CN108249163A - 高温高压耐磨衬里弯管式粉粒料排料阀 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高温高压耐磨衬里弯管式粉粒料排料阀，包括容器壳体、隔热耐磨衬里和弯管式阀体，容器壳体的顶部设置有进料口，底部设置有排料口，隔热耐磨衬里设置在容器壳体的内壁上，弯管式阀体设置在容器壳体内，包括弯管、第一耐高温耐磨衬里、固定支架、阀板和第二耐高温耐磨衬里，第一耐高温耐磨衬里设置在弯管的内壁上，固定支架设置在弯管的外侧面上，阀板可转动设置在固定支架上，第二耐高温耐磨衬里设置在阀板的内侧，弯管包括竖直段和弯曲段，弯曲段的一端连接竖直段的下端，第二耐高温耐磨衬里支承贴合在弯曲段的另一端。本发明结构牢固稳定，耐高温耐高压耐磨损，密封性能好，还可以兼具粉粒体质量流量的计量功能。

Description

高温高压耐磨衬里弯管式粉粒料排料阀

技术领域

本发明涉及排料阀技术领域，特别涉及粉粒料排料阀技术领域，具体是指一种高温高压耐磨衬里弯管式粉粒料排料阀。

背景技术

气固两相流化床反应器中的旋风分离器系统通常包含旋风分离器、料腿及排料阀等部件，旋风分离器对气相中的粉体能有效分离，料腿起到利用粉体的料位高度平衡内外压差的作用，而排料阀则兼顾控制排料量和密封的双重作用。目前国内外已有多种结构的粉粒体排料阀应用，排料阀主要有气动式阀门和机械式阀门两大类。气动式阀门典型的代表有U型阀、L阀及LOOP SEAL阀等等，由于气动式阀门内部没有任何机械结构，其使用温度可达近两千度；但由于其采用的流化气体很难做到根据内部物料的流动状态进行合理调整，故对粉体循环量的控制不够准确，难以维持排料阀上部料腿稳定的料封高度。机械式阀门典型的代表有球阀、滑阀、盘阀和翼阀等等，该类阀门一个共同的特点是阀门内部均有一定的机械结构，这些机械结构虽可采用耐高温合金钢，但在高温且含尘条件下均仍会变得不可靠，特别是阀门带有较为复杂转动或传动机构时尤其不能确保在高温下的长期稳定运行，现有机械式阀门在含尘条件下，其使用在温度一般不高于600℃且工作压力不高于1.0MPa的工况条件下。机械式阀门优点在于能对固体颗粒循环量的实施较为准确控制，容易实现维持阀门上部料腿稳定的料封高度。

目前流化床反应器逐步向大型化方向发展，其操作温度及操作压力越来越高，比如HYGAS多级流化床煤气化技术用于煤制氢项目，其气化压力高达8.5MPa，气化温度可达到1100℃，高温高压能大幅提高气化炉的气化效率和生产能力，HYGAS气化炉设计单炉投煤量可达2000-7000吨/日。这种工况条件对旋风分离器系统提出了非常高的要求，排料阀作为该系统的核心部件之一，必须满足高温、高压、高粉尘浓度和高磨损高腐蚀等苛刻的工作环境。

由于排料阀需起到排料和密封的双重作用，相比较而言选择机械式阀门更为合理，尤其是能实现自主启闭的翼阀应为首选，但国内外绝大部分翼阀仅适用于温度700℃以下及常低压工况条件，对于能同时工作在1100℃高温及运行压力大于8.5MPa以上的高压条件应用还未见报道。可以类比的专利主要有如下：

