介紹了灰渣及除灰輸送管線系統(tǒng)中各類鑄石閘閥、鑄石球閥、鑄石止回閥及鑄石節(jié)流閥的特點(diǎn)、參數(shù)、型號(hào)、使用和選用。

1、概述

　火力發(fā)電廠的水除灰系統(tǒng)和礦山的磁選、微選和尾礦等液固及氣固兩相介質(zhì)輸送系統(tǒng)的管路中，介質(zhì)含有大量灰渣或礦漿，有的堅(jiān)硬，有的粒度大，甚至還有一定的粘性和腐蝕性。閥門的過流部件受到灰渣或礦漿的磨損，尤其在需要節(jié)流調(diào)節(jié)的系統(tǒng)中磨損尤為嚴(yán)重。針對(duì)電力工業(yè)和礦山工業(yè)的特殊工況，開發(fā)了適用于輸送礦漿、干灰、渣水混合物、泥漿和水泥混合物的鑄石閥門系列。

2、礦漿和渣水輸送系統(tǒng)

　　火力發(fā)電廠的水除灰系統(tǒng)和礦山尾礦排渣系統(tǒng)的灰水及礦漿用泵送到沉淀池沉淀，清水再回用。輸送系統(tǒng)由輸送管、槽和泵站等組成，泵站出口端設(shè)有排渣止回閥、排渣閥和排渣節(jié)流閥。根據(jù)落差高低設(shè)有一級(jí)泵、二級(jí)泵、三級(jí)泵和四級(jí)泵。高揚(yáng)程遠(yuǎn)距離的輸送，則采用油隔離泵、活塞泵或柱塞泵等。為了適應(yīng)流量的波動(dòng)和滿足由于尾礦壩不斷加高而對(duì)泵揚(yáng)程提高的要求，可采取調(diào)速裝置，改變泵的轉(zhuǎn)速。礦漿泵一般配置備用泵。

3、鑄石閥門

　　3.1、球閥

　　鑄石球閥(圖1，型號(hào)NQ3(9)47F-(1.6～6.4)MPa)的球體和兩端蓋通道內(nèi)襯一層環(huán)形玄武巖鑄石材料，在球體表面堆焊CoCrW硬質(zhì)合金，其硬度>65HRC，以提高球體的許用應(yīng)力及表面的耐磨和耐沖刷性，延長(zhǎng)閥門使用壽命，減少顆粒對(duì)閥門的磨損。鑄石球閥經(jīng)多家火力發(fā)電廠和礦山排渣實(shí)際使用證明，開關(guān)可靠，經(jīng)久耐用，使用受命長(zhǎng)，是目前電廠和礦山除灰及排渣系統(tǒng)較為理想的一種控制閥門。

　　鑄石球閥公稱通徑DN50～600，公稱壓力PN6～63，使用溫度0～120℃，傳動(dòng)方式電動(dòng)、手動(dòng)、氣動(dòng)、液動(dòng)，適用介質(zhì)礦漿、渣水、泥漿、水和蒸汽等。

　　鑄石球閥閥體和端蓋材料為鑄鋼，球體材料為1Cr18Ni9Ti，流道襯玄武巖鑄石，上下閥桿為20Cr13，閥座密封圈為聚氨酯或氟橡膠。

　　3.2、球形三通換向閥

　　鑄石球形三通換向閥(型號(hào)NSQ3(9)47F-(1.6～6.4)MPa)是在鑄石球閥基礎(chǔ)上改進(jìn)的一種新型三通閥，主要用于泵、換管和切換流向，該閥具有耐磨耐腐蝕，開關(guān)靈活，易操作，密封嚴(yán)密等特點(diǎn)。閥體通孔一進(jìn)兩出，夾角分別為120°。

1.閥體 2.端蓋 3.球體 4.密封圈 5.閥桿

圖1 鑄石球閥

　　鑄石球形三通換向閥公稱通徑DN50～600，公稱壓力PN6～63，使用溫度0～120℃，傳動(dòng)方式電動(dòng)、手動(dòng)、氣動(dòng)和液動(dòng)，適用介質(zhì)礦漿、渣水、泥漿、水、蒸汽等。鑄石球形三通換向閥閥體和閥蓋材料為鑄鋼，球體材料為1Cr18Ni9Ti，流道襯玄武巖鑄石，上下閥桿材料為20Cr13，閥座密封圈材料為聚氨酯或氟橡膠。

　　3.3、半球閥

　　鑄石半球閥(型號(hào)NDQ3(9)47F-(1.6～6.4)MPa)是用于火力發(fā)電廠和礦山灰渣排放系統(tǒng)的新式截止型閥門，還可用于干粉煤灰氣力輸送系統(tǒng)中。

　　鑄石半球閥公稱通徑DN50～300，公稱壓力PN6～16，使用溫度≦200℃，傳動(dòng)方式電動(dòng)、手動(dòng)、氣動(dòng)和液動(dòng)等，適用介質(zhì)礦漿、渣水、干灰和水泥等。

