概要
石炭ガス化,ピロリシス,高温サイクロン分離では,灰とスラッグは10~40バーの圧力で動作する容器から除去されなければならない.高圧ガスが脱出することを許さず固体を放出できるロックホッパーまたは圧力ダウンシステムを要求しますこの機能のために,2つの技術が使用されています. 粉末回転バルブとゲートロック,また交替ゲートバルブを持つロックホッパーとして知られています.両方とも圧力を隔離し灰を放出することを目的としていますローター式エアロックフィッダは,機械的なシールで連続的な放出を提供します.ゲートロックシステムでは,複数のゲートの連続的な開口を使用して,中間圧力室を作成しますこのガイドは,密封性能,圧力能力,および運用継続性において,この2つの技術を比較し,エンジニアが正しい高圧灰処理ソリューションを特定するのに役立ちます.
A について
粉末回転バルブ高圧灰処理用に設計された 巨大な回転式エアロックフィッダーで 壁厚さは50~100ミリですそれはガスのバイパス防止するために,閉ざされた端を持つマルチバネローターを特徴ローターの先端は,タングステンカービードまたはセラミック挿入物で硬く覆われ,0.10〜0.20ミリメートルの空隙を持つ硬化された穴に走ります.バルブは,500ニュートンメートル以上のスタートトルクを提供できる高トルクハイドラウリックモーターによって駆動されます.シャフト密封は,通常,熱いガスの侵入を防ぐため,リングの間には窒素の浄化とグラフィット包装の複数のリングです.バルブ全体は,完全なシステム圧力のために指定された圧力容器に囲まれています高圧容器から低圧フラッシュタンクまたはロックホッパーに灰が流れるようにします.
ゲートロックシステム (通常はロックホッパーアレンジメントと呼ばれます) は,2つ以上の重用ゲートバルブを使用して,中間室を連続して配置しています.上側のゲートバルブは,中間室に高圧容器を接続下のゲートバルブは,放出スライブに室を接続する. 順序は以下のとおりである: 両ゲートは閉ざされる. 上のゲートは開き,灰が中間室を満たすことができます.上のゲートが閉まる圧力が放出側に等しいとき,下側のゲートが開き,灰が放出されます.下のゲートが閉まり サイクルが繰り返されますこれは,圧力隔離を維持するためにゲートバルブの連続密封に依存するバッチプロセスです.
物理的には,回転弁は,先端空隙とシャフトパッキングで動的密封を備えた継続的に回転する装置である.ゲートロックはゲート座席に静的密封とバッチ操作システムですローータリーバルブはわずかなパルスだけでほぼ連続流量を提供する.ゲートロックは,異なる充填,保持,放出段階を持つパルス放出を提供します.これらの運用差異は,特定のガス化またはサイクロンプロセスでどの技術が適用できるかを決定します..
ロータリー バルブ と ゲート 錠 の 選択 が 重要 な 理由
高圧灰処理技術を誤って指定すると 安全に危険があり 圧力制御の問題があり ガス化器を停止させるような ひどい磨きが起こるのです
極端 な 圧力 の 中 で の 密封 の 信頼性
30barのガス化器では,漏れ路線は,合成ガスまたは熱い燃焼ガスが逃れ,火災または爆発の危険性を発生させます.ローターピップクリアランスを通して機械的なシールを保持する回転バルブ. 0.15ミリメートルの小さな環状のギャップは,ガス流量を制限します. シャフトシールで窒素浄化は,ガスの移住を防止します. しかし,尖端クリアランスが0.5ミリメートルに低下した場合,ガスバイパス率が著しく増加しますゲートロックシステムは金属対金属または柔らかい座席ゲートバルブに依存し,密封します. 30barでは,ゲートは巨大な差圧に耐えなければなりません.シートが磨砂灰から腐食した場合ゲートロックには通常,セカンダリー隔離バルブがバックアップとして含まれますが,単一のゲート障害は依然としてガスを放出することができます.ロータリー バルブ は,より 継続 的 で 予測 的 な 密封 を 提供 し ますゲートロックが各ゲートの整合性に依存する.
