水泥余熱發(fā)電高溫?zé)煔忾y門選型常識

1、水泥余熱發(fā)電高溫?zé)煔忾y門選型常識前言增強(qiáng)余熱發(fā)電系統(tǒng)設(shè)備可靠性對于提高提高余熱發(fā)電運轉(zhuǎn)率和余熱回收效率至關(guān)重要，也是設(shè) 計者和業(yè)主所共同關(guān)注的。高溫?zé)煹缽U氣閥門作為純低溫余熱發(fā)電與水泥生產(chǎn)線連接的關(guān)鍵輔機(jī)設(shè) 備之一，直接關(guān)系到整個余熱發(fā)電系統(tǒng)運行效率和可靠性，也是水泥企業(yè)提高余熱發(fā)電效益，降低 生產(chǎn)成本的有效措施。筆者從余熱電站高溫?zé)煹篱y門的設(shè)計、制造、使用等角度闡述水泥窯余熱發(fā) 電系統(tǒng)的煙氣閥門選型。1. 水泥窯余熱發(fā)電系統(tǒng)高溫?zé)煹篱y門選型重要性隨著國家節(jié)能產(chǎn)業(yè)政策的落實，水泥窯余熱發(fā)電建設(shè)如火如荼，水泥窯余熱發(fā)電系統(tǒng)高溫?zé)煹?閥門也不斷為適應(yīng)水泥窯發(fā)電技術(shù)的進(jìn)步而得到長足發(fā)展。水泥窯余熱發(fā)

2、電系統(tǒng)高溫?zé)煹篱y門不同于一般火電廠風(fēng)閥，火電廠風(fēng)閥一般在室內(nèi)安裝，工作 介質(zhì)一般是潔凈的空氣，閥門的作用主要是風(fēng)量的調(diào)節(jié)，不存在閥板高溫變形和粉塵磨損的問題閥 門，材質(zhì)一般采用 Q235鋼板焊接，而且厚度很薄，大多在6mm下，泄漏率要求比較高。水泥窯余熱發(fā)電系統(tǒng)煙氣溫度高（350450C），并含有大量粉塵、速度高、負(fù)壓大，特別是窯尾含塵量達(dá)到 80mg以上、負(fù)壓7000P&如在余熱發(fā)電也同樣采用此閥門，勢必造成閥板變形，出現(xiàn)閥板卡死，旁 路泄漏大，浪費了大量廢氣資源，流量無法調(diào)節(jié)。就水泥窯余熱發(fā)電系統(tǒng)本身，閥門的泄漏量也關(guān)系到余熱電站的發(fā)電量。就SP 旁路閥門的漏風(fēng)對發(fā)電量影響很大，旁

3、路閥門每漏風(fēng) 1%，發(fā)電量下降 0.6%，因此必須嚴(yán)格控制，設(shè)計要求旁路 閥漏風(fēng)率為1%，最大不應(yīng)超過1.5%，但實際情況遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于 1.5%，甚至達(dá)到5%。AQC爐也一樣, 旁路閥門泄漏率大了，同樣也能降低煙氣的品質(zhì)，造成AQC爐出力不足但是隨著水泥窯余熱發(fā)電閥門供應(yīng)市場競爭日趨激烈，作為非標(biāo)產(chǎn)品，高溫?zé)煹篱y門產(chǎn)品質(zhì)量 良莠不齊。高溫閥門的閥體材質(zhì)和閥板厚度不盡相同，有些高溫閥門閥體和閥板厚度刻意減薄、甚 至有些閥軸也是采用 20#材質(zhì)，時間長了出現(xiàn)銹死。如在余熱發(fā)電也同樣采用此閥門，勢必造成閥 板變形，出現(xiàn)閥板卡死和漏風(fēng)流量無法調(diào)節(jié)，浪費了大量廢氣資源。由于廢氣閥門的位置和生產(chǎn)運 輸?shù)奶厥庑?/p>