　　鑄石半球閥閥體和閥蓋材料為鑄鋼，球體材料為1Cr18Ni9Ti，流道襯玄武巖鑄石，上下閥桿材料為20Cr13，閥座密封圈材料為氟橡膠。

　　3.4、排渣閘閥

　　鑄石排渣閘閥(型號(hào)NPZ41H-(1.6～6.4)MPa和NPZ43F-(1.6～6.4)MPa)是火力發(fā)電廠水除灰系統(tǒng)和礦山尾礦輸送系統(tǒng)中的專用閥門，其閥體進(jìn)出口流道內(nèi)壁鑲嵌玄武巖鑄石材料或氮化硅陶瓷片(圖2)。閥體內(nèi)腔出口端設(shè)計(jì)成漸縮形，閥體出口端留有寬度為L(zhǎng)(L根據(jù)閥門口徑確定)的導(dǎo)渣槽，閥體底部沖蝕部位及出口鑲嵌玄武巖鑄石。內(nèi)襯玄武巖鑄石耐磨材料之后，閥體底部為流線型，與管道口徑一致，使排渣順利，解決了閥體底部積渣及磨損問題，也防止了磨穿現(xiàn)象的發(fā)生，極大的延長(zhǎng)了閥門的使用壽命，提高了閥門的可靠性。特別適用于灰渣較多和帶有較大顆粒的惡劣工況。

圖2 鑄石閘閥閥體

　　鑄石排渣閘閥公稱通徑DN50～600，公稱壓力PN6～100，使用溫度0～120℃，傳動(dòng)方式電動(dòng)、手動(dòng)、氣動(dòng)和液動(dòng)，適用介質(zhì)礦漿、渣水、泥漿、水和蒸汽等。閥體和閥蓋材料為鑄鋼，流道鑲嵌玄武巖鑄石，閥桿材料為20Cr13，閥座材料為Cr26或Cr28。閘板面和閥座材料為鑄鋼鑲嵌氮化硅。因氮化硅材料硬度較高，需用金剛石砂輪片磨削。

　　3.5、節(jié)流閥

　　鑄石節(jié)流閥(圖3，型號(hào)NL43H-(1.6～6.4)MPa)閥體內(nèi)腔放置耐磨層及裝鑲一層環(huán)形玄武巖鑄石為襯里，其進(jìn)口端與出口端口徑相同。節(jié)流后漿體和灰渣沒有阻力，沿直線排出。節(jié)流板采用KMBCr26鑄鐵，從而消除顆粒介質(zhì)對(duì)閥體和節(jié)流板的磨損，解決了閘板關(guān)不到位的問題。閥體底部為直線形，提高了流量調(diào)節(jié)的靈敏性和閥門的可靠性。而且工藝性好，開關(guān)省時(shí)省力，使用壽命長(zhǎng)。

　　鑄石節(jié)流閥公稱通徑DN50～600，公稱壓力PN6～100，使用溫度0～120℃，傳動(dòng)方式電動(dòng)、手動(dòng)、氣動(dòng)、液動(dòng)，適用介質(zhì)礦漿、渣水、泥漿、水和蒸汽等。

圖3 新型耐磨鑄石節(jié)流閥

　　鑄石節(jié)流閥閥體和閥蓋材料為鑄鋼，流道為玄武巖鑄石，閥桿材料為20Cr13，耐磨層和節(jié)流板材料為Cr26或Cr28。

　　3.6、止回閥

　　鑄石止回閥(圖4，型號(hào)NPH44H-(1.6～6.4)MPa)安裝在電廠排灰和排渣管道的泵出口端，以防止停泵時(shí)介質(zhì)倒流。該閥閥體底部及磨損特別嚴(yán)重的部位襯鑄石材料，其使用壽命比普通止回閥提高10倍以上。

1.閥體 2.閥蓋 3.閥瓣 4.搖桿

圖4 閥門結(jié)構(gòu)圖

　　鑄石止回閥公稱通徑DN50～600，公稱壓力PN6～64，使用溫度≦200℃，適用介質(zhì)礦漿、渣水、干灰、水泥等。閥體和閥蓋材料為鑄鋼，流道襯玄武巖鑄石材料，閥桿為20Cr13，閥座為Cr26或Cr28。閥瓣由鑄鋼鑲嵌氮化硅。

　　3.7、連體式截止-節(jié)流閥

　　連體式截止-節(jié)流閥(圖5，型號(hào)LSJL41H-(1.6～6.4)MPa、LSJL44H-(1.6～6.4)MPa和LSJL43F-(1.6～6.4)MPa)由兩閥組合在一起，總體體積小，使用方便，克服了其他閥門由于積渣而導(dǎo)致的密封失效。閥體采用板材焊接或鑄造成形，多層軟密封，密封性能好，調(diào)整方便。全通道，對(duì)流體無阻礙，壓力降小。閘板為不銹鋼，耐磨耐腐蝕性好，節(jié)流板為耐磨鋼，延長(zhǎng)使用壽命。腔內(nèi)無停滯和堵塞現(xiàn)象。通道內(nèi)襯玄武巖鑄石材料。

