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高溫防結(jié)焦閥門(mén)試驗(yàn) 高溫防結(jié)焦閥門(mén) 高溫高壓防結(jié)焦閥門(mén)試驗(yàn) 高溫防結(jié)焦閥門(mén) 防止結(jié)焦閥門(mén) 防結(jié)焦閥門(mén)試驗(yàn) 高溫防結(jié)焦閥試驗(yàn) 防結(jié)焦閥門(mén)試驗(yàn) 高溫高壓防結(jié)焦閥門(mén)試驗(yàn)

之前介紹JIS日標(biāo)不銹鋼截止閥標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)在介紹高溫防結(jié)焦閥門(mén)試驗(yàn)介紹了高溫閥門(mén)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理，指出了閥門(mén)采用汽封防結(jié)焦使蒸汽消耗量大以及由此產(chǎn)生的污水較多的問(wèn)題。根據(jù)焦化裝置的工藝特點(diǎn)，提出了將高溫閥門(mén)蒸汽汽封改為富氣氣封的方案，并進(jìn)行了工藝分析和試驗(yàn)。

1、高溫防結(jié)焦閥門(mén)試驗(yàn)概述

某2.4Mt/a 延遲焦化裝置采用兩爐四塔工藝，正常生產(chǎn)24h 生焦。裝置上共有16 臺(tái)高溫閥門(mén)，其介質(zhì)為渣油或油氣，操作溫度約500℃，介質(zhì)容易結(jié)焦，為防止介質(zhì)結(jié)焦影響閥門(mén)開(kāi)關(guān)，每個(gè)閥門(mén)都有蒸汽汽封線，通過(guò)在波紋管內(nèi)外腔、閥腔和填料等部位連續(xù)注入1. 0MPa 蒸汽防止結(jié)焦。這16 臺(tái)高溫閥門(mén)總的汽封蒸汽消耗量在1. 0MPa 時(shí)約為6t /h，這些蒸汽進(jìn)入閥體后將轉(zhuǎn)化為含硫污水，不但能耗高，而且增加下游污水處理場(chǎng)的負(fù)荷。

2、高溫閥門(mén)

上海申弘閥門(mén)有限公司主營(yíng)閥門(mén)有：截止閥,電動(dòng)截止閥高溫閥門(mén)(表1) 安裝在焦化裝置焦炭塔的進(jìn)料線和油氣線上。

2.1、進(jìn)料隔斷閥

進(jìn)料隔斷閥( 圖1) 采用VELAN 球閥，其有4個(gè)汽封蒸汽注入點(diǎn)，即閥腔、填料箱、波紋管內(nèi)外腔。在閥門(mén)全開(kāi)或全關(guān)時(shí)，閥腔、填料箱以及波紋管外腔部位注入汽封蒸汽后在球體、閥座及填料間形成了密閉的高壓空間，在球體和閥座緊密貼合時(shí)不消耗蒸汽，但隨著閥門(mén)多次開(kāi)關(guān)使用，球體和閥座之間有輕微磨損，蒸汽會(huì)少量泄漏。填料是非金屬材料，密封較嚴(yán)密，其汽封管路溫度較低，泄漏量較少。閥腔和波紋管外腔的汽封管路溫度較高，泄漏量較多。波紋管內(nèi)腔注入汽封蒸汽后，在閥門(mén)全開(kāi)時(shí)不能形成密閉空間，只是通過(guò)蒸汽連續(xù)不斷的進(jìn)入高溫渣油中來(lái)阻止高溫渣油串入到波紋管內(nèi)腔，從而防止波紋管內(nèi)腔結(jié)焦，使閥門(mén)開(kāi)關(guān)靈活不卡塞。在閥門(mén)全關(guān)時(shí)，汽封蒸汽進(jìn)入波紋管內(nèi)腔后能在進(jìn)料隔斷閥與四通閥之間的管路形成密閉的高壓空間，實(shí)際也會(huì)有少量蒸汽泄漏。

表1 焦化高溫閥門(mén)

焦化裝置高溫閥門(mén)防結(jié)焦研究

在閥門(mén)開(kāi)關(guān)過(guò)程中，閥腔和波紋管外腔的密閉空間被打破，此時(shí)會(huì)消耗大量蒸汽。為節(jié)約蒸汽消耗，在每根汽封線上都安裝有孔板。汽封蒸汽耗量主要與蒸汽壓力、蒸汽溫度和孔板孔徑有關(guān)，過(guò)熱50℃的1.0MPa 蒸汽經(jīng)過(guò)3/16 in. 和1 /4 in. 孔徑孔板的流量分別為195kg /h 和340kg /h( 表2) 。每臺(tái)進(jìn)料隔斷閥的汽封蒸汽耗量為zui大約740kg /h，持續(xù)時(shí)間約30s。由于進(jìn)料隔斷閥在每個(gè)48h 生產(chǎn)周期內(nèi)，在大吹汽、除焦等階段的全關(guān)期間有17.5h的時(shí)間是停用汽封蒸汽的，所以平均每臺(tái)閥門(mén)的汽封蒸汽耗量約174kg /h。
在延遲焦化裝置高溫、介質(zhì)具有磨損與腐蝕性、粘結(jié)性和溫度交變的苛刻工況條件下，焦炭塔底進(jìn)

料管線和焦炭塔頂大油氣線均通過(guò)高溫防結(jié)焦球閥來(lái)實(shí)現(xiàn)過(guò)程控制，目前該閥門(mén)大多依賴進(jìn)口。結(jié)