4、，決定了更換閥門所付出的代價特別高。由于閥門口徑特別大，生產(chǎn)制造周期比較長， 運輸超寬，運費特別高，運輸時間長，給業(yè)主增加了成本。特別是SP爐進(jìn)口閥和旁路閥，安裝位置高，更換一個閥門的安裝費用就等于閥門本身的價錢， 如果再加上電站不能正常運行所造成的損失， 那就未免太大了啊。2. 高溫?zé)煔忾y門選型2.1 AQC 爐閥門2.1.1 AQC 爐進(jìn)口閥篦冷機(jī)進(jìn)口閥，該閥設(shè)在篦冷機(jī)出風(fēng)口于沉降室之間，開口在篦冷機(jī)中部靠前，作為調(diào)節(jié)篦冷機(jī)出風(fēng)口煙氣量，該閥門是確保生產(chǎn)線和AQC爐正常運行的關(guān)鍵設(shè)備。因此要求該閥調(diào)節(jié)性能好，動作可靠。余熱發(fā)電一般在篦冷機(jī)中部靠前抽風(fēng)，設(shè)計正常時溫度為300-360 C,最

5、高時達(dá)到 450C以上，同時出篦冷機(jī)氣體介質(zhì)中含有不大于 30mg/m（標(biāo)態(tài)）的熟料粉塵濃度，速度一般在8-15m/s , 對該閥的閥板沖刷量非常大，因此要求該閥的閥板能在高溫下耐磨性能好，提高閥門的使用壽命。該閥根據(jù)實際情況有的選擇圓形有的選擇方形的，這里的溫度是很不穩(wěn)定的，很多設(shè)計院根據(jù)理論上的計算，最高溫度定在w 450C，但實際運行中很多時間都是超過的，篦冷機(jī)料床的厚薄直接影響到廢氣的溫度變化,據(jù)不少用戶反映，這里的溫度都是長時間在450左右，有時溫度在 650C左右，而且能維持 20分鐘左右。設(shè)計溫度一般在w 450C的閥板都采用16Mn或20鍋材質(zhì)，在600C的閥板都采用 304不

6、銹鋼材質(zhì)，這兩種材質(zhì)的閥板在高溫下機(jī)械性能幾乎沒有了，更談不上耐磨 性能好了。就我們到現(xiàn)場走訪和用戶的反饋，在溫度不超過設(shè)計范圍的時候，一般使用壽命在一到 兩年之間，如果溫度超過設(shè)計范圍，使用壽命最多半年。由于這個地方廢氣溫度高腐蝕性大，熟料 顆粒對閥板沖刷厲害，因此，閥板必需采用焊高強(qiáng)度龜夾網(wǎng)打注具有高溫結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高、高溫蠕變率 低、熱膨脹小、抗化學(xué)侵蝕性強(qiáng)、抗熱震等優(yōu)點的澆注料，經(jīng)過高溫烘烤處理，閥板具有較強(qiáng)的抗 高溫和耐磨特性，可以大大的延長閥板的使用壽命。結(jié)構(gòu)形式：百葉式連接形式：對焊、法蘭泄漏率：百葉式（泄漏率： 1.5%-2%）適合介質(zhì)壓力： 0.1Mpa閥體材質(zhì)： 20#鍋爐鋼襯保

7、溫層和耐高溫耐磨澆注料閥板材質(zhì)：w 450 C20#鍋爐鋼襯耐高溫耐磨澆注料，450 C304不銹鋼襯耐高溫耐磨澆注料閥軸材質(zhì)： 2Cr13，304 不銹鋼 但這里必須強(qiáng)調(diào)注意的是，管道有內(nèi)襯澆注料的，需要給閥門廠家注明澆注料的厚度，以免閥 門裝上后閥板碰到管道的澆注料而打不開。閥門的閥體應(yīng)該打上和管道同樣厚度的保溫層和耐磨澆 注料，這樣做的好處是氣流不會產(chǎn)生紊流，避免對廢氣對閥體和閥板產(chǎn)生更大的沖刷，而且由于保 溫層和耐磨澆注料使得閥體受熱溫度大大降低，閥體因此而不受高溫而降低機(jī)械強(qiáng)度。2.1.2 AQC 爐旁路閥與冷風(fēng)閥AQC鍋爐旁路閥，設(shè)在篦冷機(jī)尾部的煙氣到電除塵之間，冷風(fēng)閥設(shè)在沉降室前

