
概述
在脫硫(FGD)系統(tǒng)中,介質(zhì)通常為腐蝕性強(qiáng)、含有固體顆粒(石膏、灰分等)的漿液或濕煙氣。這對閥門的材質(zhì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和耐磨耐腐蝕性能提出了高要求。氣動(dòng)對夾式蝶閥因其結(jié)構(gòu)緊湊、啟閉迅速、流阻小、
成本相對較低且易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制,成為脫硫系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛的閥門類型之一。
核心選型要素(重中之重)
選型必須圍繞“耐腐蝕、耐磨損、可靠密封"這一核心展開。
1. 閥體、閥板與閥桿材質(zhì) - 選型的首要關(guān)鍵
脫硫介質(zhì)的pH值通常為4-6,含有氯離子、氟離子等強(qiáng)腐蝕性成分,同時(shí)伴有固體顆粒沖刷。316/316L不銹鋼在脫硫環(huán)境中不足以抵抗點(diǎn)蝕和縫隙腐蝕,必須選用更高級別的材料。
推薦:雙相不銹鋼
牌號:2205 (S31803/F51), 2507 (S32750/F53)
優(yōu)點(diǎn):優(yōu)異的抗氯離子應(yīng)力腐蝕開裂能力、高強(qiáng)度、良好的耐磨耐腐蝕綜合性能。是目前脫硫閥門最主流、性價(jià)比高的材料選擇。2507比2205性能更優(yōu),用于更苛刻的工況。
高性能選擇:高合金不銹鋼/鎳基合金
牌號:1.4529 (N08926), 254 SMO (S31254), 哈氏合金C-276 (HC276)
適用情況:用于介質(zhì)氯離子含量高、溫度較高或pH值更低的工況。成本非常高昂,通常在雙相鋼無法滿足要求時(shí)才會(huì)考慮。
低成本方案(需謹(jǐn)慎評估):
襯里材料:閥體采用碳鋼(WCB),內(nèi)襯橡膠(如丁基橡膠、EPDM)或塑料(如PP、PVDF)。
優(yōu)點(diǎn):成本低,襯膠具有良好的彈性和耐磨性。
缺點(diǎn):耐溫性有限(通常<100°C),怕干磨和尖角沖刷,橡膠老化后需更換整個(gè)閥體。僅適用于特定漿液管道,不適用于煙氣或高溫場合。
2. 閥座密封材料 - 決定密封性能和壽命
彈性閥座(與金屬閥板搭配):
EPT/EPDM (三元乙丙橡膠):是最常見的選擇。具有優(yōu)異的耐酸、耐堿、耐磨損和耐老化性能,性價(jià)比高。適用于大多數(shù)脫硫漿液和濕煙氣環(huán)境。
FPM/FKM (氟橡膠):耐溫性和耐化學(xué)品性優(yōu)于EPDM,但成本更高。適用于對橡膠性能要求更工況。
PTFE (聚四氟乙烯):具有最佳的耐化學(xué)腐蝕性,但彈性差、易冷流、耐磨性一般。通常用于腐蝕性強(qiáng)但磨損不嚴(yán)重的清液或煙氣管道。
全金屬硬密封:
用于高溫?zé)煔饣蝾w粒物含量高、磨損極其嚴(yán)重的場合。密封副通常采用不銹鋼或硬質(zhì)合金,泄漏等級較低(通常為ANSI IV級),但壽命長。
3. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) - 針對漿液特性的優(yōu)化
連接方式:對夾式 (Wafer Type)。結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、成本低。但必須確保管道法蘭有足夠的強(qiáng)度和剛性,并使用足夠數(shù)量和強(qiáng)度的螺栓正確安裝,防止泄漏。
閥板設(shè)計(jì):
“魚鰭型"或“香蕉型"流線型設(shè)計(jì):這是脫硫漿液閥的標(biāo)志性特征。這種設(shè)計(jì)能大程度減少流阻,防止?jié){液堆積和堵塞,減小關(guān)閉時(shí)的扭矩,并降低磨損。
避免采用普通蝶閥的直板設(shè)計(jì),極易造成沉積和磨損。
閥軸設(shè)計(jì):
通軸設(shè)計(jì):閥桿從閥板中穿過,強(qiáng)度高,穩(wěn)定性好,是主流設(shè)計(jì)。
