Shell煤氣化工藝以干煤粉為原料，純氧作為氣化劑，液態排渣，屬加壓氣流床氣化工藝。原煤經破碎研磨成煤粉并經干燥處理后，依次經過常壓粉煤倉、粉煤鎖斗及粉煤給料倉，由高壓氮氣將粉煤送至氣化爐噴嘴。在煤粉的輸送過程中，粉煤下料閥能否正常開關，其密封性是否良好，直接影響著煤粉輸送及氣化爐能否正常運行。我公司Shell粉煤氣化裝置自2008年4月開車以來，粉煤給料系統一直是制約裝置高負荷運行的因素之一，多次因煤粉下料閥出現故障造成系統降負荷、甚至停車的事故，給后系統生產帶來嚴重影響。通過分析粉煤下料閥故障的原因，認為原設計選用球閥作下料閥選型錯誤，研究后決定更換為國產盤閥，投用后使用效果良好。

1、煤粉輸送工藝原理

　　在常壓設備———煤粉貯倉V1201A/B中的煤粉，通過重力作用進入煤粉鎖斗V1204，V1204充滿煤粉后，關閉上部2道開關閥12XV0133、12XV0123(為了安全起見，低壓設備和高壓設備之間都是用雙閥組隔離，如：煤鎖斗V1204在高壓時V1201和V1204之間有雙閥隔離，V1204泄壓后V1204和煤進料罐V1205之間也使用雙閥組隔離)。V1204與所有的低壓設備隔離后，用高壓CO2將其壓力升至約4.5MPa，與煤進料罐V1205平衡壓力后，打開煤鎖斗V1204與煤進料罐V1205之間平衡管線的連通閥。一旦煤進料罐V1205達到低料位，即打開煤鎖斗排料閥組12XV0131、12XV0132卸料。卸料完畢后將煤鎖斗與煤進料罐隔離，將鎖斗壓力分3次卸至接近常壓，然后打開鎖斗上部的進料閥12XV0133、12XV0123，接受煤粉貯倉V1201的煤粉。鎖斗充裝完畢后，再次充壓，等待下一次的卸料信號。

　　煤進料罐V1205內溫度為80℃、壓力為4.5MPa，煤粉在煤循環/給料程序13KS0011/12/13/14的控制下，經過計量和調節后進入燒嘴或通過減壓管減壓后返回至粉煤貯倉(煤粉循環時)。

2、原設計球閥使用情況

　　我公司Shell粉煤氣化裝置煤粉輸送單元的粉煤下料閥按照殼牌原設計安裝的是進口硬密封浮動球閥的雙閥組。在系統運行過程中，由于V1204A/B和V1205A/B之間壓差較大，加上在煤粉粒徑、水分不合格的情況下，系統順控頻繁開關球閥排堵(根據我公司的經驗，V1204每下一罐料，球閥要開關10次左右)，長時間運行后，閥門會發生內漏，導致雙閥組之間憋壓，出現無法打開、卡死和閥腔內堆積煤粉現象。閥門發生內漏后，雙閥組長期受高壓、高速氣固的沖刷和磨蝕，漏進2個閥門之間的粉煤又進一步增大了閥門的磨損程度，使閥門的使用壽命縮短，給長周期安全生產控制帶來不便。此外，閥門內漏還會造成V1205A/B壓力波動較大，致使煤粉管線波動，氣化爐爐溫頻繁波動，嚴重影響煤燒嘴的使用壽命，也對氣化爐內件造成損害。

　　2009年8月停車檢查，發現雙閥組閥球已被沖刷和磨蝕，閥體密封面也受損嚴重，閥軸扭曲變形。

3、盤閥的使用情況

　　3.1、盤閥簡介

　　盤閥是通過滑動圓盤來實現開關的一種快開快關閥門。其設計針對有磨損、沖蝕性的物料，它能在惡劣的工況下連續長期地正常工作，其獨有的硬密封面具有自研磨作用，使其在磨損、沖蝕物料上應用的過程中不斷提高密封性，壽命要比其他閥門長好幾倍。盤閥適用于物料磨蝕情況嚴重的飛灰系統、煤粉系統和渣系統。

　　盤閥是靠驅動裝置通過閥桿與搖臂使閥盤轉動一定的角度來實現閥門的開關。閥盤的密封面借助彈簧與閥座緊密貼合，彈簧壓力始終使閥盤緊密貼合在閥座上，同時允許閥盤在密封面的垂直方向上有位移。這有助于補償閥門零件由于膨脹冷縮而引起的形變和多次開關后產生的微量磨損，克服任何背壓變化對密封的影響，并能防止顆粒介質進入密封面。在盤閥啟閉過程中，閥座密封面對閥盤在切線方向上的摩擦力之差，使閥盤在一個啟閉循環過程中產生自轉并可以不斷剪切與清掃在工藝過程中有可能堆積在閥腔內的介質。

　　3.2、盤閥使用情況

　　2011年4月，將我公司Shell氣化裝置U1200單元B系列V1204和V1205之間的雙閥組12XV0231、12XV0232更換為國產雙向盤閥，使用至今，一直很正常，沒有出現任何故障或內漏的跡象。為了節約成本，經過綜合考慮，A系列鎖斗閥未更換成盤閥，只是將原B系列更換下的鎖斗閥經過廠家修復后作為A系列閥組的備用閥門。2011年9月，將U1200單元A系列的12XV0131、12XV0132閥門更換為全新的普通球閥，使用6個月后，目前已有1臺閥門發生故障，經常在V1204處于低壓區時無法打開，每次出現此情況必須再次對V1204充壓才能打開，A系列被迫采取單閥控制下料，給裝置安全運行帶來較大的風險。

　　通過盤閥和球閥2種閥組在相同工藝條件下使用的比較，不難看出盤閥具有明顯的優勢，而且盤閥為國產設備，其價格遠低于進口球閥，其售價甚至低于雙閥組中1臺球閥的價格。

　　我公司下一步計劃將A系列的12XV0131、12XV0132也更換為盤閥。另外，V1201和V1204之間的雙閥組12XV0133、12XV0123，V1204和V1205之間的壓力平衡閥組12XV0126、12XV0127以及灰鎖斗的雙閥組15XV0002、15XV0003都可更換為盤閥。

4、結語

　　國產盤閥在Shell煤氣化裝置的使用，解決了Shell工藝上的缺陷及不足，為殼牌煤氣化工藝的連續穩定運行提供了保障。隨著國內Shell煤氣化裝置運行時間的延長，部分關鍵設備到了故障高發期，使用國產的替代設備對節約資金非常明顯，關鍵設備的國產化是Shell煤氣化工藝在國內發展的一大趨勢。