8、用于進(jìn)冷風(fēng)。窯頭余風(fēng)溫度波動較大（180 C500C），波動周期短，旁路調(diào)節(jié)閥頻繁動作，當(dāng)窯頭產(chǎn)汽量太大時，過熱蒸汽溫度下降 ,開啟旁路調(diào)節(jié)閥，以減少入窯頭鍋爐的煙氣量 ,保證系統(tǒng)穩(wěn)定。 AQC 爐旁路廢氣雖 3然溫度不高，但含有 30mg/m （標(biāo)態(tài)）的熟料粉塵顆粒濃度，對閥板磨損比較厲害，而且具有一定的 腐蝕性，閥板受到?jīng)_刷與磨損后泄漏率增大，嚴(yán)重時閥板產(chǎn)生脫落，造成系統(tǒng)漏風(fēng)嚴(yán)重，同樣造成AQC爐蒸發(fā)量的降低。當(dāng)進(jìn)口煙溫過高，通過冷風(fēng)閥給沉降室加冷風(fēng)，該閥不會出現(xiàn)磨損的情況， 但泄漏率大了，同樣也能降低煙氣的品質(zhì)。因此，這兩個閥門要求密封性能比較高。閥門選型： 結(jié)構(gòu)形式：單板式、百葉式 連

9、接形式：對焊、法蘭 泄漏率：單板式（泄漏率： 1%）、百葉式（泄漏率： 1.5%-2%） 適合介質(zhì)壓力： 0.1Mpa使用溫度：w 450 C閥體材質(zhì)： 20#鍋爐鋼閥板材質(zhì)： 16Mn 閥軸材質(zhì)： 2Cr13 這兩個閥門往往不引起人們的重視，訂貨時一般都是采用百葉窗式的，百葉窗式的閥門泄漏率 是最高的，加工好的一般在百分 2 左右，很多都在百分五以上。我們建議采用單葉式閥板，提高加 工精度，把泄漏率控制在 1%以內(nèi)，特別是旁路閥要加強(qiáng)耐磨耐腐蝕性能，減少鍋爐運行時旁路的漏 風(fēng)量，提高AQC爐的運行效率。2.1.3 AQC 鍋爐出口閥AQC鍋爐出口閥設(shè)在 AQC鍋爐與電收塵器之間，該閥廢氣溫度

10、一般在 360C以下，溫度波動較小、 粉塵磨損也較弱，閥門啟閉動作量少。一般情況下是在開啟狀態(tài)，當(dāng)AQC鍋爐檢修時，才把閥門關(guān)閉，因此它的主要性能是切斷性能，關(guān)閉時的密封性能好，切斷該閥后，檢修不受影響，而且保證 檢修的安全性。閥門選型：結(jié)構(gòu)形式：插板式連接形式：對焊、法蘭泄漏率： w0.5%適合介質(zhì)壓力： 0.1Mpa使用溫度：330 C 450C閥體材質(zhì)： 20#鍋爐鋼閥板材質(zhì)： 16Mn閥軸材質(zhì)： 2Cr13 對于該閥大部分都是設(shè)計電動百葉閥。采用百葉閥，泄漏率比較高，當(dāng)鍋爐需要檢修而水泥生 產(chǎn)線不停的時候，由于閥門的泄漏，還有一部分高溫?zé)煔鈴碾娛諌m器往鍋爐進(jìn)，使得檢修人員無法 進(jìn)入鍋爐

11、進(jìn)行檢修，給檢修帶來很大的困難。我們把該閥設(shè)計為插板閥結(jié)構(gòu)，在閥體上設(shè)有50mm寬的密封面，在插板上設(shè)有斜塊，同時閥體上對應(yīng)部位也設(shè)有斜塊，插板和閥門的通徑大100mm作為和閥體密封接觸，當(dāng)插板閥關(guān)閉時越關(guān)越緊，起到閥門關(guān)閉時的密封效果，同時在閥體的外部設(shè)置 夾緊螺栓作為預(yù)備夾緊裝置，在插板閥的底部設(shè)置吹灰口，當(dāng)插板閥關(guān)閉不嚴(yán)時，打開吹灰口，清 理灰塵后再關(guān)閉上述插板閥的結(jié)構(gòu)特征，因此它的密封效果非常顯著，其泄露率小于0.1，是目前百葉閥無法比擬的，給鍋爐檢修帶來了方便和安全保證。但需要注意的是在沉降室到拉鏈機(jī)之間 應(yīng)設(shè)置一套手動插板閥和剛性葉輪給料機(jī)，以清除鍋爐停止運行期間所積累的大量粉塵。