中国发明专利“一种高温粉粒体输送用自动开关阀”(专利号：201120254118.9)公开了一种开关阀，包括容器壳体、下料口、检修孔、隔热耐磨衬里、吹扫测压口、开关阀组件和进料口，所述的开关阀组件包括阀板、吊环、转轴、支架、固定块、下料斜管及下料直管。该专利由本发明人发明，虽然该阀可以应用于高温及带压工况，但实际使用时存在以下方面问题和缺陷：(1)该阀核心部件开关阀组件是由下料斜管及下料直管焊接而成，即所谓“斜管式排料阀”，当使用温度高于900℃工况时经常发现下料斜管及下料直管焊接处会出现裂缝(会严重影响阀门的密封性能)，严重时甚至出现了断裂(导致阀门密封失效)，尽管材料选用了耐高温的合金钢，但问题依然存在。经长期实践和科学分析发现，这类焊接结构的阀门在高温下是很不可靠的(随着温度的升高此问题更加严重)。(2)在粉体质量流量较大或粉尘坚硬磨损很大或存在腐蚀性气体的场合，开关阀组件中的下料斜管、下料直管及阀板的内壁磨损及腐蚀极为严重，有时寿命仅为1-2月。(3)该阀属“斜管式排料阀”，在同样的管径条件下其密封面(即阀板与下料斜管的贴合面)的面积通常较大，过大的密封面导致密封性能较差，同时由于阀板相对较大，其热膨胀变形也更加明显，进一步加剧了密封性能变差，因此“串气”现象难以控制，严重影响旋风的分离效率。(4)该阀的开关阀组件在受压容器内部为中心布置，浪费了很多有效内部空间，工作压力越高受压容器设计的钢板厚度就越大，这种中心布置方式导致的制造成本增加愈发明显。(5)该阀只设置了一个吹扫测压口，不具备对粉粒料的计量功能。

中国发明专利“一种用于旋风分离器的耐磨型翼阀”(专利号：201621420707.9)公开了一种翼阀，包括阀板、阀口、料腿、水平固定设置在料腿底部的阀口底板，其还包括进风管。这个专利与上面专利所述的其核心部件并无明显的改进，提出的最明显不同之处是阀口底板的顶面上均布排列的设有多个与风帽腔联通的出风孔。所谓的这一点创新值得商榷，该专利需要将流化气体吹入风帽腔，最终在阀板的底部区域形成了“一层保护气垫”，以此来缓冲粉体颗粒对阀体内部的磨损问题(阀板局部增加衬里)。但这种设置会带来更加严重的问题：1)向阀门内部通入流化气体会对旋风的分离效率带来致命的影响，要让堆积在阀体内部的粉粒体流化起来就得通入流量不小的气体，而这些通入得气体对旋风来说相当于“串气”，会大幅降低旋风效率甚至会致旋风失效，翼阀本来的作用就是防止旋风“串气”，而“流化气体”的存在其实是加剧“串气”，这是旋风系统非常忌讳的设计。2)通入流化气体对阀体内的粉粒体的排出是不利的，因为这个气流与排料的方向正好相反，这个设计只会让粉粒体物料在阀体内反复循环流动，反而是增加磨损。该专利没有提及任何实际工业应用，可以认为其只是一个构想而已。该专利与上面专利同属“斜管式排料阀”，因此上述实际工程遇到的问题同样会出现此专利中，即实际工程应用时出现的问题和缺陷与上面专利基本无二，加之错误使用“流化气体”，遇到高温高压工况时工程问题会更加严重。

因此，需要提供一种粉粒料排料阀，其结构牢固稳定，耐高温耐高压耐磨损，密封性能好，且最好兼具计量功能，对旋风系统乃至流化床反应系统的优化设计及实际生产指导操作都有很重要的意义。

发明内容

为了克服上述现有技术中的缺点，本发明的一个目的在于提供一种高温高压耐磨衬里弯管式粉粒料排料阀，其结构牢固稳定，耐高温耐高压耐磨损，密封性能好，适用于各种极为恶劣工况条件下使用。

本发明的另一目的在于提供一种高温高压耐磨衬里弯管式粉粒料排料阀，其兼具粉粒体质量流量的计量功能，适用于流化床反应器(尤其是煤炭气化炉)中旋风分离器系统对粉粒体排料的控制，对旋风系统乃至流化床反应系统的优化设计及实际生产指导操作都有很重要的意义。