放出継続性とプロセス安定性
ガス化機とサイクロンは,安定した灰除去で最もうまく動作する.回転弁は,ローターの速度に比例する速度で,灰を継続的に放出する.この安定した引き上げは,ガス化器の一貫したベッドレベルを維持し,サイクロン二重体全体に恒常的な圧力低下を保ちますゲートロックシステムでは,灰を大量に放出します. 充填段階では,灰は中間室に蓄積しますが,システムから出ません. 放出段階では,灰は水中室に蓄積されます.大きな灰が放出されるこのパルス放出は下流輸送システムや灰処理輸送機に変動を引き起こします.灰レベルや圧力バランスに敏感なプロセスでは,ローターバルブの連続放出が強く好ましい.
アブラシブ 高圧灰でメカニズムを磨く
石炭ガス化器からの灰は,燃焼していない炭素,溶けたスラッグ粒子,磨砂鉱物を含んでいます.高圧では,灰はしばしばプロセスガスによって流動化されます.侵食性の高い3相混合物を作る. 回転バルブでは,ローターの尖端とハウジングボールは継続的な侵食性着用を経験する. タングメンカービッドの尖端は調整が必要になる前に3〜6ヶ月持続する. ハウジングボールは不均等に着用する.通常は12〜18ヶ月後に交換可能な袖が必要ですゲートロックシステムはゲート座席とゲートの縁に磨きを集中させる.開閉時にゲートに衝突する高速灰は,座席を侵食する切断作用を引き起こす.ゲートの交換は,船の入口や線を盲目にするような大きな作業ですこの2つの技術は重度の磨きを受けますが,回転弁は,弁をラインから取り外さずに端を調整することができ,保守上の利点を提供します.
圧力 の 低下 と ガス 処理
ゲートロックシステムでは 詰め込みと放出の間には 圧力が下がる必要があります流出したガスは プロセスまたはフレアに戻るこのガス処理システムは複雑さを増し,圧力の上昇を防ぐために注意深く制御する必要があります.ローータリーバルブは,連続圧力の障壁として動作するので,圧力をダウンする必要はありませんローターの尖端はガス流量を制限し,窒素浄化システムは軽微なバイパスを管理する.ガス処理の複雑さを最小限に抑えるよう努めるプラントでは,回転バルブがプロセススキームを簡素化します.
運用の柔軟性とダウン
ガス化器灰の生成速度は,石炭の質と稼働負荷によって異なります.回転弁は,ローターの速度を変更することによって放出速度を調整し,約5対1のターンドダウン比を提供します.ゲートロックシステムには,固定室の容量がありますサイクル周波数を増加させることで,いくつかのターンダウンがもたらされますが,最小サイクルの時間は,圧力の減期によって制限されます.通常30~60秒これは,回転バルブと比較してゲートロックシステムのターンダウン能力を制限します.
ローータリーバルブとゲートロックとの間にどのように選択するか
選択は,システム圧力,灰の特性,およびプロセス統合要件に依存する.次のシナリオは,各技術の正しい適用を示しています.
ステップ 1 システム 圧力 を 評価 する
10 bar 以下の圧力では,重用回転バルブが通常最もシンプルで最も信頼性の高い選択です.しかし,回転弁は,より簡単な操作を提供しています25bar以上の圧力では,このような極端な圧力に耐える回転バルブを製造することは,非常に高価で機械的に挑戦的になるため,ゲートロックシステムはより一般的になります.産業用最大回転弁は,通常,16barまで評価されていますオーダーメイドデザインでは 25barまで
ステップ2 灰粒子の大きさと温度を評価する
細かく流動性のある灰は回転バルブを好む. 連続的な回転が橋を架け,流れを維持するためである.大きなスラグの塊は,ゲートロックを好むため,ゲートは超大型の材料を通すために広く開くことができます600°C以上の灰の温度は,バッチ操作により,放出前に中間室で灰がわずかに冷却できるため,ゲートロックを好みます.ローータリーバルブは,そのような温度で広範な冷却の準備を必要とします.
