煙氣脫硫(FlueGasDesulfurization，FGD)是當今燃煤電廠控製二氧化硫排放的主要措施。其中石灰石石膏濕法煙氣脫硫是世界各國（guó）應用多和成熟的工藝。雖然關（guān）於化工設備閥門設計（jì）、選型（xíng）的參（cān）考資（zī）料很多，但是針對石（shí）灰石石膏濕法脫（tuō）硫（liú）係統閥（fá）門選型的資料卻不多，結合2x130t/h環保熱電鍋爐煙氣脫（tuō）硫係統案例，對小型鍋爐FGD係統中閥門設置和選型方（fāng）法進行了總（zǒng）結。

1、脫硫（liú）係統閥門簡（jiǎn）介

　　閥是用於（yú）管道（dào）係統中處理流體的控製裝置，選擇閥之前必（bì）須先了（le）解各種閥的功（gōng）能。FGD係統應用的主要閥門是截斷閥（fá）、調節閥、止回閥（fá）、減壓閥（fá）和安全閥。漿液係統（tǒng）中（zhōng）使用較多的是前兩種。其中截斷閥用以控製管路中介質的通過或截斷，將管路係統隔離開來。調節閥用來調節管（guǎn）路（lù）中的介質流量和壓力，使工藝參數（shù）穩定在所希望的範圍內（nèi），在磨損嚴重的漿液管路係統中應盡量避免節（jiē）流，可以采用調速泵和開關閥運行，或其他的運行方式，而不用調節閥，避免閥門磨損。

2、介質性質與閥門選型（xíng）要求（qiú）

　　FGD係統中所用閥門種類很多，由於（yú）脫硫工程中管道多與條件惡劣的介質接觸，結垢、堵塞、腐（fǔ）蝕、磨損（sǔn）是FGD係統中常見問題，嚴重影響到（dào）係統的設備運（yùn）轉率。因此，正（zhèng）確地對閥門（mén）進行選型還需了解其所接觸介質的性質。

　　FGD漿液係（xì）統（tǒng），按介質成分不同（tóng），分為石灰石漿液、石灰石石膏漿液和（hé）石膏漿液三大部分。其（qí）主要特點如下：(1)顆粒性，具有磨損性（xìng），石灰石漿液質量分數可達55%，密（mì）度達1500kg/m3;(2)pH=4~7，無機物化學（xué）弱酸腐（fǔ）蝕性;(3)含惰性物質的有機溶液，有機溶液腐蝕（shí）性;(4)流（liú）速快，一般設計中漿液流速控製在2.5m/s以下，實（shí）際運行中（zhōng）大可達3.5m/s，有顆粒射流現象，循環水、工藝水大可達5m/s;(5)Cl-濃度高：脫硫工程公（gōng）司一般按20000mg/L設計，實際（jì）塔內高達180000mg/L左（zuǒ）右，廢水中約40000mg/L左（zuǒ）右，除具有酸性腐蝕（shí）外，還有強氧化性和還原（yuán）性。總（zǒng）體而言，石灰石漿液磨蝕性較嚴重，石膏漿液更多地表現為（wéi）腐蝕性。

　　因此，對於閥門選型（xíng）除了常規要求，如具有優（yōu）良的產品設計、扭矩小（xiǎo）、動作（zuò）靈活、運行可靠、使用壽命長、維護費用（yòng）少外，還要求防腐蝕、耐磨損，采用優質防腐材料（liào）。對於閥門配套（tào）的執行機構，還需熟（shú）知FGD係統中各個閥的功（gōng）能，操作的（de）頻繁度和難易度。

3、閥門（mén）選型實例及性能簡介

　　綜合（hé）考慮FGD係統運行的可靠性和經濟性，本煙氣脫硫工程（chéng）中漿（jiāng）液（yè）管道主要使用了蝶閥和調節閥，儀控（kòng）一次閥使用了隔膜閥、截（jié）止閥和（hé）球閥。下麵對各個閥門的設置和該閥門的特征進（jìn）行說明。

3.1、蝶閥（fá）

　　蝶閥是根據（jù）管道擋板的原理，用（yòng）一有傾角的盤(門)作為控製元件，圓盤固（gù）定在心軸上，並以能（néng）旋轉的心軸（zhóu）來控製開閉，閥座可為金屬（shǔ）、橡膠、特（tè）氟隆等材料，固定於閥體壁上。此閥構造簡單，其閥體（tǐ）為薄餅（bǐng）型、質量小，占空間小，可（kě）作節流（liú）及開閉之用，尤其適用於大流量的控製，不適用於小流量。蝶閥雖然可以作調節閥使（shǐ）用，但不能用來調（diào）節帶有大量固體顆粒物的漿液的流量。由於閥盤始終處於漿液流體中，用閥盤來節流，不僅閥盤易磨（mó）損，而且會很快磨損其下遊側的（de）橡膠襯管，特別在（zài）流速較高的管路中，閥（fá）門關閉時更是（shì）如此。因（yīn）此，蝶閥在大多數漿液管道上是用作關斷閥。

