石灰石漿液陶瓷球閥
上海申弘閥門有限公司
石灰石漿液陶瓷球閥脫硫制漿系統(tǒng)簡介
1.1 脫硫制漿系統(tǒng)的工藝流程
之前介紹閥新形勢，現(xiàn)在介紹脫硫制漿系統(tǒng)的組成及工藝流程如圖1所示
由穩(wěn)重皮帶給糕點(diǎn)機(jī)輸送來的石灰石顆粒，匯同由濾液水泵輸送來的濾液水及漿液旋流器的底流濃漿一起進(jìn)入球磨機(jī)筒體，被球磨機(jī)內(nèi)的鋼球撞擊、擠壓和碾磨成漿液。漿液匯聚在漿液再循環(huán)箱后經(jīng)泵輸送至漿液旋流器進(jìn)行分離，漿液中的大顆粒被分離到漿液旋流器的底部形成底流濃漿，從入口回到球磨機(jī)被再次碾磨，而漿液中的小顆粒則從頂部溢出形成稀漿進(jìn)入石灰石漿液箱備用。
1.2石灰石漿液陶瓷球閥 制漿系統(tǒng)特性
金灣電廠脫硫制漿系統(tǒng)特性：球磨機(jī)筒體采用橡膠內(nèi)襯，既防腐、防磨又減小了運(yùn)行中的噪聲；系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置了漿液旋流器，使磨制出的漿液品質(zhì) 較高；旋流器由2個(gè)旋流子構(gòu)成，一用一備，有效地提高了制漿系統(tǒng)的穩(wěn)定性；漿液密度調(diào)節(jié)采用自動(dòng)或手動(dòng)方式，依靠調(diào)節(jié)磨機(jī)出口濾液水的補(bǔ)給量來控制旋流器入口的漿液密度；球磨機(jī)出口至再循環(huán)箱裝有旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)，可以分離石灰石中的雜物；系統(tǒng)管路都裝有沖洗水，可以有效防止?jié){液堵塞管道。
陶瓷材料變形量很小，比金屬具有高得多的結(jié)合強(qiáng)度，一般情況下組成陶瓷材料的晶體離子半徑小，而且離子電價(jià)高，配位數(shù)大，這些性質(zhì)決定了陶瓷材料的抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、彈性模量、硬度等都非常高。然而陶瓷本身的“脆”及難加工限制了它的應(yīng)用范圍，近十幾年來，由于馬氏體相變增韌技術(shù)、復(fù)合材科技術(shù)及納米陶瓷概念的發(fā)展及進(jìn)步，已使陶瓷的“脆性”得到了大大改進(jìn)，其韌性和強(qiáng)度得到了極大的提高，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)展。 近年來，新型陶瓷材料在石油、化工、機(jī)械等領(lǐng)域的應(yīng)用非常活躍，利用陶瓷的耐磨性、耐腐性制作耐磨耐腐零件部代替金屬材料，是近幾年來高技術(shù)材料市場的重要發(fā)展方向之一。
優(yōu)點(diǎn)
陶瓷閥可大大的提高工業(yè)管道系統(tǒng)的流暢性，密封性。提高配套設(shè)備運(yùn)行系統(tǒng)的安全性，穩(wěn)定性，對環(huán)保節(jié)能，環(huán)境保護(hù)將起到積極的推進(jìn)作用。結(jié)構(gòu)陶瓷材料變型量少，抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、硬度都非常高。隨著技術(shù)創(chuàng)新的今天，陶瓷閥門越來越受到國內(nèi)的高度重視及認(rèn)可采用，應(yīng)用越來越廣泛，是政府支持的科技項(xiàng)目。
1. 品名、型號規(guī)格、數(shù)量、價(jià)格.