本发明的另一目的在于提供一种高温高压耐磨衬里弯管式粉粒料排料阀，其设计巧妙，结构简洁，制造简便，成本低，适于大规模推广应用。

为达到以上目的，本发明提供一种高温高压耐磨衬里弯管式粉粒料排料阀，包括容器壳体和隔热耐磨衬里，所述容器壳体的顶部设置有进料口，所述容器壳体的底部设置有排料口，所述隔热耐磨衬里设置在所述容器壳体的内壁上，其特点是，所述高温高压耐磨衬里弯管式粉粒料排料阀还包括弯管式阀体，所述弯管式阀体设置在所述容器壳体内，所述弯管式阀体包括弯管、第一耐高温耐磨衬里、固定支架、阀板和第二耐高温耐磨衬里，所述第一耐高温耐磨衬里设置在所述弯管的内壁上，所述固定支架设置在所述弯管的外侧面上，所述阀板可转动设置在所述固定支架上，所述第二耐高温耐磨衬里设置在所述阀板的内侧，所述弯管包括竖直段和弯曲段，所述弯曲段的一端连接所述竖直段的下端，所述第二耐高温耐磨衬里支承贴合在所述弯曲段的另一端。

较佳地，所述第一耐高温耐磨衬里是刚玉龟甲网衬里，所述第二耐高温耐磨衬里是陶瓷衬里。

较佳地，所述第二耐高温耐磨衬里与所述的弯曲段的另一端的贴合面与垂线的夹角为0°～12°。

较佳地，所述高温高压耐磨衬里弯管式粉粒料排料阀还包括固定翅片，所述竖直段通过所述固定翅片固定在所述进料口中。

较佳地，所述竖直段的轴线与所述容器壳体的轴线不相互重叠设置。

较佳地，所述高温高压耐磨衬里弯管式粉粒料排料阀还包括上测压口和下测压口，所述上测压口和所述下测压口分别上下设置在所述容器壳体上并分别管路连接所述弯管的上端和下端。

较佳地，所述高温高压耐磨衬里弯管式粉粒料排料阀还包括吹扫口，所述吹扫口设置在所述容器壳体的下部。

较佳地，所述高温高压耐磨衬里弯管式粉粒料排料阀还包括检修孔，所述检修孔设置在所述容器壳体上。

较佳地，所述隔热耐磨衬里包括耐磨浇注料层和隔热浇注料层，所述隔热浇注料层设置在所述的容器壳体的内壁上，所述耐磨浇注料层设置在所述隔热浇注料层的内壁上。

较佳地，所述容器壳体包括封头、筒体和锥体，所述筒体设置在所述锥体上，所述封头设置在所述筒体上，所述进料口设置在所述封头的顶部，所述排料口设置在所述锥体的底部。

本发明的有益效果主要在于：

1、本发明的高温高压耐磨衬里弯管式粉粒料排料阀包括容器壳体、隔热耐磨衬里和弯管式阀体，容器壳体的顶部设置有进料口，底部设置有排料口，隔热耐磨衬里设置在容器壳体的内壁上，弯管式阀体设置在容器壳体内，包括弯管、第一耐高温耐磨衬里、固定支架、阀板和第二耐高温耐磨衬里，第一耐高温耐磨衬里设置在弯管的内壁上，固定支架设置在弯管的外侧面上，阀板可转动设置在固定支架上，第二耐高温耐磨衬里设置在阀板的内侧，弯管包括竖直段和弯曲段，弯曲段的一端连接竖直段的下端，第二耐高温耐磨衬里支承贴合在弯曲段的另一端，因此，其结构牢固稳定，耐高温耐高压耐磨损，密封性能好，适用于各种极为恶劣工况条件下使用。

2、本发明的高温高压耐磨衬里弯管式粉粒料排料阀还包括上测压口和下测压口，所述上测压口和所述下测压口分别上下设置在所述容器壳体上并分别管路连接所述弯管的上端和下端，因此，其兼具粉粒体质量流量的计量功能，适用于流化床反应器(尤其是煤炭气化炉)中旋风分离器系统对粉粒体排料的控制，对旋风系统乃至流化床反应系统的优化设计及实际生产指导操作都有很重要的意义。