　　連體式截止-節(jié)流閥公稱通徑DN50～600，公稱壓力PN6～100，使用溫度0～120℃，傳動(dòng)方式電動(dòng)、手動(dòng)、氣動(dòng)和液動(dòng)，適用介質(zhì)礦漿、渣水、泥漿、水和蒸汽等。

　　閥體和閥蓋材料為鑄鋼，流道為玄武巖鑄石，閥桿材料為20Cr13，耐磨層和節(jié)流板材料為Cr26或Cr28，閥座材料為Cr26或Cr28。閘板面由鑄鋼鑲嵌氮化硅。

圖5 連體式截止-節(jié)流閥

　　3.8、應(yīng)用

　　根據(jù)鑄石閥門性能和主要零件材料，不同電廠和礦山選擇不同類型的閥門。

　　(1)電廠

　　電廠常用的鑄石球閥為PN16、25和40-DN200、250、300和400，可連續(xù)運(yùn)行24000h。常用的鑄石閘閥為PN16和40-DN150、200、250和400，可連續(xù)運(yùn)行10000h，開關(guān)靈活密封可靠。

　　(2)礦山

　　礦山常用的鑄石球閥為PN16、25和40-DN200、250、300、400和500，可連續(xù)運(yùn)行24000h。常用的鑄石閘閥為PN16和40-DN200、215、250、300、350和400，常用的止回閥為PN16-DN200、250和300，常用的連體式截止-節(jié)流閥PN16-DN300，可連續(xù)運(yùn)行10000h。

4、利除灰和礦山排渣系統(tǒng)用閥門的要求

　　(1)安全可靠，密封性能好。在降低操作復(fù)雜程度和提高安全可靠之間應(yīng)優(yōu)先選擇后者。

　　(2)啟閉操作靈活簡(jiǎn)便。在保證安全可靠前提下，盡量減少閥門的操作程序，力求簡(jiǎn)便。

　　(3)耐磨耐腐蝕。閥體和閘板等過流部件，應(yīng)具有良好的耐磨耐腐蝕性能。在結(jié)構(gòu)上應(yīng)具有良好的緩沖形狀，以減少渣漿的直接沖刷。

　　(4)閥體進(jìn)出口流道鑲嵌環(huán)形玄武巖鑄石耐磨材料，可耐磨耐腐蝕防結(jié)垢。

　　(5)閥門與系統(tǒng)的連接應(yīng)簡(jiǎn)單，切換方便可靠。盡量減少閥門數(shù)量和管道的阻力，防止在閥門附近形成“流動(dòng)死區(qū)”。

　　水利除灰系統(tǒng)和礦山排渣系統(tǒng)用閥門的要求比單介質(zhì)(汽、水、油等閥門)嚴(yán)格。為了確保除灰和排渣閥門安全可靠的使用，除了應(yīng)加強(qiáng)新產(chǎn)品的研制外，更重要的是力求除灰和排渣閥門在現(xiàn)場(chǎng)的合理使用。

5、合理使用除灰渣閥門

　　在水利除灰和礦山排渣系統(tǒng)中，多一個(gè)閥門就多一個(gè)故障點(diǎn)，意味著檢修更換工作量的增加和生產(chǎn)成本的提高，為減少故障點(diǎn)，閥門的數(shù)量越少越好。在灰漿泵、回水泵和提升泵等離心泵出口管路上必須安裝鑄石止回閥，用以防止泵停運(yùn)后葉輪倒轉(zhuǎn)，保障管線安全運(yùn)行，防止故障發(fā)生。經(jīng)過多年使用證明，鑄石球閥經(jīng)久耐用，使用壽命長(zhǎng)，流體阻力小，密封可靠，耐磨耐腐蝕，以及閥門在全開、全關(guān)過程中球體和閥座的密封面始終與介質(zhì)隔離，使高速通過閥門的介質(zhì)不會(huì)沖蝕密封面，在水利除灰和礦山排渣系統(tǒng)使用，安全可靠性更好，尤其能夠承受較大的啟閉力矩，故障率少。鑄石閘閥可代替普通的閘閥及膠管閥，解決除灰和排渣閥門的閥體磨穿問題。

6、結(jié)語

　　水利除灰和礦山尾礦排渣系統(tǒng)中所使用的閥門種類繁多，在確定閥門材料和結(jié)構(gòu)形式時(shí)，應(yīng)充分考慮介質(zhì)的特殊性，長(zhǎng)期運(yùn)行的需要，維護(hù)的便利，以及消耗部件容易獲得。合理選擇閥門類型，解決閥門耐磨耐腐蝕問題，防止跑、冒、滴、漏的發(fā)生，減少環(huán)境污染，才能保證管線安全運(yùn)行，使電力工業(yè)和礦山工業(yè)可持續(xù)發(fā)展。