陶瓷调节阀在湿法脱硫中的应用

大风歌深

      目前的国内火力发电企业，湿钙法烟气脱硫技术,可以极为有效地脱除烟气中的二氧化硫等污染物，同时具有吸收颗粒物的作用，是同时控制大气环境中二氧化硫和可吸入颗粒物浓度的有效方法，在国内应用很广。湿钙法烟气净化技术的基本原理为使用石灰石浆液或溶液与烟气充分接触，将烟气中的二氧化硫吸收到液相，并在液相与石灰或石灰石反应生成亚硫酸钙，达到脱硫的目的。在气液接触过程中，固体粉尘颗粒同时被液体捕获。但目前的脱硫装置因其工艺的特殊性，存在腐蚀、结垢、磨损、堵塞等方面的难题，恶劣的工况导致普通的浆液调节阀寿命不长，需经常更换维修，极大影响了装置的运行稳定性，针对此恶劣工况，有氟密公司特别研发了耐磨耐冲蚀浆液调节陶瓷球阀，在上述恶劣工况中具有极佳的使用寿命和调节精度。

      有氟密系列陶瓷调节阀广泛应用于电厂的烟气脱硫系统、除渣系统以及燃烧系统；碱厂的盐水系统、蒸馏系统；造纸厂的纸浆控制系统等。尤其是在电站脱硫（FGD）工程中，陶瓷调节阀很好地解决了FGD工况存在的高氯离子腐蚀，高固含量磨损两大问题。在石灰石浆液、石膏浆液废水的调节过程中，有氟密陶瓷调节阀是目前替换进口阀门的首选，也是延长使用寿命，提高调节精度的最佳选择，其具有如下性能特点：

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01      陶瓷调节阀所有与介质接触的部分，均为结构陶瓷材料 , 其化学稳定性及硬度极高 (洛氏硬度 HRC90),仅次于金刚石。因此,本阀具有极高的耐磨损、耐腐蚀、耐冲蚀性能，从根本上保证了本阀的使用寿命。2       陶瓷调节阀球体采用先进研磨设备及工艺制造,球圆度精度高,表面质量好,与陶瓷阀座对研后,利用Zr02陶瓷的自润滑性,可取得很好的密封性能，陶瓷对陶瓷的硬密封可达到零泄漏。彻底改变了金属硬密封球阀易泄露、扭矩大、密封面不耐腐蚀、不耐磨损的缺点。3

     工程结构陶瓷良好的耐磨性,让本阀经久耐用,可靠性极高. 使用寿命长 ,是钛合金阀和蒙乃尔阀的2-4倍。

4      用于高硬度的颗粒介质，或有软颗粒但又有腐蚀的介质中，本阀门具有无可比拟的绝对优势，也是目前唯一合适此类介质的阀门。在诸多领域都得到了广大用户的认可。5      选用进口定位器或国产优质定位器产品，直接接收4-20mA或1-5V的控制信号，轻松实现阀门的比例调节（位置控制），附件的模块化、高品质化，确保了本阀长期稳定的使用。

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     我公司有专业的设计团队，针对不同流量曲线要求等均可量身定做，有氟密专业生产陶瓷阀多年，用最优的质量，合理的价格，及时的售后服务，赢得了市场的信任！

案例分析：

从调节阀控制机理分析

调节阀属于控制阀系列，主要作用是调节介质的压力、流量、温度等等参数，是工艺环路中最终的控制元件。对于调节阀来说，最关键的部件是阀芯和阀座。而这两部分直接与物料接触，经受的工作条件如温度、压力、腐蚀和污染都要比其它部件更为严重，阀芯、阀座周围受到介质的腐蚀比较严重；阀芯、阀座受介质中焊渣、铁锈、渣子等划伤产生伤痕，阀座与阀体间的密封会被破坏。调节阀的阀芯和阀座受到腐蚀损坏后，调节阀的工作开度与DCS输出差距较大，在生产过程中的表现是在工艺操作参数不变的情况下，阀的调节能力不能满足生产要求。此外，工艺管线的焊渣、铁锈、渣子等易物会造成阀内堵塞，使调节阀不能全关，也会使调节阀失去作用。

解决方案

经与原厂家交流沟通，探讨分析当初选用气缸式刚玉陶瓷球阀依据，详细对比目前工艺的每一个细节变化，我们认为：

1.从石灰石浆液特性做分析，石灰石浆液显碱性有一定的腐蚀性。石灰石浆液中含有大量的石灰石颗粒和石子杂质。

2.调节阀选型是根据工况及控制要求选出相匹配阀型，目前阀的运行环境已经发生变化。

3.气缸式陶瓷球阀直通单座阀、笼式阀，此阀流道呈S型不利于颗粒介质顺利通过，颗粒介质会对阀内件及阀壁产生冲蚀，造成破坏，如有较大颗粒介质无法通过阀笼时会卡堵在阀笼处造成阀芯无法进行动作调节。

4. V型调节球阀或偏心旋转阀，含固体颗粒的介质长时间对某一侧面阀壁及阀芯进行快速冲刷，会在出现阀壁及阀芯冲蚀破坏而产生内漏。

5.全衬陶瓷阀，尽管陶瓷阀有较好的耐磨性、耐冲刷性，但调节过程中如出现较大固体颗粒正好作用在阀芯处，在执行器的推力作用下很容易使陶瓷阀芯破碎。

6.原进口气缸式陶瓷球阀每次损坏的原因，基本上都是由于石灰石浆液中的大颗粒或石子通过陶瓷球阀芯切口边缘时，由于受到阀杆扭动外力的作用而被破坏，破坏部位既有球芯与阀杆的连接处，也有球芯本体的切口处。刚玉陶瓷球阀芯虽然耐磨特性很好，但韧性不好，作为该阀的主要部件而言，材质韧性差是该阀的薄弱点。

经综合对比分析，最后，我们与原厂家共同研究了改进方案，通过对阀芯材质和涂层技术研究，我们认为在高硬度金属表面做涂层加硬处理才能够真正解决上述问题。

研究资料表明，碳化钨陶瓷涂层称得上是热喷涂工艺中耐磨性最好的涂层，碳化钨陶瓷涂层的显微硬度可达HV1300，仅次于刚玉硬度（HV2400），据有关资料介绍，喷涂碳化钨陶瓷涂层的耐磨性为316L的7倍。因此，我们委托制造商将刚玉陶瓷球阀阀芯由原来的陶瓷材质升级为316L球体+碳化钨陶瓷涂层处理材质，既保证了原阀结构不变，又解决了刚玉陶瓷球阀芯韧性低、易碎的问题。

效果分析

改型前我们通过外委厂家先后对故障调节阀进行多达10几次的阀内件修理（每次修理费用1万元左右），但都因阀内件材质和装配等问题未达到预期使用效果(使用期限均未超过二个月)，造成了一定程度的费用浪费。

改型后从使用效果和成本控制两个方面已经远远超过我们的预期，调节阀运转半年后经过解体发现阀內件有一定程度磨损，但仍能满足调节使用要求。运转八个月后解体阀，阀芯磨损较为严重，通过用时20分钟更换阀芯、阀座，即可投入使用。另外从维修成本上分析，因为从陶瓷球阀芯改为316L+碳化物涂层处理阀芯，从整阀价格上看也比原阀便宜近1万元左右，同时原装进口调节阀采购周期过长，更无法满足频繁更换的要求。