3、本发明的高温高压耐磨衬里弯管式粉粒料排料阀包括容器壳体、隔热耐磨衬里和弯管式阀体，容器壳体的顶部设置有进料口，底部设置有排料口，隔热耐磨衬里设置在容器壳体的内壁上，弯管式阀体设置在容器壳体内，包括弯管、第一耐高温耐磨衬里、固定支架、阀板和第二耐高温耐磨衬里，第一耐高温耐磨衬里设置在弯管的内壁上，固定支架设置在弯管的外侧面上，阀板可转动设置在固定支架上，第二耐高温耐磨衬里设置在阀板的一侧，弯管包括竖直段和弯曲段，弯曲段的一端连接竖直段的下端，第二耐高温耐磨衬里支承贴合在弯曲段的另一端，因此，其设计巧妙，结构简洁，制造简便，成本低，适于大规模推广应用。

本发明的这些和其它目的、特点和优势，通过下述的详细说明，附图和权利要求得以充分体现，并可通过所附权利要求中特地指出的手段、装置和它们的组合得以实现。

附图说明

图1是本发明的高温高压耐磨衬里弯管式粉粒料排料阀的一具体实施例的主视局部剖视示意图。

图2是图1所示的具体实施例的弯管式阀体的主视局部剖视示意图。

图3是图2中K-K位置的剖视示意图。

(符号说明)

1容器壳体；2隔热耐磨衬里；3弯管式阀体；4进料口；5排料口；6弯管；7第一耐高温耐磨衬里；8固定支架；9阀板；10第二耐高温耐磨衬里；11竖直段；12弯曲段；13垂线；14耐磨浇注料层；15隔热浇注料层；16固定翅片；17封头；18筒体；19锥体；20上测压口；21下测压口；22检修孔；23吹扫口；24竖槽。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的技术内容，特举以下实施例详细说明。

请参见图1～图3所示，在本发明的一具体实施例中，本发明的高温高压耐磨衬里弯管式粉粒料排料阀包括容器壳体1、隔热耐磨衬里2和弯管式阀体3，所述容器壳体1的顶部设置有进料口4，所述容器壳体1的底部设置有排料口5，所述隔热耐磨衬里2设置在所述容器壳体1的内壁上，所述弯管式阀体3设置在所述容器壳体1内，所述弯管式阀体3包括弯管6、第一耐高温耐磨衬里7、固定支架8、阀板9和第二耐高温耐磨衬里10，所述第一耐高温耐磨衬里7设置在所述弯管6的内壁上，所述固定支架8设置在所述弯管6的外侧面上，所述阀板9可转动设置在所述固定支架8上，所述第二耐高温耐磨衬里10设置在所述阀板9的一侧，所述弯管6包括竖直段11和弯曲段12，所述弯曲段12的一端连接所述竖直段11的下端，所述第二耐高温耐磨衬里10支承贴合在所述弯曲段12的另一端。

所述第一耐高温耐磨衬里7和所述第二耐高温耐磨衬里10可以是任何合适的耐高温耐磨衬里，在本发明的一具体实施例中，所述第一耐高温耐磨衬里7是刚玉龟甲网衬里，所述第二耐高温耐磨衬里10是陶瓷衬里。对比刚玉龟甲网衬里，陶瓷衬里表面更为光滑，从而可确保所述第二耐高温耐磨衬里10与所述的弯曲段12的另一端的贴合面的密封性能。所述第二耐高温耐磨衬里10与所述的弯曲段12的另一端的贴合面(即密封面)可以做到等于弯管6的横截面积，此时密封面为最小，相同条件下此时密封性能最佳。

所述弯管6可以采用任何合适的管道整体弯曲而成，例如采用耐高温管道比如耐高温金属管道整体弯曲而成，在本发明的一具体实施例中，所述弯管6由耐高温合金钢管道整体弯曲而成。