序號 | 品 名 | 型 號 及 規(guī) 格 | 單位 | 數(shù)量 | 單 價(jià) （元） | 金 額 （元） | 閥體材質(zhì)及其它 |
1 | 球閥 | 電動(dòng)襯陶瓷球閥Q941TC-16C DN80不含執(zhí)行機(jī)構(gòu) 與電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接法蘭端口為QT3-RA型 見附件 | 臺(tái) | 4 | 0 |
| 閥體鑄鋼 襯陶瓷 |
1所有與介質(zhì)接觸的部分均為結(jié)構(gòu)陶瓷材料，其化學(xué)穩(wěn)定性及硬度*（洛氏硬度HRC90），僅次于金剛石。因此，本閥具有*的耐磨損、耐腐蝕、耐沖蝕性能且隔熱性好‘熱膨脹小，
2.球體采用研磨設(shè)備及工藝制造，球圓度精度高，表面質(zhì)量好，與閥座對研后，利用Zr02陶瓷的自滑潤性，可取得很好的密封性能。
3.陶瓷良好的耐磨性，讓本閥經(jīng)久耐用，可靠性*，使用壽命長，是鈦合金閥和蒙乃爾閥的2-4倍。
4.用于高硬度的顆粒介質(zhì)，或有軟顆粒但又有腐蝕介質(zhì)中，本閥門具有無可比根的優(yōu)勢，也是目前*合適此類介質(zhì)閥門。
行業(yè)普遍使用的閥門為金屬閥門，金屬閥門的使用已有上百年的歷史，雖然金屬閥門經(jīng)過結(jié)構(gòu)及材料的改進(jìn)，但受金屬材料屬性的限制，不能適應(yīng)越來越高磨損、強(qiáng)腐蝕等惡劣工況的需求，主要體現(xiàn)在使用壽命短，泄露嚴(yán)重大大影響了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。傳統(tǒng)的金屬閥門急需從材料、設(shè)計(jì)及制造工藝等方面的*革新。將陶瓷材料應(yīng)用于工業(yè)閥門是一項(xiàng)大膽和有益的創(chuàng)新。陶瓷材料變形量很小，比金屬具有高得多的結(jié)合強(qiáng)度，一般情況下組成陶瓷材料的晶體離子半徑小，而且離子電價(jià)高，配位數(shù)大，這些性質(zhì)決定了陶瓷材料的抗拉強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、彈性模量、硬度等都非常高。然而陶瓷本身的“脆”及難加工限制了它的應(yīng)用范圍，近十幾年來，由于馬氏體相變增韌技術(shù)、復(fù)合材科技術(shù)及納米陶瓷概念的發(fā)展及進(jìn)步，已使陶瓷的“脆性”得到了大大改進(jìn)，其韌性和強(qiáng)度得到了極大的提高，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)展。
近年來，新型陶瓷材料在石油、化工、機(jī)械等領(lǐng)域的應(yīng)用非常活躍，利用陶瓷的耐磨性、耐腐性制作耐磨耐腐零件部代替金屬材料，是近幾年來高技術(shù)材料市場的重要發(fā)展方向之一。
應(yīng)用范圍：
耐磨陶瓷閥門主要應(yīng)用于電力、石油、化工、冶金、采礦、污水處理等工業(yè)領(lǐng)域，尤其是面對高磨損、強(qiáng)腐蝕、高溫、高壓等惡劣工況，陶瓷閥更顯示出它的性能。陶瓷閥門能滿足高磨損、強(qiáng)腐蝕的使用環(huán)境，尤其突出的特點(diǎn)是超長的使用壽命，陶瓷閥門的性能價(jià)格比遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于其它同類金屬閥門。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，陶瓷材料從配方、成型、加工及裝配工藝等各方面的技術(shù)更加趨于成熟和完備，陶瓷閥門以其優(yōu)異的性能越來得到閥門行業(yè)人士的認(rèn)同。利用制造陶瓷閥門的成功經(jīng)驗(yàn)還可以推廣應(yīng)用于更廣泛的工程領(lǐng)域。石灰漿液的PH較高，一般在11以上，而石灰石漿液的PH偏低，一般在7-8左右。石灰漿液中的固體物質(zhì)主要是氫氧化鈣和部分的殘?jiān)沂瘽{液中的固體物質(zhì)就是石灰石。石灰石主要成分是碳酸鈣（CaCO3）。石灰和石灰石大量用做建筑材料，也是許多工業(yè)的重要原料。石灰石可直接加工成石料和燒制成生石灰。石灰有生石灰和熟石灰。生石灰的主要成分是CaO，一般呈塊狀，純的為白色，含有雜質(zhì)時(shí)為淡灰色或淡黃色。生石灰吸潮或加水就成為消石灰，消石灰也叫熟石灰，它的主要成分是Ca(OH)2。熟石灰經(jīng)調(diào)配成石灰漿、石灰膏、石灰砂漿等，用作涂裝材料和磚瓦粘合劑。有些地方也會(huì)叫：石灰石、方解石、大理石、白堊、霰石、漢白玉 用于石灰石漿液系統(tǒng)的建造材料，根據(jù)所處理介質(zhì)的磨損和腐蝕特性進(jìn)行選齲在石灰石漿液制備設(shè)備中，磨損問題主導(dǎo)著材料的選擇。在化學(xué)添加劑制備設(shè)備的材料選擇時(shí)，主要考慮防腐蝕問題。
