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FGD烟气脱硫阀门选型实例及性能简介更新日期:2016-06-07

综合考虑FGD系统运行的可靠性和经济性,本烟气脱硫工程中浆液管道主要使用了蝶阀和调节阀,仪控一次阀使用了隔膜阀、截止阀和球阀。下面对各个阀门的设置和该阀门的特征进行说明。


1 蝶阀    
蝶阀是根据管道挡板的原理,用一有倾角的盘(门)作为控制元件,圆盘固定在心轴上,并以能旋转的心轴来控制开闭,阀座可为金属、橡胶、特氟隆等材料,固 定于阀体壁上。此阀构造简单,其阀体为薄饼型、质量小,占空间小,可作节流及开闭之用,尤其适用于大流量的控制,不适用于小流量。烟气脱硫蝶阀虽然可以作调节阀使用,但不能用来调节带有大量固体颗粒物的浆液的流量。由于阀盘始终处于浆液流体中,用阀盘来节流,不仅阀盘易磨损,而且会很快磨损其下游侧的橡胶衬管,特别在流速较高的管路中,阀门关闭时更是如此。因此,蝶阀在大多数浆液管道上是用作关断阀。

蝶阀具有如下特点:
(1)尺寸小、质量小,便于安装,其质量只有同级闸阀的1/3~1/4,高度和宽度只有同级闸阀的1/3;
(2)切断性能比闸阀、截止阀好;
(3)调节性能好,不仅压降小,而且调节范围广;
(4)结构简单,易于维护;。易于配置自控执行机构;
(5)与相同温度、压力等级的闸阀、截止阀 比较,蝶阀价格低廉。浆液系统中使用的是对夹式衬胶蝶阀,公称通径整体对夹式结构采用穿过螺栓的装配型式,以便具有抗管线应力的性能。本期工程阀门公称通径范围为 DN50~600,冲洗水阀、放空管道、滤液回塔管道均采用对夹式衬胶蝶阀。

蝶阀可电动、气动或手动操作,与操作频繁度和难易程度有关。本期工程循环浆液管道通径DN600,考虑到手动操作困难,采用电动执行机构,循环泵出口冲洗管道标高3m以上,人工难以操作,也选用电动执行机构。石膏浆液排出泵和除雾器冲洗水管道因操作频繁、要求控制灵敏,也选用电动执行机构。其他小浆液管 道、冲洗水、放空管路均选用手动执行机构,在满足稳定运行要求下尽量实现经济节省性。

近年来阀门材质也发生了一些变化,对于浆液管道一般阀体采用球墨铸铁,阀座EPDM(乙丙烯橡胶),阀板、阀杆在不同介质条件下选材上也有所不同:介质为 [Cl-]50000~180000mg/L的石灰石浆液和石膏浆液时可选用具有强耐腐蚀性能的Ni基合金;3000mg/L< [Cl-]<50000mg/L的浆液回收水时可选用超级奥氏体不锈钢114529、254SMO;[Cl-]<30000mg/L的石灰石、石膏浆液或回收水,可使用双相不锈钢2507、2205。以前通常认为系统中[Cl-]较高,经过***化后通常可以控制FGD系统中[Cl-] [20000mg/L,而较多使用了双相不锈钢。本期工程设计条件下稳定运行FGD系统中[Cl-][20000mg/L,故阀板阀杆材质选用双相不锈钢2507。

 

2 调节阀
一般FGD工程石灰石浆液进塔管路和旋流器回流管道设置调节阀。由于电动调节阀费用较高,本期工程仅石灰石浆液进塔管道处选用了电动V型陶瓷调节球阀,阀前端设置孔板,由孔板两端取压差信号引入调节阀执行机构。旋流器溢流回流管道选用蝶阀加节流孔板实现调控。电动V型陶瓷调节球阀由电动执行机构与V型球阀二部分组成,阀芯选用陶瓷。V型开口球体与阀座之间具有剪切作用,当介质中含有纤维或固体颗粒时,V形球体不会卡死,仍保证良好的密封性。阀芯采用陶瓷,有较高的抗磨蚀性能,阀座保护环可防止流体直接冲刷阀座,延长阀座寿命。
在实际调试过程中发现,由于石灰石浆液回流管道上节流孔板过大,调节阀在调试过程中存在死区,调节阀开度和流量也不能很好地形成曲线,增加了调试工作量。若为石灰石浆液进料泵加装变频电机能很好地解决该问题,既能实现连续调整进塔浆液流量,还能大大节省费用。