所述阀板9可以是任何合适的板件，例如耐高温板件比如耐高温金属板件，在本发明的一具体实施例中，所述阀板9是耐高温合金钢板。

所述第二耐高温耐磨衬里10与所述的弯曲段12的另一端的贴合面与垂线13的夹角可以根据需要确定，较佳地，所述第二耐高温耐磨衬里10与所述的弯曲段12的另一端的贴合面与垂线13的夹角为0°～12°。在本发明的一具体实施例中，所述第二耐高温耐磨衬里10与所述的弯曲段12的另一端的贴合面与垂线13的夹角为3°。在本发明的一具体实施例中，所述第二耐高温耐磨衬里10与所述的弯曲段12的另一端的贴合面与垂线13的夹角为6°。在本发明的一具体实施例中，所述第二耐高温耐磨衬里10与所述的弯曲段12的另一端的贴合面与垂线13的夹角为12°。

为了降低制造成本，较佳地，所述竖直段11的轴线与所述容器壳体1的轴线不相互重叠设置。即偏心设置。更佳地，所述竖直段11的轴线与所述容器壳体1的轴线相距100mm～600mm。在本发明的一具体实施例中，所述竖直段11的轴线与所述容器壳体1的轴线相距600mm。在本发明的一具体实施例中，所述竖直段11的轴线与所述容器壳体1的轴线相距200mm。在本发明的一具体实施例中，所述竖直段11的轴线与所述容器壳体1的轴线相距100mm。

所述弯管式阀体3设置在所述容器壳体1内可以采用任何合适的结构，请参见图1～图3所示，在本发明的一具体实施例中，所述高温高压耐磨衬里弯管式粉粒料排料阀还包括固定翅片16，所述竖直段11通过所述固定翅片16固定在所述进料口4中。例如所述竖直段11通过所述固定翅片16焊接在所述进料口4中。

所述固定翅片16的数目可以为多片，可以根据需要确定，例如所述固定翅片16的数目可以为3片～10片，请参见图3所示，在本发明的一具体实施例中，所述固定翅片16的数目为8片。8片所述固定翅片16可以环绕所述竖直段11均匀分布。在本发明的一具体实施例中，所述固定翅片16的数目为10片。在本发明的一具体实施例中，所述固定翅片16的数目为3片。

所述弯管式阀体3中所有需耐高温的部件全部采用榫槽结构与焊接结构的双重固定方式，避免了极端高温条件下(900℃以上高温)纯焊接工艺失效的问题。比如，请参见图3所示，在本发明的一具体实施例中，所述竖直段11的侧壁上设置有竖槽24，所述固定翅片16插设并焊接在所述竖槽24中。

为了能够计量粉粒料，请参见图1所示，在本发明的一具体实施例中，所述高温高压耐磨衬里弯管式粉粒料排料阀还包括上测压口20和下测压口21，所述上测压口20和所述下测压口21分别上下设置在所述容器壳体1上并分别管路连接所述弯管6的上端和下端。通过检测这两点的压差，可以实现对粉粒料质量流量的计量，适用于流化床反应器(尤其是煤炭气化炉)中旋风分离器系统对粉粒体排料的控制，这对旋风系统乃至流化床反应系统的优化设计及实际生产指导操作都有很重要的意义。

所述上测压口20和所述下测压口21之间的高度差可以根据需要确定，更佳地，所述上测压口20和所述下测压口21之间的高度差为500mm～1500mm。在本发明的一具体实施例中，所述上测压口20和所述下测压口21之间的高度差为1500mm。在本发明的一具体实施例中，所述上测压口20和所述下测压口21之间的高度差为500mm。在本发明的一具体实施例中，所述上测压口20和所述下测压口21之间的高度差为1000mm。

为了避免堵料时只能采用停车检修的现象发生，较佳地，所述高温高压耐磨衬里弯管式粉粒料排料阀还包括吹扫口23，所述吹扫口23设置在所述容器壳体1的下部。请参见图1所示，在本发明的一具体实施例中，在所述容器壳体1包括封头17、筒体18和锥体19的情况下，所述吹扫口23设置在所述锥体19的下部。当粉体在锥体19内部堆积流动不畅时，可以通过高压气体吹通，避免了锥体19堵料时只能采用停车检修的现象发生。

