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簡介
1.1 脫硫制漿系統的工藝流程
之前介紹閥新形勢，現在介紹脫硫制漿系統的組成及工藝流程如圖1所示
由穩重皮帶給糕點機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入球磨機筒體，被球磨機內的鋼球撞擊、擠壓和碾磨成漿液。漿液匯聚在漿液再循環箱后經泵輸送至漿液旋流器進行分離，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，從入口回到球磨機被再次碾磨，而漿液中的小顆粒則從頂部溢出形成稀漿進入石灰石漿液箱備用。
1.2石灰石漿液陶瓷球閥 制漿系統特性
金灣電廠脫硫制漿系統特性：球磨機筒體采用橡膠內襯，既防腐、防磨又減小了運行中的噪聲；系統內設置了漿液旋流器，使磨制出的漿液品質 較高；旋流器由2個旋流子構成，一用一備，有效地提高了制漿系統的穩定性；漿液密度調節采用自動或手動方式，依靠調節磨機出口濾液水的補給量來控制旋流器入口的漿液密度；球磨機出口至再循環箱裝有旋轉濾網，可以分離石灰石中的雜物；系統管路都裝有沖洗水，可以有效防止漿液堵塞管道。
陶瓷材料變形量很小，比金屬具有高得多的結合強度，一般情況下組成陶瓷材料的晶體離子半徑小，而且離子電價高，配位數大，這些性質決定了陶瓷材料的抗拉強度、抗壓強度、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用范圍，近十幾年來，由于馬氏體相變增韌技術、復合材科技術及納米陶瓷概念的發展及進步，已使陶瓷的“脆性”得到了大大改進，其韌性和強度得到了極大的提高，應用范圍不斷擴展。 近年來，新型陶瓷材料在石油、化工、機械等領域的應用非常活躍，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，是近幾年來高技術材料市場的重要發展方向之一。
優點
陶瓷閥可大大的提高工業管道系統的流暢性，密封性。提高配套設備運行系統的安全性，穩定性，對環保節能，環境保護將起到積極的推進作用。結構陶瓷材料變型量少，抗拉強度、抗壓強度、硬度都非常高。隨著技術創新的今天，陶瓷閥門越來越受到國內的高度重視及認可采用，應用越來越廣泛，是政府支持的科技項目。
1. 品名、型號規格、數量、價格.
序號 | 品 名 | 型 號 及 規 格 | 單位 | 數量 | 單 價 （元） | 金 額 （元） | 閥體材質及其它 |
1 | 球閥 | 電動襯陶瓷球閥Q941TC-16C DN80不含執行機構 與電動執行機構連接法蘭端口為QT3-RA型 見附件 | 臺 | 4 | 0 |
| 閥體鑄鋼 襯陶瓷 |
1所有與介質接觸的部分均為結構陶瓷材料，其化學穩定性及硬度*（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.球體采用研磨設備及工藝制造，球圓度精度高，表面質量好，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，或有軟顆粒但又有腐蝕介質中，本閥門具有無可比根的優勢，也是目前*合適此類介質閥門。
行業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，雖然金屬閥門經過結構及材料的改進，但受金屬材料屬性的限制，不能適應越來越高磨損、強腐蝕等惡劣工況的需求，主要體現在使用壽命短，泄露嚴重大大影響了系統運行的穩定性。傳統的金屬閥門急需從材料、設計及制造工藝等方面的*革新。將陶瓷材料應用于工業閥門是一項大膽和有益的創新。陶瓷材料變形量很小，比金屬具有高得多的結合強度，一般情況下組成陶瓷材料的晶體離子半徑小，而且離子電價高，配位數大，這些性質決定了陶瓷材料的抗拉強度、抗壓強度、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用范圍，近十幾年來，由于馬氏體相變增韌技術、復合材科技術及納米陶瓷概念的發展及進步，已使陶瓷的“脆性”得到了大大改進，其韌性和強度得到了極大的提高，應用范圍不斷擴展。
近年來，新型陶瓷材料在石油、化工、機械等領域的應用非常活躍，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，是近幾年來高技術材料市場的重要發展方向之一。
應用范圍：
