一、黑水調節閥研發背景

1.剛需
目前我國現代煤化工產業發展呈現出產業規?？焖僭鲩L、示范工程取得積極進展、產業集中度明顯提升、關鍵技術和裝備研發實現新突破等特點，煤化工“十三五”將加快轉型升級建立環境友好、綜合發展、高效節能的新型煤化工產業。而現階段國內煤化工企業將近200家，保守估計氣化爐也有400多，平均一爐8臺閥門（一備一用），現階段煤化工關鍵閥門進口價格約大幾十萬，整個市場至少50億以上，市場前景可觀。
 
2.痛點
我國閥門行業近幾十年突飛猛進，技術工藝上大大提升，但在煤化工黑水閥門自主研發這一塊長期受限于國外壟斷、巨頭長期的技術封鎖，中國高端智能裝備一度難以實現突破、核心裝備一度依賴國外進口。而且進口閥門價格昂貴，使用質保最多半年，維護難，服務不及時，供貨周期三個月以上，難以保證和諧生產。而國產化閥門技術工藝還不太成熟，還處于磨合期，但以其綜合性價比國產使用率近年來還是比較高。
 
3.高頻
煤化工行業閥門在實際使用中由于長期在進出口壓差很大的氣、液、固三相流介質中使用，其閥芯、閥座及閥體流道等噴涂碳化鎢處理，其壽命約為3個月，而國內產品僅僅使用半個月左右。受此影響，裝置運行需要頻繁地更換閥門，既浪費工時又加大了生產成本。
為此，武漢漢德閥門股份有限公司研發漢德角型黑水調節閥以攻克煤化工關鍵閥門國產化難題。

                             
二、黑水調節閥工藝要求

在煤化工氣化裝置中，氣化爐底到氣化高溫熱水器設置1臺黑水液位調節閥，洗滌塔底部到高溫熱水器設置2臺黑水調節閥，黑水調節閥門布置如圖。


1.這些調節閥工作溫度較高，壓降大，灰渣含量也最高，應能夠耐受通過閥門壓力降引起的高流速，還要耐受閃蒸溶解氣的氣蝕、水的汽化和煤灰顆粒引起的腐蝕及磨蝕。尤其是在第一級閃蒸，黑水從高壓經過閃蒸閥直接降到中低壓，由于閃蒸出大量工藝蒸汽，物料流過閃蒸閥節流元件的速度非常高，導致磨損會比較嚴重。

2.黑水、渣水及灰水含有氯離子、氨、鉀鹽、硫化氫或磷酸等強腐蝕介質，并且閥門前后壓差大。在節流口，流體介質混雜著硬質顆粒高速流動，具有強大的動能，閥門的閥芯或閥座等表面很快被沖出流線形的細槽，形成侵蝕，同時有阻塞流發生，高速流體產生閃蒸或空化。介質在閥腔內的聚泡爆裂過程，會釋放很大的能量，對閥體內部及節流元件等零件產生強力破壞，形成氣蝕。

3.過去是將第一級閃蒸閥分解為兩個串連的減壓調節閥，這樣把每一臺閥的前后壓差降低50%，經過每臺閥閃蒸出來的工藝蒸汽量相應減小，閃蒸閥磨損的情況得到較大改觀。黑水調節閥推薦為角閥，閥芯閥座材質要求用硬質合金（WC）堆焊或更好的金屬硬化工藝，為防止閃蒸對閥門造成的破壞，出口配套錐形管。傳統的工藝管線上主要采用進口的結構形式為偏心旋轉調節閥，其結構耐腐蝕、耐高溫性能好，但是耐沖刷性能差。

                        


煤化工系統工藝選擇殊種類的單座角型調節閥，由于介質含有大量固體顆粒的原因套筒閥加刮刀是最理想的自清潔閥門，這樣既有傳統單座閥的優點，又有套筒閥的耐壓差大和能量沖擊消耗的特點，并且是有清潔作用的高進低出閥門，減少沖刷，從而設計了漢德角型黑水調節閥。
 
三、黑水調節閥結構特性

1、從材料和工藝上抗沖刷，耐腐蝕。閥座、閥芯采用碳化鎢整體燒結，擴散段、內腔全襯碳化 鎢，從材料、工藝上確保了閥座、閥芯的硬度而抗沖刷，且提高了閥門耐腐性能。

2、結構上防沖刷。采用諸多學者（注）在煤化工專用控制閥多相流流場 特性研究的最新成果，閥內設置導流翼，流道大圓弧平滑過渡，流阻力極小，適合 高流速介質。從而在結構上最大限度防止了介質對閥內件及閥腔的沖刷。

3、結構上防閃蒸、汽蝕。出節流口（閥座）的流道橫截面積由聚變改 為漸變，有效避免了閃蒸或汽蝕。

4、有自清潔、防轉動功能。下導向裝置末端的刮刀式、下定位、下 防轉獨特設計，閥桿具有自清潔和防轉動功能。

5、抗高頻振動，噪音低。導向裝置大幅度下移，最大限度克服高頻振 動，從而有效降低噪音。

                             
 
四、黑水調節閥結構材質

 
五、黑水調節閥技術參數

 
六、結束語

       漢德角型黑水調節閥已成功應用在煤化工工藝系統上，它改變了傳統調節閥閥座與閥體的安裝方式，縮短了供貨周期提高生產效率等。與傳統的調節閥理念有著非常大的創新，解決了煤化工系統閥門耐高腐蝕、耐高沖刷和耐高溫的難題，保證了煤化工工藝系統的需要，節約了生產成本。漢德角型黑水調節閥在其他苛刻工況領域也將有廣泛的應用前景，并會產生良好的經濟效益和社會效益。

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