煤气化装置黑水阀冲蚀磨损机理及智能防控研究

煤气化装置黑水阀冲蚀磨损机理及智能防控研究

金浩哲1，陈凤官2，王 超1，刘骁飞1，项恒阳1

（1. 浙江理工大学 流动腐蚀研究所，杭州 310018；2. 合肥通用机械研究院有限公司，合肥 230031）

摘 要：针对煤气化装置黑水阀的冲蚀磨损问题，分析了黑水阀冲蚀磨损失效机理、过程与条件，实现黑水阀的失效预测分析，获得关键部位的损伤速率；采用B/S 架构方式搭建黑水闪蒸处理系统的智能防控体系，实现黑水阀流动参数的实时监测。结果表明：黑水阀内含固流体在流经节流区域时，固体颗粒以切削等方式高速冲击阀门壁面，导致阀芯以及阀座部位出现较严重损伤，且阀芯部位的冲蚀磨损率较阀座部位高出1 个数量级，最高达到2×10-6 kg/（m2·s），但其磨损率会随着开度增加而减小。智能防控体系通过实时信号采集、二次信号采集和软测量建模等技术手段，实现装置的运行状态实时监测并提出针对性的工艺防护方案，使黑水闪蒸阀门使用寿命延长91% 以上，有利于指导黑水闪蒸处理系统的安全稳定长周期运行，进而为煤气化系统的安全运行提供保障。

关键词：煤气化；黑水阀；冲蚀磨损；数值模拟；智能防控

中图分类号：TH86 文献标志码：A

0 引言

我国富煤炭、贫油、少气的能源结构决定了在未来相当长的一段时间内，能源结构仍以煤炭为主［1］。煤气化是煤炭资源清洁高效利用的关键技术，该技术开发涉及煤炭、化工、材料、控制等多学科、多要素之间的协同，其先进性影响着煤化工整体技术的效率、成本和发展［2］。煤气化工艺将水煤浆在气化炉内与氧化剂、催化剂等在高温高压下反应，生成CO，H2，CH4 等

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