合延遲焦化裝置對(duì)高溫防結(jié)焦球閥的工況要求，從閥門(mén)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、高溫?zé)釕B(tài)試驗(yàn)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)

選擇和工業(yè)應(yīng)用等方面進(jìn)行分析，闡述了所開(kāi)發(fā)的高溫防結(jié)焦球閥能夠滿足延遲焦化裝置工況要

求，通過(guò)工業(yè)應(yīng)用驗(yàn)證了產(chǎn)品的安全可靠性，可以實(shí)現(xiàn)替代進(jìn)口。

延遲焦化裝置在煉油廠中的操作條件非常惡劣，原料通常來(lái)自常減壓裝置的減壓渣油、渣油罐區(qū)的

原油、催化裝置的催化油漿、污油罐區(qū)的污油和乙烯裝置裂解焦油，通過(guò)加熱爐加熱到一定的溫度

(大約500℃)后進(jìn)入焦炭塔，在塔內(nèi)適宜的溫度、壓力條件下發(fā)生裂解、縮合、餾分等一系列化學(xué)

反應(yīng)，zui終生成氣體、汽油、柴油、蠟油、循環(huán)油組分及焦炭等產(chǎn)品。在每個(gè)焦炭塔中，一般通

過(guò)8-12個(gè)關(guān)鍵閥門(mén)，來(lái)控制所輸送的蒸汽、水、油漿、烴類(lèi)或者調(diào)節(jié)管線流量。由于渣油粘度大

溫度高、開(kāi)關(guān)頻繁，因此需要采用高性能的閥門(mén)以保證延遲焦化裝置的穩(wěn)定運(yùn)行。

中國(guó)的延遲焦化裝置已經(jīng)超過(guò)100套，并呈現(xiàn)大型化趨勢(shì)，閥門(mén)所處的工況環(huán)境不僅口徑增大，操

作溫度和操作壓力也在不斷提升。延遲焦化裝置的苛刻工況是：

1)高溫：焦炭塔底進(jìn)料管線溫度高達(dá)495-510℃，焦炭塔頂大油氣線溫度在420-460℃;在如此高溫

的條件下，閥門(mén)材料受熱膨脹，易出現(xiàn)扭矩異常加大或高溫“抱死”現(xiàn)象。

2)含焦粉或含硫介質(zhì)：含焦粉介質(zhì)容易使閥門(mén)在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中造成密封面拉傷或磨損;焦炭中殘留的硫

與水結(jié)合后具有腐蝕性，閥門(mén)密封面易出現(xiàn)點(diǎn)腐蝕，從而影響閥門(mén)密封性能。

3)溫度交變：在生焦和除焦過(guò)程中，過(guò)程溫度會(huì)經(jīng)歷從常溫到500℃高溫的周期性變化，閥門(mén)頻繁

開(kāi)關(guān)，容易出現(xiàn)介質(zhì)泄漏現(xiàn)象，并可能造成引起著火，危及裝置安全。

4)渣油粘度大：由于渣油粘度非常大，容易在閥座、球體、閥軸等部位結(jié)焦或積碳，導(dǎo)致閥門(mén)動(dòng)作

困難或密封失效。

焦化裝置高溫閥門(mén)防結(jié)焦研究高溫防結(jié)焦球閥的高溫?zé)釕B(tài)試驗(yàn)

為確保提供在延遲焦化裝置上的高溫防結(jié)焦球閥的安全可靠性，除對(duì)高溫防結(jié)焦球閥按照

API598標(biāo)準(zhǔn)所有常規(guī)檢查后，包括殼體強(qiáng)度試驗(yàn)和密封性能試驗(yàn)之外。每一臺(tái)高溫防結(jié)焦球

閥均應(yīng)在工廠內(nèi)進(jìn)行高溫?zé)釕B(tài)試驗(yàn)，通過(guò)盡可能模擬防結(jié)焦球閥的實(shí)際工況，檢驗(yàn)閥門(mén)在高

溫下的開(kāi)關(guān)動(dòng)作、吹掃功能、涂層性能，確保閥門(mén)在延遲焦化高溫工況下的可靠性。
 高溫防結(jié)焦球閥使用3年后下線維護(hù)圖片
圖3 高溫防結(jié)焦球閥使用3年后下線維護(hù)

3、工業(yè)應(yīng)用

如圖2(a)和圖3所示，上述所開(kāi)發(fā)的高溫防結(jié)焦球閥通過(guò)工業(yè)實(shí)際應(yīng)用，證明其能滿足延遲焦

化裝置工況要求，產(chǎn)品安全可靠，并已經(jīng)實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)，在延遲焦化裝置中與國(guó)外品牌相比

具有較高的競(jìng)爭(zhēng)力，可實(shí)現(xiàn)替代進(jìn)口。

圖1 進(jìn)料隔斷閥

表2 進(jìn)料隔斷閥汽封配置

焦化裝置高溫閥門(mén)防結(jié)焦研究

3、結(jié)語(yǔ)

閥門(mén)蒸汽汽封改富氣氣封后，既不會(huì)對(duì)閥門(mén)的使用造成影響，也不會(huì)對(duì)生產(chǎn)工藝造成較大影響。經(jīng)實(shí)際使用油氣隔斷閥的檢驗(yàn)，效果良好，同類(lèi)裝置也可以借鑒。與本文相關(guān)的產(chǎn)品有不銹鋼波紋管密封安全閥