　　蝶閥（fá）具有如下特點：(1)尺寸小、質量小，便於安裝，其質量隻有同級閘閥的1/3～1/4，高度（dù）和寬度（dù）隻有同級（jí）閘閥的1/3;(2)切斷性能（néng）比閘閥、截止閥好;(3)調節性能好，不僅壓降小，而（ér）且調（diào）節範圍（wéi）廣;(4)結構簡單，易於維（wéi）護;。易於配置自控執行機構;(5)與相同溫度、壓力等級的閘閥、截止閥比較（jiào），蝶閥價（jià）格低廉（lián）。

　　漿（jiāng）液係統中使用的是對夾式襯膠蝶閥，公稱（chēng）通徑整體對（duì）夾式結（jié）構采用穿過螺栓的裝配型（xíng）式，以便具有大抗管線（xiàn）應力的性能。本期工程閥門公稱通徑範圍為DN50～600，衝（chōng）洗水閥、放空管道、濾液回塔管道均采用對夾式襯膠蝶閥。

　　蝶閥可電動、氣動或手動操（cāo）作，與操作頻（pín）繁度（dù）和難易（yì）程度（dù）有關。本期工程（chéng）循（xún）環漿液管道通徑DN600，考慮到手動操作困難，采用電動執行（háng）機構（gòu），循環（huán）泵出口衝洗管道標（biāo）高3m以上（shàng），人工難（nán）以操作，也選用電動執行機構。石膏漿液排出泵和除霧器衝（chōng）洗水（shuǐ）管道因操作頻繁（fán）、要（yào）求控製（zhì）靈敏，也選用電（diàn）動執行（háng）機構。其他小漿液管道、衝洗水、放空管路（lù）均選用（yòng）手動執行機構，在滿足（zú）穩定運行要求下盡量實現經濟節省性。

　　近年來閥門材質也發生了一些變化，對於漿液管（guǎn）道一般閥體采用球墨（mò）鑄鐵，閥座EPDM(乙丙烯橡膠)，閥板、閥杆在不同介質條件下選材（cái）上也有所不同：介質為（wéi）[Cl-]50000～180000mg/L的石灰石漿液和石膏漿液時可選用具有強耐腐蝕性能（néng）的Ni基合金;3000mg/L<[Cl-]<50000mg/L的漿液回收水時可選用（yòng）超級奧氏體不鏽鋼114529、254SMO;[Cl-]<30000mg/L的石灰石、石膏漿液或回收水，可使用雙相（xiàng）不鏽鋼2507、2205。以前通（tōng）常認為係統中[Cl-]較高，經（jīng）過優化後通常（cháng）可以控製FGD係統中[Cl-][20000mg/L，而較多使用了雙相不（bú）鏽鋼（gāng）。

　　一般FGD工程石灰石漿液進（jìn）塔管路和旋流器回流管道設置調節閥。由（yóu）於電動調節閥（fá）費用較高，本期工程僅石灰石漿液進（jìn）塔管道處選用了電（diàn）動V型（xíng）陶瓷調節（jiē）球閥（fá），閥（fá）前端設置孔板，由孔板兩端取壓差信號引入調（diào）節閥執行（háng）機構。旋流（liú）器溢流回（huí）流管道選用蝶閥加節流孔板實現調控。

　　電動V型陶瓷調節球閥由電動執行機構與V型球閥二部分組成，閥（fá）芯選用優質陶瓷。V型開口球體與閥座之間具有剪切作用，當介質中含有纖維或固體顆粒時（shí），V形（xíng）球（qiú）體不會卡死，仍保證良好的密封性。閥芯采用優質陶瓷，有較高的（de）抗磨蝕性能，閥座保護（hù）環可防止流體（tǐ）直接（jiē）衝刷（shuā）閥座，延長閥座壽（shòu）命。

　　在實際調試過程（chéng）中發現，由於石灰石漿液回流管道上節流孔板過大，調節（jiē）閥在調試過（guò）程中（zhōng）存在死區，調節閥開度和（hé）流（liú）量也不能很好地形成曲線（xiàn），增加了調（diào）試工作量。

