煤液化重大装备调节阀的研制与应用

发布时间：2020-05-21 14:42

【摘要】：煤液化调节阀是煤直接液化工艺中的关键装备，需要面对高温、高压和高固态浓度流体冲蚀的恶劣工况。由于耐磨材料等关键技术无法突破，作为神华煤液化工艺关键工艺装备的调节阀目前全部为进口且使用寿命低于1000小时。因此自主研发煤液化调节阀，攻克相关的技术瓶颈，对提升我国煤液化关键装备的性能，降低煤液化成本具有重大意义。 本文根据煤液化工艺的实际情况，进行了煤液化调节阀关闭件和阀体结构的选型，完成了调节阀阀门结构及阀芯，阀座，压套等主要零件的设计。通过流体分析软件对阀门内部流场进行了数值模拟，得到了粘性多相流介质（煤浆）在模型各部分的流速变化和压强分布情况，以之验证压套零件对流场的影响，并对阀门磨损状况作出了预测。针对阀芯，，阀座，孔板等关键器件进行了耐磨材料选型，提出了用聚晶金刚石复合片（PDC）作为阀门耐磨材料的新观点，并进行了阀座的PDC毛坯的制备试验和表征。分别为阀体材料F91、F92两种铁素体耐热钢选择了合适的刀具，设计了切削试验，考察了材料的切削加工性能以及加工刀具的磨损情况，获得了适合阀体加工的最佳铣削工艺参数。 本文研制开发了一系列煤制油调节阀，并对其耐磨性能，密封性能，流体通过性能进行测试。样阀在神华煤液化中试装置上的试运行结果显示，其耐冲蚀能力强，寿命达到1200小时以上，运行可靠，实用效果显著。针对样阀的零件磨损状况作了分析并提出了今后的改进方案。本文初步解决了煤液化调节阀的耐高温高压抗冲蚀的关键技术难题，对今后的煤液化关键装备的结构设计，材料选型和加工制造，性能测试具有较高的参考价值。
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2009
【分类号】：TQ529;TH134

【参考文献】

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本文编号：2674458