某化工廠GSP氣化爐在行駛過程中，激冷水流量調節(jié)閥在短時間內沖刷磨損。嚴重時，激冷水流量調節(jié)閥在線運行不到3天，閥芯磨損，導致激冷水流量調節(jié)閥無法正常調節(jié)，氣化爐被迫停車。作者通過GSP分析了氣化爐激冷水流量調節(jié)閥的沖刷和磨損原因，分析了激冷水流量調節(jié)閥的幾種改造應用。

1 工藝簡介

GSP氣化技術是干煤粉加壓氣化技術。來自磨煤干燥裝置的干煤粉通過鎖斗加壓和煤粉給料倉庫密集流入氣化爐頂部；氣化爐反應室氣化為粗氣體和液體灰渣，氣化產(chǎn)品直接進入氣化爐冷卻室。灰渣冷卻固化后，通過渣鎖斗排出，粗氣冷卻飽和后，進入文丘里洗滌系統(tǒng)進一步清洗細灰；清洗后的氣體進入下游變換裝置；氣化灰水進入黑水系統(tǒng)沉淀分離細灰，冷卻后進入焚燒爐；氣化廢水進入污水處理廠，酸硫回收裝置。氣化區(qū)、黑水蒸汽、黑水處理、廢水蒸汽等系統(tǒng)。

GSP氣化爐激冷水系統(tǒng)主要為氣化爐激冷室提供循環(huán)激冷水，通過激冷水流量調節(jié)閥調節(jié)到激冷室的水流量來控制激冷室的溫度。如果激冷水流量調節(jié)閥不能正常調節(jié)，會影響氣化爐的結渣效果，甚至燒毀激冷室。（如圖1所示）

圖1 GSP氣化爐工藝示意圖簡圖

2 GSP氣化爐激冷水流量調節(jié)閥沖刷，磨損原因分析

GSP氣化爐激冷水流量調節(jié)閥沖刷磨損的直接原因是激冷水含有大量顆粒物，當激冷水流過閥體時，會沖刷磨損閥體。根據(jù)工藝廠的西門子設計，激冷水系統(tǒng)中的顆粒尺寸為0.1um，含量為0.1mg/L；在氣化爐試運行過程中，實際工況與原設計工況發(fā)生重大偏差，激冷水系統(tǒng)顆粒尺寸達到900um，顆粒含量達到9800mg/L，與原設計條件相比，它增加了數(shù)千倍。在激冷水流量調節(jié)閥的調節(jié)過程中，激冷水夾帶固體顆粒高速流經(jīng)閥體，顆粒高速沖刷閥芯、閥座、閥體，導致閥芯、閥座、閥體磨損。隨著閥芯沖刷磨損的加劇，激冷水流量調節(jié)閥的流量調節(jié)特性逐漸惡化，最終激冷水流量調節(jié)閥無法正常調節(jié)激冷水流量。

激冷水流量調節(jié)閥磨損的間接原因是閥門結構和閥內部件材料選擇不當。例如，原設計采用SamsonV-Port激冷水流量調節(jié)閥結構形式，閥內部材料為雙相鋼，V-Port該結構具有分流和閥芯導向功能。當激冷水流過時，閥腔內容易產(chǎn)生渦流現(xiàn)象，這將增加閥內部件的清洗強度。雙相鋼閥內部件具有較強的耐腐蝕性，但材料硬度不高，耐沖刷性弱，介質沖向閥芯部分容易被沖刷損壞。

3 GSP氣化爐激冷水流量調節(jié)閥的幾種改造應用

3. 噴涂碳化鎢

在SamsonV-Port在結構激冷水流量調節(jié)閥的基礎上，碳化鎢噴涂雙相鋼閥內部表面，提高閥內部硬度，在一定程度上提高閥的耐沖刷性。碳化鎢噴涂。碳化鎢噴涂處理后的閥門在線運行狀態(tài)可以在一定程度上改善，在線運行約10天。

3.2 采用籠式結構，提高閥內部件的硬度

閥門采用籠式結構，閥座采用孔式結構，閥內部件采用硬440C。激冷水調節(jié)閥采用籠式結構，壓力降低，沖刷強度降低，硬度高的440C作為閥內件的材料，提高了閥內件的抗沖刷能力。籠式結構激冷水流量調節(jié)閥在線連續(xù)運行一個月，抗沖刷能力顯著提高。

3.3 采用偏心旋轉閥

閥門采用偏心旋轉閥，鉻鉬鋼 碳化鎢噴涂，內部材料17-4PH 激光熔焊。偏心旋轉閥用于調節(jié)激冷水流量。閥門流道相對簡單，可以在一定程度上減少激冷水對閥門的沖刷，但仍不能滿足長周期連續(xù)運行的要求。

3.4 陶瓷滑板閥

閥門采用陶瓷滑板閥，閥體陶瓷襯里。陶瓷滑板閥的優(yōu)點是閥門流道直通，流道簡單，流體通過時摩擦沖刷小。此外，陶瓷材料大大提高了閥門的耐沖刷性。

激冷水流量調節(jié)閥采用陶瓷滑板閥，從閥門結構形式和閥門材料兩個方面克服了激冷水沖刷問題，大大延長了激冷水流量調節(jié)閥的在線連續(xù)運行周期。

4 結語

筆者通過對GSP分析了氣化爐激冷水流量調節(jié)閥沖刷磨損的原因，對激冷水流量調節(jié)閥的幾種改造應用進行了比較分析。結合現(xiàn)場實際應用，提出了目前的情況GSP陶瓷滑板閥是氣化爐激冷水流量調節(jié)閥的最佳結構形式GSP氣化爐長周期穩(wěn)定運行具有重要意義。