石灰石脫硫工藝漿液制備系統(tǒng)材料：石灰石處理設(shè)備采用與煤處理設(shè)備中相似的材料。石灰石日用倉采用碳鋼制造，但通常在靠近石灰石出口附近的高磨損區(qū)域采用特別的防磨內(nèi)襯。石灰石漿液的磨損性較強(qiáng)，因而采用更耐磨的材料。石灰石漿液也吉有較高的氯化物濃度（因?yàn)椴捎没厥账渲茲{液），因而，腐蝕問題也需要加以考慮。由于這些原因，石灰石漿液儲(chǔ)存罐通常采用帶有增強(qiáng)樹脂內(nèi)襯的碳鋼制造。就像在石灰漿液罐的情況一樣，耐磨內(nèi)村材料也用于漿液罐的底部以控制腐蝕性磨損。從脫硫磨粉機(jī)濕式球磨機(jī)磨制出來的30%～40%固體濃度的石灰石漿液對無內(nèi)襯的碳鋼管和抗腐蝕的FRP管的磨損作用都很大。因而，在石灰石漿液的輸送管道上經(jīng)常采用帶有橡膠內(nèi)襯的碳鋼管。國外也有將FGD系統(tǒng)已經(jīng)將其原來使用的橡膠內(nèi)襯管更換為HDPE管的例子。這種管子價(jià)格便宜，使用壽命與橡膠內(nèi)襯管相當(dāng)。也有電廠使用帶有花崗巖內(nèi)襯鑄鐵管的。
石灰石漿液制備系統(tǒng)中的漿液泵，通常采用帶橡膠內(nèi)襯的鑄鐵或抗腐蝕鑄鐵舍金制造。化學(xué)添加劑系統(tǒng)材料：乳化硫磺既不產(chǎn)生磨損也不產(chǎn)生腐蝕，因而可以采用由碳鋼、FRP或塑料制造的設(shè)備處理。當(dāng)管道要求防凍時(shí)，也需要考慮上游加熱設(shè)備使?jié){液溫度升高后，對管道材料的影響。DBA、甲酸和甲酸鈉具有腐蝕性，添加劑儲(chǔ)存罐、管道和泵通常采用304或316L型不銹鋼制造。各種閥門要采用不銹鋼或帶有橡膠內(nèi)襯的碳鋼制造。
結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：
所有與介質(zhì)接觸的部分均為結(jié)構(gòu)陶瓷材料,其化學(xué)穩(wěn)定性及硬度*（洛氏硬度HRC90）,僅次于金剛石。因此,本閥具有*的耐磨損、耐腐蝕、耐沖蝕性能，且隔熱性好、熱膨脹小。
球體采用研磨設(shè)備及工藝制造,球圓度精度高,表面質(zhì)量好,與閥座對研后,利用Zr02陶瓷的自滑潤性,可取得很好的密封性能。
*改變了金屬硬密封球閥易泄露、扭矩大、密封面不耐腐蝕的缺點(diǎn)。
陶瓷良好的耐磨性,讓本閥經(jīng)久耐用,可靠性*.使用壽命長,是鈦合金閥和蒙乃爾閥的2-4倍。
用于高硬度的顆粒介質(zhì)，或有軟顆粒但又有腐蝕的介質(zhì)中，本閥門具有*的優(yōu)勢，也是目前*合適此類介質(zhì)的閥門。
標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范：
陶瓷閥門國家*標(biāo)準(zhǔn)：JB/T10529-2005
設(shè)計(jì)制造標(biāo)準(zhǔn)： API6D-2008、API608-2002
結(jié)構(gòu)長度標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 12221-2005 、ANSI B16.10
連接法蘭標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 9113、ANSI B16.5
壓力溫度等級：GB/T 12224-2005、ASMEB16.34-2004
試驗(yàn)檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)：GB/T 13927-2008API 598
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社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益
1.陶瓷閥采用高技術(shù)新型陶瓷結(jié)構(gòu)材料制作閥門的密封部件和易損部件，提高了閥門產(chǎn)品的耐磨性、防腐性及密封性，大大延長了閥門的使用壽命。