为了方便对于弯管式阀体3的维护，较佳地，所述高温高压耐磨衬里弯管式粉粒料排料阀还包括检修孔22，所述检修孔22设置在所述容器壳体1上。请参见图1所示，在本发明的一具体实施例中，在所述容器壳体1包括封头17、筒体18和锥体19的情况下，所述检修孔22设置在所述筒体18上。因为所述阀板9位于所述筒体18内，所以所述检修孔22设置在所述筒体18上方便了对于弯管式阀体3的维护。

所述隔热耐磨衬里2可以具有任何合适的构成，请参见图1所示，在本发明的一具体实施例中，所述隔热耐磨衬里2包括耐磨浇注料层14和隔热浇注料层15，所述隔热浇注料层15设置在所述的容器壳体1的内壁上，所述耐磨浇注料层14设置在所述隔热浇注料层15的内壁上。

所述容器壳体1可以具有任何合适的构成，请参见图1所示，在本发明的一具体实施例中，所述容器壳体1包括封头17、筒体18和锥体19，所述筒体18设置在所述锥体19上，所述封头17设置在所述筒体18上，所述进料口4设置在所述封头17的顶部，所述排料口5设置在所述锥体19的底部。所述封头17、所述筒体18及所述锥体19构成受压容器，其内部采用耐磨浇注料和隔热浇注料，可以满足高温、高压、高浓度粉尘磨损及高腐蚀性气体等各种恶劣条件要求。

本发明的有益效果主要在于：

(1)采用弯管式阀体3，弯管式阀体3的弯管6内部采用耐高温耐磨衬里，彻底避免了“斜管式排料阀”在极端高温(高于900℃以上)工况时经常发现下料斜管及下料直管焊接处会出现裂缝甚至断裂的现象，消除了纯焊接结构在极端高温条件下的不可靠性。由于阀板9亦采用耐高温板制作，其内表面做陶瓷衬里，对比刚玉龟甲网衬里，陶瓷衬里表面更为光滑，从而可确保贴合面的密封性能。弯管式阀体3内部采用全衬里结构，大幅延长了高温高压耐磨衬里弯管式粉粒料排料阀的使用寿命，对流化床反应器长期稳定运行提供了保障。

(2)“斜管式排料阀”由于采用斜管方式，斜管与阀板的贴合面(密封面)通常很大，而弯管式阀体3的弯管6与阀板9的贴合面可以做到等于弯管6的横截面积(即此时密封面为最小)，经计算“斜管式排料阀”比“弯管式排料阀”密封面通常要大40％-80％，考虑到高温热膨胀所引起的阀板变形，因此“斜管式排料阀”的密封难度也要高出很多，对于旋风系统而言为保证旋风分离器的效率，“串气”是必须努力避免的，显然“弯管式排料阀”结构更为合理。

(3)弯管式阀体3位于封头17、筒体18及锥体19所组成的受压容器内部，弯管式阀体3在容器内部偏心布置，充分利用了受压容器的有效空间，从而降低了整个设备的制造成本。固定翅片16与弯管6采用了榫槽结构与焊接结构的双重固定方式，弯管式阀体3通过3-10片固定翅片16焊牢在进料口4的容器内壁，避免了容器外壁由于导热而超温的现象，结构上更加稳定可靠。

(4)高温高压耐磨衬里弯管式粉粒料排料阀创新地设置了上测压口20及下测压口21，通过检测这两点的压差，可以实现对粉粒料质量流量的计量，适用于流化床反应器(尤其是煤炭气化炉)中旋风分离器系统对粉粒体排料的控制，这对旋风系统乃至流化床反应系统的优化设计及实际生产指导操作都有很重要的意义。

其对粉粒料质量流量的测量原理如下:

上测压口20及下测压口21的压差ΔP是时间t和高度H的函数，即ΔP＝F(t,H)，ΔP曲线可以通过生产厂控制室DCS系统获得，而排料阀的粉粒体的密度ρ是时间t和压差ΔP的函数，即ρ＝F(t,ΔP)，也就是ρ＝F(t,H，ΔP),阀体内上测压口20及下测压口21之间的体积V是已知的，因此一段时间T内通过排料阀的粉粒体的质量W为：

