Selección y diseño de válvulas dedicadas para suspensiones de aceite de alta temperatura (primera parte)

Abstracto: Se introducen las duras condiciones de trabajo de la suspensión de aceite de alta temperatura con partículas catalizadoras y medios que contienen sulfuro de hidrógeno; se discuten los principios de selección de válvulas dedicadas utilizadas para la suspensión de aceite de alta temperatura; Se analizan el principio de selección de materiales y la combinación de materiales de componentes de válvulas dedicadas para lodos de aceite de alta temperatura y el diseño de estructura resistente al desgaste del revestimiento especial, Se proporcionan normas de uso y mantenimiento de revestimiento y pruebas de válvulas dedicadas para lodos de aceite de alta temperatura. Se resuelven los problemas del pobre rendimiento de sellado y la corta vida útil de las válvulas de compuerta ordinarias que son propensas a causar accidentes en las tuberías de lodo de aceite de alta temperatura de las unidades de catalización en la refinería de petróleo.

1.Descripción general
La válvula dedicada para la suspensión de aceite de alta temperatura es una válvula de control importante para las bombas de la suspensión de aceite en la refinería, que se instala en partes clave de los dispositivos de catálisis petroquímica, tales como salidas de bombas de suspensión de aceite y intercambiadores de calor de la suspensión de aceite en el sistema de tuberías de la suspensión de aceite de alta temperatura de la unidad de catálisis petroquímica. Los medios de alta temperatura del lodo de aceite contienen un gran número de catalizadores sólidos, lo que causa un desgaste serio en las bombas y válvulas del lodo de aceite. Además, el sulfuro de hidrógeno en dispositivos de catálisis petroquímica es altamente corrosivo. Las bombas y válvulas de las bombas de aceite se utilizan para ajustar el flujo de lodo para algunos dispositivos de catálisis petroquímica. Después de que las válvulas se utilizan durante 2 a 3 meses o incluso menos, el cuerpo de la válvula se daña por la abrasión de las partículas del catalizador en el lodo de aceite. Cuando es necesario cerrar la válvula para reparar la bomba de lodo de aceite, la válvula no puede sellarse debido a un desgaste severo. El hielo seco u otros métodos solo se pueden usar para evitar la fuga de la suspensión de aceite, lo que no solo contaminará el medio ambiente, sino que también puede causar un incendio si la suspensión de aceite se filtra seriamente. Se ha desarrollado una válvula dedicada para lodos de aceite de alta temperatura basada en las severas condiciones de trabajo de los equipos de catálisis petroquímica, como la alta temperatura, el enjuague de partículas sólidas, la corrosión por azufre y la abrasión.

2.El índice técnico y la selección de válvulas
2.1 Parámetros de las condiciones de trabajo
Temperatura de trabajo: ser menor o igual a 550 °C
Presión nominal: entre PN25 y PN64 (CL150 y CL400)
Diámetros nominales: de DN100 a DN900
Medios de trabajo: suspensión de aceite de alta temperatura que contiene azufre de 0,35% a 0,5% y partículas sólidas del catalizador 8 g / L, con un caudal de 5 m / s

2.2 Selección de válvulas
(1) válvulas de bola
De acuerdo con la producción de prueba y la experiencia de uso, se encuentra que cuando la Válvula de bola de metal Se utiliza en condiciones de alta temperatura de lodo de aceite, el efecto de uso es pobre. Después de los análisis, los principales problemas son los siguientes:

1 La fuerza desigual del resorte causará fatiga elástica en el estado de alta temperatura a largo plazo, y es difícil obtener un buen sellado; las partículas e impurezas de la suspensión de aceite y los catalizadores ingresan a la cavidad del resorte detrás del asiento de la válvula, lo que hará que el resorte pierda su elasticidad, lo que resulta en fugas.

2 Cuando la temperatura y la presión del asiento de la válvula cambian, el asiento de la válvula y la bola se atascan o la válvula no se puede abrir o cerrar debido a que no puede obtener la compensación elástica del resorte.
3 Cuando la válvula de bola se abre o cierra normalmente a alta temperatura, las impurezas en el lodo de aceite formarán escala, lo que unirá firmemente el asiento de la válvula y la bola juntos, haciendo que la válvula no se abra o cierre de manera efectiva.

(2) válvulas de compuerta
Al seleccionar la válvula de compuerta, debemos diseñar la superficie de sellado de la placa de válvula como una estructura especial, que puede evitar que las partículas del catalizador en el medio y las impurezas en el lodo de aceite de limpiar y dañar la superficie de sellado aguas arriba de la placa de válvula cuando la válvula está completamente abierta o completamente cerrada, garantizando así la confiabilidad del sellado de las válvulas de compuerta.

3.Selección de materiales de las válvulas 
Teniendo en cuenta las características de la lechada de aceite de alta temperatura, el principio de diseño debe ser la seguridad, la confiabilidad y el rendimiento superior de la válvula. Hay tres factores que hay que tener en cuenta. El primero es que el cuerpo principal de la válvula debe estar hecho de acero resistente al calor a alta temperatura, y el material de alta temperatura tiene resistencia a alta temperatura, resistencia a la oxidación a alta temperatura y resistencia a la fluencia a alta temperatura, que puede satisfacer plenamente la fluctuación de temperatura de los medios de alta temperatura del lodo de aceite. El segundo es que el material debe ser capaz de resistir la corrosión de sulfuro. El tercero es que el material debe cumplir con el rendimiento de ser resistente al desgaste y el desgaste. Por lo tanto, el acero de aleación de cromo-molibdeno resistente al calor que contiene mucho Cr y Mo con una alta temperatura inferior o igual a 550 ° C y que es resistente a la corrosión del sulfuro se adopta como el material principal de la válvula dedicada para la suspensión de aceite de alta temperatura. De acuerdo con las diversas situaciones de las condiciones de trabajo, se dan la selección de materiales y la combinación de partes de válvulas (Tabla 1).

Tabla 1 Selección de materiales y combinación de carcasas, partes internas y sujetadores