2.陶瓷閥門的使用可以大大降低閥門的維修更換次數(shù)，提高配套設(shè)備運(yùn)行系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性，節(jié)約設(shè)備修理費(fèi)用。
3.陶瓷閥門的使用能提高工業(yè)管路系統(tǒng)的密封性，能大限度的減小泄露，從而保護(hù)環(huán)境。
4.制造陶瓷的原料廣泛，成本低廉，用鋁、碳、硅等普通無素就能制造出性能*的陶瓷材料，可以節(jié)約大量金屬材料和稀有的礦產(chǎn)資源。 耐磨陶瓷閥門主要應(yīng)用于電力、石油、化工、冶金、采礦、污水處理等工業(yè)領(lǐng)域，尤其是面對高磨損、強(qiáng)腐蝕、高溫、高壓等惡劣工況，陶瓷閥更顯示出它的性能。陶瓷閥門能滿足高磨損、強(qiáng)腐蝕的使用環(huán)境，尤其突出的特點(diǎn)是超長的使用壽命，陶瓷閥門的性能價(jià)格比遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于其它同類金屬閥門。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，陶瓷材料從配方、成型、加工及裝配工藝等各方面的技術(shù)更加趨于成熟和完備，陶瓷閥門以其優(yōu)異的性能越來得到閥門行業(yè)人士的認(rèn)同。利用制造陶瓷閥門的成功經(jīng)驗(yàn)還可以推廣應(yīng)用于更廣泛的工程領(lǐng)域。
2、漿液品質(zhì)調(diào)節(jié)
2.1 漿液品質(zhì)調(diào)節(jié)的目的
脫硫制漿系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)整的目的是使磨制出的石灰石漿液的細(xì)度、密度滿足工藝要求，并保證系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行，能耗低。石灰石漿液中顆粒細(xì)度越細(xì)，則脫硫效率、石膏漿液品質(zhì)、脫水效果就會(huì)越好，因此漿液細(xì)度是其品質(zhì)的主要指標(biāo)，而漿液細(xì)度的調(diào)節(jié)是整個(gè)制漿系統(tǒng)控制的重點(diǎn)。
2.2 石灰石漿液品質(zhì)調(diào)節(jié)方法
（1）保持合理的鋼球裝載量和鋼球配比。石灰石是靠鋼球撞擊、擠壓和碾磨成漿液的，若鋼球裝載量不足，細(xì)度將很難達(dá)到要求。運(yùn)行中可通過監(jiān)視球磨機(jī)主電機(jī)電流來監(jiān)視鋼球裝載量，若發(fā)現(xiàn)電流明顯下降，則需及時(shí)補(bǔ)充鋼球。一般情況下，鋼球配比按表1執(zhí)行。
表1 2*600MW機(jī)組脫硫系統(tǒng)磨機(jī)鋼球配比
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鋼球直徑/mm <30 40 50 60 70 80
-------------------------------------------
數(shù)量/t 2.5 4.0 4.0 4.5 2.5 2.0
比重/% 12.8 20.5 20.5 23.1 12.8 10.3
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（2）密切關(guān)注磨機(jī)筒體內(nèi)襯板及提升條的磨損情況。磨機(jī)筒體內(nèi)襯板主要是起保護(hù)磨機(jī)筒體的作用，而提升條主要作用是攪動(dòng)鋼球，使鋼球與石灰石充分碾磨，從而制出合格的漿液。若提升條磨損嚴(yán)重，則磨機(jī)碾磨石灰石的能力會(huì)嚴(yán)重下降，磨機(jī)制出的漿液品質(zhì)也無法得到保障。
（3）控制進(jìn)入球磨機(jī)石灰石粒徑大小，使之處于設(shè)計(jì)范圍內(nèi)。為了降低電耗，球磨機(jī)應(yīng)在額定工況下運(yùn)行。若粒徑過粗，磨機(jī)來不及磨細(xì)就被排出，則磨機(jī)出口漿液的細(xì)度也會(huì)相應(yīng)增加。
（4）定期檢查磨機(jī)出口篩網(wǎng)。出口篩網(wǎng)是將磨機(jī)磨制出來的漿液過濾，大于5mm直徑的石子被回吞至磨機(jī)繼續(xù)研磨，小顆粒則隨漿液一起進(jìn)入再循環(huán)箱。因?yàn)V液水等回收水中含有雜質(zhì)，會(huì)導(dǎo)致篩網(wǎng)孔堵塞，從而影響漿液細(xì)度；長時(shí)間運(yùn)行導(dǎo)致篩網(wǎng)孔變大，濾出顆粒變粗，導(dǎo)致漿液細(xì)度變大，同時(shí)加大管路及循環(huán)泵堵塞幾率。