耐磨陶瓷閥門主要應用于電力、石油、化工、冶金、采礦、污水處理等工業領域，尤其是面對高磨損、強腐蝕、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、強腐蝕的使用環境，尤其突出的特點是超長的使用壽命，陶瓷閥門的性能價格比遠遠優于其它同類金屬閥門。隨著科學技術的不斷發展和進步，陶瓷材料從配方、成型、加工及裝配工藝等各方面的技術更加趨于成熟和完備，陶瓷閥門以其優異的性能越來得到閥門行業人士的認同。利用制造陶瓷閥門的成功經驗還可以推廣應用于更廣泛的工程領域。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主要是氫氧化鈣和部分的殘渣，而石灰石漿液中的固體物質就是石灰石。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，含有雜質時為淡灰色或淡黃色。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。熟石灰經調配成石灰漿、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的建造材料，根據所處理介質的磨損和腐蝕特性進行選齲在石灰石漿液制備設備中，磨損問題主導著材料的選擇。在化學添加劑制備設備的材料選擇時，主要考慮防腐蝕問題。
石灰石脫硫工藝漿液制備系統材料：石灰石處理設備采用與煤處理設備中相似的材料。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域采用特別的防磨內襯。石灰石漿液的磨損性較強，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（因為采用回收水配制漿液），因而，腐蝕問題也需要加以考慮。由于這些原因，石灰石漿液儲存罐通常采用帶有增強樹脂內襯的碳鋼制造。就像在石灰漿液罐的情況一樣，耐磨內村材料也用于漿液罐的底部以控制腐蝕性磨損。從脫硫磨粉機濕式球磨機磨制出來的30%～40%固體濃度的石灰石漿液對無內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常采用帶有橡膠內襯的碳鋼管。國外也有將FGD系統已經將其原來使用的橡膠內襯管更換為HDPE管的例子。這種管子價格便宜，使用壽命與橡膠內襯管相當。也有電廠使用帶有花崗巖內襯鑄鐵管的。
石灰石漿液制備系統中的漿液泵，通常采用帶橡膠內襯的鑄鐵或抗腐蝕鑄鐵舍金制造。化學添加劑系統材料：乳化硫磺既不產生磨損也不產生腐蝕，因而可以采用由碳鋼、FRP或塑料制造的設備處理。當管道要求防凍時，也需要考慮上游加熱設備使漿液溫度升高后，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襯的碳鋼制造。
結構特點：
所有與介質接觸的部分均為結構陶瓷材料,其化學穩定性及硬度*（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。
球體采用研磨設備及工藝制造,球圓度精度高,表面質量好,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。
陶瓷良好的耐磨性,讓本閥經久耐用,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，或有軟顆粒但又有腐蝕的介質中，本閥門具有*的優勢，也是目前*合適此類介質的閥門。
標準規范：
陶瓷閥門國家*標準：JB/T10529-2005
設計制造標準： API6D-2008、API608-2002
結構長度標準：GB/T 12221-2005 、ANSI B16.10
連接法蘭標準：GB/T 9113、ANSI B16.5
壓力溫度等級：GB/T 12224-2005、ASMEB16.34-2004
試驗檢驗標準：GB/T 13927-2008API 598
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社會經濟效益
1.陶瓷閥采用高技術新型陶瓷結構材料制作閥門的密封部件和易損部件，提高了閥門產品的耐磨性、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，提高配套設備運行系統的安全性、穩定性，節約設備修理費用。
3.陶瓷閥門的使用能提高工業管路系統的密封性，能大限度的減小泄露，從而保護環境。
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，可以節約大量金屬材料和稀有的礦產資源。 耐磨陶瓷閥門主要應用于電力、石油、化工、冶金、采礦、污水處理等工業領域，尤其是面對高磨損、強腐蝕、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、強腐蝕的使用環境，尤其突出的特點是超長的使用壽命，陶瓷閥門的性能價格比遠遠優于其它同類金屬閥門。隨著科學技術的不斷發展和進步，陶瓷材料從配方、成型、加工及裝配工藝等各方面的技術更加趨于成熟和完備，陶瓷閥門以其優異的性能越來得到閥門行業人士的認同。利用制造陶瓷閥門的成功經驗還可以推廣應用于更廣泛的工程領域。
2、漿液品質調節
2.1 漿液品質調節的目的
脫硫制漿系統運行調整的目的是使磨制出的石灰石漿液的細度、密度滿足工藝要求，并保證系統的安全、穩定運行，能耗低。石灰石漿液中顆粒細度越細，則脫硫效率、石膏漿液品質、脫水效果就會越好，因此漿液細度是其品質的主要指標，而漿液細度的調節是整個制漿系統控制的重點。