ステップ3 プロセス安定性要件を分析する
ガス化器やサイクロンが圧力のバランスを保つために絶対的に安定した灰の抽出を必要とする場合,回転バルブが好ましい.下流システムがパルス放出を許容できる場合,ゲートロックが許容されるほとんどの近代的な統合ガス化複合サイクル装置は,よりスムーズな動作とよりシンプルな制御システムのために回転バルブを使用します.
ステップ 4 メンテナンス アクセス を 検討 する
ローータリーバルブには,クレーンアクセスが必要であるが,ライン端調整が可能である.ゲートロックには,ゲートの交換のために船の入口が必要である.保守資源が限られている遠隔地にある工場,回転弁のシンプルな保守プロファイルが有利です.
応用例
中国にある石炭ガス化工場では,22バーで灰を放出するために 2つの高圧ゲートバルブを連動してロックホッパーシステムを操作しました.ゲートの座席は45日ごとに磨砂灰から侵食され,ゲートを交換するために12時間の停止が必要工場は,すべてのシャットダウンが 85,000 ドルの合成ガス生産損失を掛けたと計算した. Doebritzは,ゲートロックシステムを 25barの高圧回転気孔フィッダーに置き換えた.80ミリメートルの壁厚さの鋳造鋼のハウジングを特徴とするバルブローターの先端を 90 日間ごとに調整し,そして,ハウジングの穴は18ヶ月後に測定可能な磨きを示さなかった.工場は灰弁の整備のために計画外の停止をなくし,年間運用利用率を4.2%増加し,追加1800万ドルの収益を生み出しました.
よくある質問
灰のサービスで回転バルブのための最大圧力は何ですか?
標準の重圧回転弁は10barで オーダーメイドの高圧設計は16~25barで 25barを超えるとゲートロックシステムは,通常,回転バルブハウジングの機械的制限のために必要である..
圧力を下げる方法
2つのゲート間の中間室は 圧力制御システムに接続された出血バルブで 装備されています.放出圧に一致するようにゆっくりと圧縮されます圧縮速度は,灰の流動化や噴出を防ぐために制御されます.
大きなスラグの塊を扱うことができる回転バルブ
ローータリーバルブは,ローターのポケット開口の約30%までのブロックを処理することができる.より大きなブロックはローターを詰め込む可能性があります.全孔開口を持つゲートロックでは,大幅に大きな物体が通過できます.大量のクリンカーが頻繁に発生するスラッグゲートロックまたは特別に設計された広空回転バルブが推奨されます.
ライフサイクルコストが低い技術
10bar以下の圧力では,回転バルブは,よりシンプルな操作と更なる保守により,通常寿命周期コストが低くなります.管理頻度が高いにもかかわらず,ゲートロックがより経済的である可能性があります.超高圧回転弁の資本コストが非常に高いからです
Doebritzは高圧灰処理システムを製造していますか?
ドーブリッツは重圧粉末回転バルブを製造します 高圧灰 16barまで我々はまた,ロックホッパーを含む完全な灰処理パッケージをエンジニア下流輸送システムと統合する.
結論
粉末回転バルブと高圧灰をロックするためのゲートロックとの間の選択は,主にシステム圧力とプロセス安定性要件に依存します.ローータリーバルブが連続的に放出するゲートロックシステムは,25barを超える極度の圧力を処理し,より大きなスラグブロックを通過することができます.しかし,パルス放出とより複雑なガス処理のコストで. 多くのガス化およびサイクロンアプリケーションでは,回転弁は,その圧力範囲内で優れたプロセス安定性と低ライフサイクルコストを提供します.磨きメカニズム安全な高圧灰処理のために正しい選択を保証します.
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