　　若為石（shí）灰石漿液進料泵加裝變頻電機能很好地解決該問題，既能實現（xiàn）連續調整進塔漿液（yè）流量，還能（néng）大大（dà）節省費用。

3.3、儀（yí）控一次閥

　　本期工程儀控一（yī）次閥主要（yào）使用（yòng）了手動（dòng）隔膜閥、截止閥和球閥。吸收塔液（yè）位壓力變送器均采用DN50，PN1.6手動隔膜閥;石膏（gāo）排出泵、循環泵、事故漿液（yè）泵、石灰石漿液泵、集水坑泵出口設就地壓力（lì）表，一次閥也采用DN50，PN1.6手動隔膜（mó）閥;煙氣壓力變送（sòng）器、就地壓力表、除霧器衝洗水壓力表均采用DN10截止閥;石膏排出漿液pH計（jì）一次閥采用DN50，PN1.6球閥。

　　隔膜（mó）閥是通過單行襯板的疊合來關斷流體的。這種類型的閥門有雙膜夾疊閥、屋脊式隔（gé）膜閥和（hé）中（zhōng）心節流閥。在FGD係（xì）統中，隔膜閥多用於清潔水、廢水處理係統流量調節，用於小口徑漿管中，如測量儀和排（pái）空管路上的隔離閥。另外，隔膜閥（fá）非常適合動作頻繁的場合（hé），也可用在動作不（bú）太頻繁的場合。

　　但在煙氣脫硫工程中發現，漿液的流速過快（kuài），顆粒性介質（zhì）在0.3～0.6MPa的壓力推動（dòng）下，形成（chéng）的顆粒射流如子彈一樣作用（yòng）在堰式隔膜閥的閥台上，對閥台的損傷（shāng）較為嚴重，易（yì）造成閥門的堵塞和產生內漏，所以，現在一（yī）般采用直通式隔膜閥取代原來的堰式隔膜閥。

　　截止閥是利用閥杆升降帶動與之相連的圓形閥盤，改變閥盤與閥座間距達到控（kòng）製閥門的啟閉。截（jié）止閥上部有手輪、閥杆，中部有螺紋和填（tián）料函密封段，小型閥門（mén）閥（fá）杆上螺紋在閥體內，結（jié）構緊湊，但閥杆與介質接觸部分多，尤其（qí）螺（luó）紋部分易腐蝕，從閥杆露（lù）出閥（fá）蓋的高度（dù）可判斷閥門開（kāi）啟程（chéng）度，為防止介質從閥杆漏出，可（kě）在閥杆穿出（chū）閥蓋部分用填（tián）料來密（mì）封（fēng）。截止閥結構複雜，但操作簡單，不甚費力，易於調節（jiē）流量和截斷通道（dào），啟閉緩慢、無水錘現象，故使用廣泛。截（jié）止閥安裝時要注意（yì）流體方向，使（shǐ）管路流體由下向上流過閥座，即所謂的/低進高出0。目的是減少流體阻（zǔ）力，開啟省力和關閉狀態下填料函部分不與介質接觸，保證閥杆和填料函不致損壞和泄漏。截止閥主要用於水、蒸汽、壓縮空氣及各種物料的管路，可較精確地調（diào）節流量和嚴密地截（jié）斷通道，但不能（néng）用於粘度大、易（yì）結晶的物料。

　　球閥由插入（rù）閥體中的（de）球塞來控製閥塞內通道截麵積，是可以迅速啟閉的閥門，閥芯有橫向開孔，流體（tǐ）以（yǐ）直線通過閥體，有微小的壓力降，適用（yòng）於懸浮液或粘稠液。球閥外形規整，易於做成夾套閥用於需（xū）保溫的情況，可（kě）較方便地製成氣動或（huò）電動閥進行遙控，現一（yī）般使用（yòng）PTFE、EPDM等材（cái）料為閥座，因此，氣（qì）泡（pào）密封性好，但因閥座為PTFE材質，其使用溫度一般受限於250℃以下。一般用於全開或全（quán）關，不（bú）作節流使用(除非開（kāi）口特殊鑽石形（xíng）狀並經處理過)。

　　脫硫工程中使用的（de）閥門按驅動裝置分（fèn）類，有電動驅動、氣動驅動、手動驅（qū）動和液壓驅動（dòng）閥門，一般（bān）限於安裝環境、操作、運轉條件或次數，及電腦（nǎo）應用的普及程度，整（zhěng）個係統可以實現連線與（yǔ）監控，無須（xū）手動驅動。但是，由於造價（jià）上手動驅（qū）動閥門價格便宜，又（yòu）由於手輪或加裝齒輪減速裝置的經濟（jì）性與耐用性，對於（yú）小脫硫機組而言，需嚴格控製工（gōng）程造價，手動驅（qū）動（dòng）閥門仍常被采用。