（5）調(diào)節(jié)球磨機(jī)入口水量。在通常情況下，入口濾液水一般控制在2.5t/h左右不容易堵料，且能滿足磨機(jī)運(yùn)行需要，進(jìn)入球磨機(jī)的石灰石和濾液水質(zhì)量比例在1.3-1.5較合適。
（6）定期檢查旋流器工況。在運(yùn)行中要確保旋流器入口壓力在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)；旋流器各部件磨損程度應(yīng)及時(shí)跟進(jìn)，尤其是旋流器錐體與沉沙嘴磨損量。一般來說，沉沙嘴尺寸變大，則旋流器底流量增大，溢流量減小，會(huì)降低制漿系統(tǒng)的出力。
全襯硬密封陶瓷球閥特點(diǎn)：
1、 所有與介質(zhì)接觸部份均為結(jié)構(gòu)陶瓷，其化學(xué)穩(wěn)定性加上*硬度（硬度HRA88以上，僅次于金剛石），因此，陶瓷具有*的耐磨損、耐高溫、耐腐蝕、耐沖蝕、隔熱性能良好。
2、閥殼壁厚達(dá)到乃至超過國標(biāo)GB、JB，美標(biāo)ANSI等標(biāo)準(zhǔn)要求。
3、從中國臺(tái)灣引入的技術(shù)，內(nèi)襯硬密封陶瓷由六件科學(xué)合理設(shè)計(jì)組成，閥球與閥座面接觸加工，使得球與座內(nèi)R與外R*吻合，密封達(dá)到零泄漏。球圓精度高、扭矩輕、阻力小、流道順暢。
4、在含硬度高的顆粒介質(zhì)和具有腐蝕而高溫的介質(zhì)中，該閥門具選用優(yōu)勢。
※適用介質(zhì)：煙氣脫硫、電廠除塵、排灰、排渣、給水處理、鍋爐蒸氣、石灰漿液、含顆粒海水輸送。陶瓷閥*解決了各特殊工況系統(tǒng)易磨損、強(qiáng)腐蝕需頻繁更換的難題，既節(jié)省了成本，又減少了系統(tǒng)停機(jī)所造成的經(jīng)濟(jì)損失
2.3 制漿系統(tǒng)的能耗控制
上海申弘閥門有限公司生產(chǎn)相關(guān)的產(chǎn)品有：減壓閥(氣體減壓閥,可調(diào)式減壓閥脫硫制漿系統(tǒng)電耗是脫硫主要能耗之一。整個(gè)制漿系統(tǒng)除了磨機(jī)為6kV電機(jī)外，其他均為380V小電機(jī)，故濕式球磨機(jī)用電為制漿系統(tǒng)主要能耗。制漿系統(tǒng)需要補(bǔ)充大量的水來磨制漿液，所以系統(tǒng)補(bǔ)水量也是制漿重要能耗指標(biāo)之一。金灣電廠磨機(jī)額定出力為7.4t/h，表2記錄了不同給料量下球磨機(jī)主電流的變化趨勢。
表2 不同給料量下球磨機(jī)主電流
----------------------------------------
給料量/t.h 4.5 5.0 6.7 7.0 7.4
----------------------------------------
主電機(jī)電流 23.15 23.18 23.20 23.21 23.21
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從表2中可以看出，球磨機(jī)給料的多少對電耗影響并不大。降低制漿系統(tǒng)能耗主要途徑是磨機(jī)盡量在額定負(fù)荷下去行、控制進(jìn)料品質(zhì) 及優(yōu)先使用濾液水為補(bǔ)水等。
3、結(jié)語
（1）研究發(fā)現(xiàn)磨機(jī)給料量對磨機(jī)電耗影響不大，故盡量使磨機(jī)在額定負(fù)荷下運(yùn)行，可以有效降低制漿系統(tǒng)電耗。鋼球裝載量對制漿系統(tǒng)的影響非常大，運(yùn)行中應(yīng)根據(jù)磨機(jī)主電流變化情況及時(shí)添加鋼球，并按實(shí)際鋼球裝載的大出力給料，這是降低制漿能耗的前提。
（2）旋流器是濕法脫硫制漿系統(tǒng)的重要部件，保證旋流器在設(shè)計(jì)工況下運(yùn)行，是磨制合格漿液、保障制漿系統(tǒng)出力的必要條件。
（3）定期對石灰石及石灰石漿液取樣化驗(yàn)，并根據(jù)數(shù)據(jù)及時(shí)調(diào)整優(yōu)化，這對確保脫硫制漿系統(tǒng)的運(yùn)行是很有必要的。
與本產(chǎn)品相關(guān)論文：蒸汽減壓閥在蒸汽節(jié)能系統(tǒng)改造應(yīng)用
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