12、這里的溫 度最高可達(dá)到 450C，所以葉輪給料機(jī)閥體和電機(jī)聯(lián)接方式采用聯(lián)軸器聯(lián)接，軸承座分體制造的方 式，從而減少因高溫產(chǎn)生的故障。2.1.4 過熱器閥門過熱器閥門一般設(shè)置在篦冷機(jī)前端，抽取高品位熱風(fēng)供AQC爐過熱器使用，抽取點在窯頭罩，廢氣溫度一般都在 500650C,含塵量30mg/m3 （標(biāo)態(tài)）。目前設(shè)計部門增加過熱器設(shè)計的還比較少。該閥一般設(shè)計為百葉式，閥板材質(zhì)為 304 不銹鋼。使用壽命很短。據(jù)用戶反應(yīng)，實際上這里的 溫度大多維持在 650C，很多時候達(dá)到 900C。由于該閥所受煙氣溫度、腐蝕和沖刷特別嚴(yán)重，閥體 應(yīng)采用打與管道同樣厚度的保溫層和澆注料，確保氣流不產(chǎn)生紊流而對閥體和閥

13、板的沖刷，閥板材 質(zhì)最低也應(yīng)該采用 304 雙面焊龜甲網(wǎng)澆注耐高溫耐磨高強(qiáng)度澆注料，確保閥門的調(diào)節(jié)性能，保證熟 料生產(chǎn)線的正常運行。閥門選型：結(jié)構(gòu)形式：百葉式連接形式：對焊、法蘭泄漏率：百葉式（泄漏率： 1.5%-2%）適合介質(zhì)壓力： 0.1Mpa使用溫度：450650 C閥體材質(zhì)： 20#鍋爐鋼襯保溫層和耐高溫耐磨澆注料閥板材質(zhì)： 304 不銹鋼襯耐高溫耐磨澆注料閥軸材質(zhì)： 304 不銹鋼2.2 SP 爐閥門2.2.1 SP 爐進(jìn)口閥與出口閥SP鍋爐的進(jìn)口閥設(shè)置使用在 SP鍋爐與預(yù)熱器之間，預(yù)熱器廢氣進(jìn)入SP鍋爐。該閥一般使用溫度為330C左右，最高450C，該煙氣使用溫度波動較小、粉塵磨損

14、也較弱，閥門開啟動作量少，當(dāng) SP爐停運時打開旁路閥而關(guān)閉進(jìn)口閥。目前設(shè)計使用溫度w 450C，含塵量80mg/m3 （標(biāo)態(tài)），負(fù)壓7000pa9000pa。SP鍋爐的出口閥，設(shè)置在 SP鍋爐出口至增濕塔之間，設(shè)計溫度最高在400C .由于進(jìn)SP爐溫度比較穩(wěn)定，而且廢氣中主要含的是粉塵，對閥門磨損很小，關(guān)鍵是要確保閥軸能長期 使用不能生銹，調(diào)節(jié)靈活，閥體閥板在該使用溫度情況下有足夠的機(jī)械性能，不產(chǎn)生變形卡死。閥門選型：結(jié)構(gòu)形式：單板式、百葉式 連接形式：對焊、法蘭泄漏率：單板式（泄漏率： 1%）、百葉式（泄漏率： 1.5%-2%）適合介質(zhì)壓力： 0.1Mpa使用溫度：330C 450C閥體材質(zhì)

