[科普中国]-煤浆减压阀

煤浆减压阀的作用是为了使磨损降低到最低限度。有一个较长的耐冲刷的进口，最低限度减少湍流和磨损，还要尽可能减小流体进入阀芯和阀座间隙时的冲击角。阀座具有长的节流孔道，最大限度减缓液相的蒸发，以防止气蚀。出口直接接到膨胀管和大容积的容器中，以消耗流体的能量，出口流体最好直接冲到液体池中。减压阀的材料应采用耐磨耐高温的硬质材料，如碳化钨、金刚石等

简介煤直接液化装置的高温分离器底部出料时压力差很大，必须从数十兆帕减至常压，阀门间隙处的流速很高，并且物料中含有煤中无机矿物质及催化剂等固体物质，所以排料时对阀芯和阀座的磨蚀相当严重，因此减压阀的寿命成了液化装置的一个至关重要的问题1。

高压煤浆减压阀的特殊功能高压煤浆减压阀的结构应有如下特殊功能，使磨损降低到最低限度：

（1）有一个较长的耐冲刷的进口，最低限度减少湍流和磨损，还要尽可能减小流体进入阀芯和阀座间隙时的冲击角。

（2）阀座具有长的节流孔道，最大限度减缓液相的蒸发，以防止气蚀。

（3）出口直接接到膨胀管和大容积的容器中，以消耗流体的能量，出口流体最好直接冲到液体池中。

（4）减压阀的材料应采用耐磨耐高温的硬质材料，如碳化钨、金刚石等。

EDS工艺工业性试验在EDS工艺工业性试验装置上，用的是Exxon公司制造的减压阀。阀针的锥度随流动方向逐步变大，阀座做成带锥度的长孔。阀的安装方位是垂直安装，侧面进料，向下出料，垂直进入一个锥形接收罐，接收罐内表面涂有纤维增强的耐热镍基合金，让高速流体直接冲入接收罐中的液体中。有2个并联的减压阀，没有旁路截止阀，全部压降仅通过， 个阀，阀后没有节流孔2。

Kieley-Mueller阀的试验Kieley-Mueller阀的试验结果如下：

第一组阀用于6号煤的试验，成功地运转了136d（3264h），运转后拆开检查阀芯的磨损情况，最大磨损量仅0.6mm，说明还可以继续使用下去。另外，在阀体和出口的合金保护层也仅有少量的磨损。第二组新阀用于Wyoming 煤的试验，运转800h后拆下检查，磨损情况比6号煤严重。

在阀芯和阀座的一边已磨出明显的沟槽。其原因可能一是煤中的灰含量高，二是减压蒸馏残渣部分循环去配煤浆，使通过减压阀的固体含量更高。

6号煤的试验经验是很理想的，但对于Wyoming煤要维持一年的寿命不太可能。但即使这样，Exxon公司的技术人员称他们可以设计出用于商业化规模液化厂的有效减压阀。

在SRC试验装置上使用的减压阀，它使用的是圆柱形阀芯，材料也是碳化钨K703，在阀芯的一侧做成斜面楔形，使其可调节流量。试验证明这种设计减少了阀芯的振动，而这种振动对于高硬度的材料是十分有害的。这种减压阀阀芯在使用不同时间后的磨蚀照片，在使用4000h后阀芯的斜面已出现明显的沟槽，而在相对应的阀座表面的磨损情况要轻微得多。

根据SRC试验装置的经验，在出口管上安装节流装置，试图把压力降的一部分引到那里，以降低减压阀阀芯和阀座处的流速，试验证明没有太大的优点。

日本NEDO开发的减压阀的耐磨部件采用的是合成金刚石和碳化钨，在150t/d工业性试验装置上的最长连续运转时间为1000h。

总结在流程设计上必须采用一倍或双倍的旁路备用减压阀设备，当阀芯阀座磨损后，可及时切换至备用系统3。

本词条内容贡献者为:

杜强 - 高级工程师 - 中国科学院工程热物理研究所