2.2 石灰石漿液品質調節方法
（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，細度將很難達到要求。運行中可通過監視球磨機主電機電流來監視鋼球裝載量，若發現電流明顯下降，則需及時補充鋼球。一般情況下，鋼球配比按表1執行。
表1 2*600MW機組脫硫系統磨機鋼球配比
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鋼球直徑/mm <30 40 50 60 70 80
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數量/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）密切關注磨機筒體內襯板及提升條的磨損情況。磨機筒體內襯板主要是起保護磨機筒體的作用，而提升條主要作用是攪動鋼球，使鋼球與石灰石充分碾磨，從而制出合格的漿液。若提升條磨損嚴重，則磨機碾磨石灰石的能力會嚴重下降，磨機制出的漿液品質也無法得到保障。
（3）控制進入球磨機石灰石粒徑大小，使之處于設計范圍內。為了降低電耗，球磨機應在額定工況下運行。若粒徑過粗，磨機來不及磨細就被排出，則磨機出口漿液的細度也會相應增加。
（4）定期檢查磨機出口篩網。出口篩網是將磨機磨制出來的漿液過濾，大于5mm直徑的石子被回吞至磨機繼續研磨，小顆粒則隨漿液一起進入再循環箱。因濾液水等回收水中含有雜質，會導致篩網孔堵塞，從而影響漿液細度；長時間運行導致篩網孔變大，濾出顆粒變粗，導致漿液細度變大，同時加大管路及循環泵堵塞幾率。
（5）調節球磨機入口水量。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，且能滿足磨機運行需要，進入球磨機的石灰石和濾液水質量比例在1.3-1.5較合適。
（6）定期檢查旋流器工況。在運行中要確保旋流器入口壓力在設計范圍內；旋流器各部件磨損程度應及時跟進，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，會降低制漿系統的出力。
全襯硬密封陶瓷球閥特點：
1、 所有與介質接觸部份均為結構陶瓷，其化學穩定性加上*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、閥殼壁厚達到乃至超過國標GB、JB，美標ANSI等標準要求。
3、從中國臺灣引入的技術，內襯硬密封陶瓷由六件科學合理設計組成，閥球與閥座面接觸加工，使得球與座內R與外R*吻合，密封達到零泄漏。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和具有腐蝕而高溫的介質中，該閥門具選用優勢。
※適用介質：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易磨損、強腐蝕需頻繁更換的難題，既節省了成本，又減少了系統停機所造成的經濟損失
2.3 制漿系統的能耗控制
上海申弘閥門有限公司生產相關的產品有：減壓閥(氣體減壓閥,可調式減壓閥脫硫制漿系統電耗是脫硫主要能耗之一。整個制漿系統除了磨機為6kV電機外，其他均為380V小電機，故濕式球磨機用電為制漿系統主要能耗。制漿系統需要補充大量的水來磨制漿液，所以系統補水量也是制漿重要能耗指標之一。金灣電廠磨機額定出力為7.4t/h，表2記錄了不同給料量下球磨機主電流的變化趨勢。
表2 不同給料量下球磨機主電流
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給料量/t.h 4.5 5.0 6.7 7.0 7.4
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主電機電流 23.15 23.18 23.20 23.21 23.21
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從表2中可以看出，球磨機給料的多少對電耗影響并不大。降低制漿系統能耗主要途徑是磨機盡量在額定負荷下去行、控制進料品質 及優先使用濾液水為補水等。
3、結語
（1）研究發現磨機給料量對磨機電耗影響不大，故盡量使磨機在額定負荷下運行，可以有效降低制漿系統電耗。鋼球裝載量對制漿系統的影響非常大，運行中應根據磨機主電流變化情況及時添加鋼球，并按實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的重要部件，保證旋流器在設計工況下運行，是磨制合格漿液、保障制漿系統出力的必要條件。
（3）定期對石灰石及石灰石漿液取樣化驗，并根據數據及時調整優化，這對確保脫硫制漿系統的運行是很有必要的。
與本產品相關論文：蒸汽減壓閥在蒸汽節能系統改造應用
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