防吹出設(shè)計(jì):確保閥桿在任何情況下不會(huì)被壓力吹出閥體,保證安全。
密封結(jié)構(gòu):
優(yōu)選:偏心結(jié)構(gòu)(雙偏心或三偏心)。開啟時(shí)閥板迅速脫離閥座,減少摩擦,操作扭矩小,壽命長。關(guān)閉時(shí)越關(guān)越緊,密封性好。
4. 氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)選型
類型:通常選用雙作用式或單作用彈簧復(fù)位式 (FAIL-SAFE)。
雙作用:氣開氣關(guān),需要雙氣路控制。動(dòng)力大,價(jià)格較低。
單作用彈簧復(fù)位:在脫硫系統(tǒng)中至關(guān)重要。一旦儀表氣源故障,閥門會(huì)依靠彈簧自動(dòng)復(fù)位到預(yù)先設(shè)定的安全位置(全開或全關(guān)),起到安全保護(hù)作用(例如,故障時(shí)打開泄放或關(guān)閉隔離)。
附件:
電磁閥 (Solenoid Valve):用于遠(yuǎn)程氣路切換,控制閥門開關(guān)。
限位開關(guān) (Limit Switch):提供閥門的開/關(guān)位置電氣反饋信號給控制系統(tǒng)。
定位器 (Positioner):如果需要調(diào)節(jié)流量(而非僅僅開關(guān)),則需要選用調(diào)節(jié)型氣動(dòng)執(zhí)行器并配電氣閥門定位器,實(shí)現(xiàn)閥門的精確開度控制。
手輪機(jī)構(gòu) (Manual Override):用于在氣源故障或調(diào)試時(shí)進(jìn)行手動(dòng)操作,是維護(hù)保養(yǎng)的附件。
防護(hù)等級:脫硫現(xiàn)場環(huán)境潮濕,多粉塵,執(zhí)行器防護(hù)等級至少應(yīng)達(dá)到 IP65。
防爆等級:如果現(xiàn)場有爆炸性氣體環(huán)境,需選擇防爆型(如Ex d IIC T4)。
選型步驟總結(jié)
明確工藝參數(shù):
介質(zhì)類型(原煙氣、凈煙氣、石灰石漿液、石膏漿液等?)
介質(zhì)濃度、含固量、顆粒大小和硬度
溫度和壓力(正常工況和最大工況)
pH值、氯離子等腐蝕性成分含量
管道尺寸(DN)
確定閥門功能:
二位式開關(guān)控制 還是 調(diào)節(jié)控制?
故障安全模式(故障開FO,故障關(guān)FC,故障保位FL)?
根據(jù)上述參數(shù)選擇:
閥體/閥板/閥桿材質(zhì):2205雙相鋼。
閥座材料:EPDM。
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):選擇流線型閥板、偏心結(jié)構(gòu)、對夾式連接。
氣動(dòng)執(zhí)行器:根據(jù)功能選擇雙作用或單作用彈簧復(fù)位式,并配置必要的附件(電磁閥、限位開關(guān)、手輪)。
供應(yīng)商溝通:
將工況詳細(xì)告知信譽(yù)良好的閥門供應(yīng)商,聽取他們的專業(yè)建議。
要求提供類似工況的業(yè)績證明。
關(guān)注產(chǎn)品的細(xì)節(jié)處理(如表面拋光質(zhì)量、軸封設(shè)計(jì)等)。
注意事項(xiàng)
避免空載干磨:彈性密封蝶閥在無介質(zhì)情況下頻繁開關(guān)會(huì)大大減少閥座壽命。
正確安裝:對夾式閥門對安裝要求高,必須保證兩片法蘭平行且螺栓均勻擰緊,否則極易內(nèi)漏或損壞閥門。
備品備件:鑒于脫硫工況的苛刻性,應(yīng)儲(chǔ)備易損件(如閥座、密封圈)以備及時(shí)更換。
通過以上系統(tǒng)性的選型,可以確保脫硫氣動(dòng)對夾式蝶閥在惡劣環(huán)境下長期穩(wěn)定運(yùn)行,為整個(gè)脫硫系統(tǒng)的可靠性和經(jīng)濟(jì)性提供保障。
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