòu)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(guī)閥體一般是鑄鐵襯膠,不襯膠閥體現(xiàn)在應(yīng)用較少。


堰式隔膜閥:主要用于工藝水,廢水、酸、堿等介質(zhì);直通式隔膜閥:

主要用于漿液介質(zhì)(漿液介質(zhì)里面含有固體顆粒性物質(zhì),不易堵塞)。直通隔膜閥常規(guī)較大做到DN80。在有可能的情況下,當(dāng)直通隔膜閥大于DN80時,可以適當(dāng)?shù)钠x為蝶閥。

止回閥:單瓣襯膠旋啟式H44J-10(介質(zhì)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(zhì)為工藝水及空氣類),H71/4W-10/16/25/40(高溫型介質(zhì),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(dāng)介質(zhì)為漿液,口徑為DN250及以上時,該選用什么?)可以選用閥體及內(nèi)件為雙相鋼材質(zhì)。SH77J-10/16,現(xiàn)生產(chǎn)涂尼龍材質(zhì),可用于海水等介質(zhì),但不能用于漿液。

手動截止閥:一般在儀用空氣系統(tǒng)、工藝水總管、事故噴淋管道等,在儀用系統(tǒng)選用是針型閥,材質(zhì)為304不銹鋼。其它的閥門根據(jù)管道材質(zhì)來定。鑄鐵、鑄鋼和銅合金都可用于泵的冷卻水系統(tǒng)。當(dāng)手動截止閥的口徑≥DN200,采用偏離要看應(yīng)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(huán)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(zhì)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(diào)節(jié)閥:閥門選型需要客戶提供如下參數(shù):介質(zhì)、溫度、閥前/后壓力、流量,然后根據(jù)這些參數(shù)進(jìn)行選型,算出閥門口徑及內(nèi)徑,明確是閥前/后穩(wěn)壓(控制閥/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(shí)際使用壓力,疏水量,介質(zhì)溫度。壓力:水閥壓力等級選擇應(yīng)等于或略高于工況的壓力。

溫度:注意介質(zhì)的較高溫度,因溫度不同,閥體及閥內(nèi)件的材質(zhì)都可以不同。

疏水量:是選擇疏水閥的非常重要參數(shù),凝結(jié)水排量是選擇疏水閥的一個非常重要參數(shù)。

“安全系數(shù)”要有,又沒必要無限放大,不同類型疏水閥“安全系數(shù)”不同

安全閥:要明確設(shè)定起跳壓力,即安全壓力,這樣才能保證安全。閥門應(yīng)該重視安全性。

執(zhí)行機(jī)構(gòu):氣動、電動、液動及電液動等,現(xiàn)在應(yīng)用較多的是氣動與電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)。


1、氣動執(zhí)行機(jī)構(gòu):齒輪齒條式和活塞式,通過氣源來控制閥門開關(guān)與調(diào)節(jié)。


二者都可分為單作用和雙作用

附件:調(diào)節(jié)型:定位器空氣過濾減壓閥手輪和電磁閥

開關(guān)型:行程開關(guān)電磁閥空氣過濾減壓閥手輪


2、電動執(zhí)行機(jī)構(gòu):電壓扭矩/推力行程開關(guān)型/調(diào)節(jié)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,脫銷較關(guān)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(diào)節(jié)閥一般都會要反饋和防爆。