3 仪控一次阀
本期工程仪控一次阀主要使用了手动隔膜阀、截止阀和球阀。吸收塔液位压力变送器均采用DN50,PN1.6手动隔膜阀;石膏排出泵、循环泵、事故浆液泵、石灰石浆液泵、集水坑泵出口设就地压力表,一次阀也采用DN50,PN1.6手动隔膜阀;烟气压力变送器、就地压力表、除雾器冲洗水压力表均采用 DN10截止阀;石膏排出浆液pH计一次阀采用 DN50,PN1.6球阀。
隔膜阀是通过单行衬板的叠合来关断流体的。这种类型的阀门有双膜夹叠阀、屋脊式隔膜阀和节流阀。在FGD系统中,隔膜阀多用于清洁水、废水处理系统流量调节,用于小口径浆管中,如测量仪和排空管路上的隔离阀。另外,隔膜阀非常适合动作频繁的场合,也可用在动作不太频繁的场合。但在烟气脱硫工程中发现,浆液的流速过快,颗粒性介质在0.3~0.6MPa的压力推动下,形成的颗粒射流如子弹一样作用在堰式隔膜阀的阀台上,对阀台的损伤较为严重,易造成阀门的堵塞和产生内漏,所以,现在一般采用直通式隔膜阀取代原来的堰式隔膜阀。

截止阀是利用阀杆升降带动与之相连的圆形阀盘,改变阀盘与阀座间距达到控制阀门的启闭。截止阀上部有手轮、阀杆,中部有螺纹和填料函密封段,小型阀门阀杆上螺纹在阀体内,结构紧凑,但阀杆与介质接触部分多,尤其螺纹部分易腐蚀,从阀杆露出阀盖的高度可判断阀门开启程度,为防止介质从阀杆漏出,可在阀杆穿出阀盖部分用填料来密封。截止阀结构复杂,但操作简单,不甚费力,易于调节流量和截断通道,启闭缓慢、无水锤现象,故使用广泛。截止阀安装时要注意流体方 向,使管路流体由下向过阀座,即所谓的/低进高出0。目的是减少流体阻力,开启省力和关闭状态下填料函部分不与介质接触,保证阀杆和填料函不致损坏和 泄漏。截止阀主要用于水、蒸汽、压缩空气及各种物料的管路,可较精确地调节流量和严密地截断通道,但不能用于粘度大、易结晶的物料。

球阀由插入阀体中的球塞来控制阀塞内通道截面积,是可以迅速启闭的阀门,阀芯有横向开孔,流体以直线通过阀体,有微小的压力降,适用于悬浮液或粘稠液。 球阀外形规整,易于做成夹套阀用于需保温的情况,可较方便地制成气动或电动阀进行遥控,现一般使用PTFE、EPDM等材料为阀座,因此,气泡密封性好, 但因阀座为PTFE材质,其使用温度一般受限于250℃以下。一般用于全开或全关,不作节流使用(除非开口特殊钻石形状并经处理过)。

脱硫工程中使用的阀门按驱动装置分类,有电动驱动、气动驱动、手动驱动和液压驱动阀门,一般限于安装环境、操作、运转条件或次数,及电脑应用的普及程 度,整个系统可以实现连线与监控,无须手动驱动。但是,由于造价上手动驱动阀门价格便宜,又由于手轮或加装齿轮减速装置的经济性与耐用性,对于小脱硫机组 而言,需严格控制工程造价,手动驱动阀门仍常被采用。    考虑到阀门的可操作性和操作频繁度,在保证系统稳定运行的基础上,除了循环浆液泵入口,石膏浆液排出泵进出口、除雾器冲洗水这些操作频繁的阀门外,其他阀门尽量选用手动驱动阀门。