15、： 20#鍋爐鋼閥板材質(zhì)： 16Mn閥軸材質(zhì)： 2Cr13SP鍋爐的進(jìn)口閥平時都是常開的，泄漏率的大小并不引起注意。當(dāng)SP爐檢修停爐的時候，打開旁路閥關(guān)閉進(jìn)口閥，這時進(jìn)口閥就起著切斷煙氣的作用，保證SP爐的正常維修。該閥門的設(shè)置往往不能給予足夠重視，因閥門設(shè)置不當(dāng)造成閥門因積灰而打不開或關(guān)不上的問題產(chǎn)生，使其影響水 泥窯及電站的正常生產(chǎn)運行、調(diào)整和檢修。因此，如何設(shè)置窯尾SP爐廢氣進(jìn)口管道閥門也是需慎重考慮的問題之一。2.2.2 SP 爐旁路閥鍋爐旁路閥設(shè)置在高溫風(fēng)機(jī)與預(yù)熱器之間，一般使用溫度為330C450C，該煙氣使用溫度波動較小，煙氣含塵濃度在 60120g/Nm3左右，含塵量大，粒徑小

16、，平均粉塵粒徑130卩m容易積灰，造成閥門打不開或關(guān)不上的問題，因此把該閥設(shè)計為傾斜式的結(jié)構(gòu)。要求閥軸能長期使用不能 生銹，閥體閥板在該使用溫度情況下有足夠的機(jī)械性能。該閥一般情況下該閥是在關(guān)閉狀態(tài)，當(dāng)SP鍋爐檢修時，才把閥門開啟，因此它的主要性能是切斷性能，關(guān)閉時的密封性能好，漏風(fēng)對發(fā)電量影響很大，據(jù)有關(guān)專家測算每漏風(fēng)1%，發(fā)電量下降 0.6%，因此必須嚴(yán)格控制，設(shè)計要求該閥漏風(fēng)率越小越好。閥門選型：結(jié)構(gòu)形式：單板式、百葉式（傾斜角度45°）連接形式：對焊、法蘭泄漏率：單板式（泄漏率： 1%）、百葉式（泄漏率： 1.5%-2%） 適合介質(zhì)壓力： 0.1Mpa使用溫度：330C 45

17、0C閥體材質(zhì)： 20#鍋爐鋼閥板材質(zhì)： 16Mn閥軸材質(zhì)： 2Cr13SP 爐閥門雖然磨損小和溫度比較穩(wěn)定，但SP爐的啟停和入爐煙氣量的調(diào)節(jié)涉及到窯系統(tǒng)工況的波動和窯尾高溫風(fēng)機(jī)電流的波動。 SP 爐啟停操作和風(fēng)量調(diào)節(jié)時，原則上只要保持 C1 出口負(fù)壓和 溫度不變，就不會影響窯系統(tǒng)的穩(wěn)定。實現(xiàn)這一原則的重要手段是SP爐進(jìn)出口擋板、旁路擋板及窯尾高溫風(fēng)機(jī)液力偶合器三者的協(xié)調(diào)操作。因此， SP 爐閥門要確保閥體閥板在該使用溫度情況下有足 夠的機(jī)械性能，加大閥體和閥板的厚度，葉片之間采用304 不銹鋼做搭接密封，達(dá)到良好的密封性能。3. 高溫?zé)煹篱y門安裝注意事項1、煙氣閥門安裝特別注意管道法蘭接口的嚴(yán)密性，煙氣管道漏風(fēng)會引起風(fēng)溫下降。由于管道法 蘭直徑都比較大，現(xiàn)場制作平整度低，法蘭聯(lián)接面接觸不實。密封填料在負(fù)壓風(fēng)抽吸下，局部填料 損壞，接口出現(xiàn)縫隙產(chǎn)生漏風(fēng)。施工中要注意密封材料的安裝。特別是窯尾由于負(fù)壓大，密閉性能 差會導(dǎo)致大量冷空漏入，使鍋爐出力降低，更重要的是影響水泥窯的正常運行。2、注意旁路閥門調(diào)節(jié)葉片角度，調(diào)正不一致，關(guān)閉后，個別閥板沒能合嚴(yán)，有縫隙造成漏風(fēng)。 閥門閥板調(diào)正。由于窯尾負(fù)壓大，密閉性能差會導(dǎo)致大量冷空漏入，使鍋爐出力降低，更重要的是 影響水泥窯的正常運行。3、由于煙氣管道壁厚薄， 容易變形，因此在閥門兩端管道內(nèi)大約閥門三分之一多