　　考（kǎo）慮到閥門的可（kě）操作性和操作頻繁度，在保證係統穩定運行（háng）的基礎上，除了循環漿液泵入口（kǒu），石膏漿（jiāng）液排出泵進出口、除霧器衝洗水這些操作頻繁的閥門外，其他閥（fá）門盡量選用手（shǒu）動驅動閥門。

4、循環漿液泵出口閥門的設置

　　漿液循環泵作為脫硫（liú）係統主設備（bèi）之一，在（zài）FGD工程造價、運行維護費用中都（dōu）占有較大份額。早（zǎo）期引進的國外脫硫工藝在循環（huán）泵出口（kǒu）均（jun1）設置（zhì）閥（fá）門，經過多方技術糅合和優化後，國內脫硫（liú）技術力爭在（zài）技術可靠的（de）基（jī）礎上，實現經濟節省，較多的脫硫公（gōng）司（sī）選擇循環漿液泵省略掉出口閥門，這基於以下認識：(1)目（mù）前高壓電動機無（wú）論從製造工藝上還是絕緣材料上，同以前均不可同日而語，啟動力矩和絕緣等級完

　　全可以（yǐ）滿足漿液循環泵啟動過程要求（qiú）;(2)正常情況下循環漿液泵不可能隨意啟停，漿液反衝導致的葉輪帶動電機反轉，不會對係統產生明顯的（de）影響（xiǎng）。考慮設備非正常運行方式對係統的（de）影響，機械密（mì）封和泵的廠（chǎng）家都明確要求不（bú）要反轉;(3)在停泵瞬間漿液倒流引起的（de）倒轉是葉輪帶動（dòng）泵軸，與由於電機反轉完全不同，不會引起葉輪（lún）鬆脫（tuō）的後果;(4)大口徑的用於脫硫（liú）漿液係（xì）統的閥門造價確實較高;(5)檢（jiǎn）修時可采取臨時加（jiā）堵板（bǎn）來解決。

　　但是，多個電廠的運行維護經驗表（biǎo）明，因為泵的出口管徑較大（dà），工作量較大，加堵板的（de）時候會有煙氣竄出來，從而影響工人健康。由此提出可以在泵（bèng）出口增加手動閥，對閥門的密封要求可以適當降低一些，隻（zhī）要能夠（gòu）在泵檢修時阻止大部分的煙氣就行。但是（shì），考慮到漿液循環泵出口的工作條件，在腐蝕（shí）性和磨蝕性都很強的石膏漿液大流量衝刷條件下不是性能低的閥門可（kě）以勝任的。

　　循環泵不設置出口閥門主要是考慮到成本的（de）原因，但（dàn）是運行故障需要檢修時煙氣倒灌對檢修人員的危害也不容忽視，綜合考慮經濟性和安全性，可以在每台循環泵出口管的上端(靠近吸收塔平台)設置一個支管，FGD係統正常運行（háng）時用盲板堵上，FGD故障檢修時拆開小堵板，將一隻放了（le）氣（qì）的氣囊通過支管放入循環漿（jiāng）泵的出口管道內，然（rán）後充氣進（jìn）行密封，隔斷煙氣、防止煙氣倒流，泵檢修後放氣取出再裝上小堵板。這樣既節省了投資，又能為檢修人員提供良（liáng）好（hǎo）的操（cāo）作環境（jìng）。

5、結語

　　閥門是FGD工（gōng）程中不可或缺的設備。在（zài）設置和選型（xíng）的（de）時候要綜合考慮閥門接觸介質性（xìng）質和不同型式閥門使用性能，對閥門型式、閥體材料及執行機構進行合理選擇，保證係統穩定運行、經濟合理。

　　(1)蝶閥（fá）體積（jī）小、質量小，是FGD漿液係統中應用多（duō）的（de）閥（fá）門，多（duō）用作截斷閥（fá），在操作頻繁和操作困難時選用電（diàn）動執行（háng）機構驅動。閥（fá）門材質經濟實用。

　　(2)電動調節閥能對流體進行實時有效的調控，但是價格昂貴，除石灰石漿液進塔管路因控製要求嚴格而設置了電動調節閥外，FGD係統中其他流量調節閥可以（yǐ）用蝶閥加節流孔板代（dài）替（tì）。

　　(3)儀控一次閥主要使用隔膜閥、截止閥和球閥，一般而言（yán），與漿液主管道相連的（de）采（cǎi）用隔膜閥，與清潔介質相連的采用截止閥。

　　(4)循環泵出（chū）口可以（yǐ）不設置閥門，在（zài）循環泵出口管的上端（duān）設（shè）置支管加盲板（bǎn），需要檢修時（shí）配合氣（qì）囊使用，達（dá）到經濟性和環境友好（hǎo）性的協調統一。