(5)高温高压耐磨衬里弯管式粉粒料排料阀，由封头17、筒体18及锥体19构成受压容器，其内部采用耐磨浇注料和隔热浇注料，可以满足高温(高于1100℃)、高压(运行压力大于8.5MPa)、高浓度粉尘(每立方气体可达数公斤粉尘颗粒)磨损及高腐蚀性气体等各种恶劣工况条件要求。

(6)高温高压耐磨衬里弯管式粉粒料排料阀，吹扫口23位于锥体19下部，当粉体在锥体19内部堆积流动不畅时，可以通过高压气体吹通，避免了锥体19堵料时只能采用停车检修的现象发生。

(7)高温高压耐磨衬里弯管式粉粒料排料阀，弯管式阀体3中所有需耐高温的部件采用了榫槽结构与焊接结构的双重固定方式，避免了极高温条件下(900℃以上高温)纯焊接工艺失效的问题。

实施例1

内蒙古某公司建设投产的HYGAS多级流化床煤气化技术用于煤制氢项目，其气化压力高达8.5MPa，气化温度可达到1100℃，单炉投煤量2500-3000吨/日，通过排料阀煤粉的质量流量高达每小时300-500吨左右。这种工况条件对旋风分离器系统提出了非常高的要求，排料阀作为该系统的核心部件之一，必须满足高温、高压、高粉尘浓度和高磨损高腐蚀等苛刻的工作环境。

本实施例的高温高压耐磨衬里弯管式粉粒料排料阀中，弯管式阀体3位于封头17、筒体18及锥体19所组成的容器壳体1内部，弯管式阀体3在容器壳体1内部偏心布置，两者偏心距L＝600mm，弯管式阀体3通过8片固定翅片16焊牢在进料口4的容器内壁。

弯管式阀体3的弯管6采用整体耐高温合金钢INCOCLY 800HT管道弯制，管道规格为直径φ325mm×厚度8mm，弯管6内部采用刚玉龟甲网衬里，衬里厚度25mm；阀板9采用整体耐高温合金钢INCOCLY 800HT板制作，其内表面做整体陶瓷衬里，衬里厚度25mm，以确保贴合面的密封性能。弯管6与阀板9的贴合面(即密封面)可以做到等于弯管6的横截面积，此时密封面为最小，相同条件下此时密封性能最佳。

上测压口20及下测压口21位于容器壳体1的上下位置并分别管路连接弯管式阀体3的弯管6的上下两端，两者相差高度为H＝1500mm，通过监测两者的压差可以判断出内部粉粒体堆积密度，进而计算粉粒体的通过量。

弯管6与阀板9的贴合面与垂线13有一个夹角α，该夹角为α＝3°。

封头17、筒体18及锥体19构成受压容器，容器材质采用14Cr1MoR(HIC)抗氢抗硫优质钢板，其内部采用耐磨浇注料和隔热浇注料，其中耐磨浇注料厚度120mm，隔热浇注料180mm，可以满足高温、高压、高浓度粉尘磨损及高腐蚀性气体等各种恶劣工况条件要求。

吹扫口23位于锥体19下部，当粉体在锥体19内部堆积流动不畅时，可以通过高压气体吹通，避免了锥体19堵料时只能采用停车检修的现象发生。

弯管式阀体3中所有需耐高温的部件采用了榫槽结构与焊接结构的双重固定方式，避免了极端高温条件下(1100℃高温)纯焊接工艺失效的问题。

检修孔22位于筒体18处，方便了对于弯管式阀体3的维护。

长期实践证明上述高温高压耐磨衬里弯管式粉粒料排料阀运行在高温(1100℃)、高压(运行压力8.5MPa)、高浓度粉尘(每立方气体含2.3公斤煤粉)磨损及高腐蚀性气体(氢腐蚀和硫化氢腐蚀)等各种恶劣工况条件是可靠的，满足了HYGAS流化床煤气化技术的要求。

实施例2

河南某公司建设投产的流化床煤气化技术用于煤制甲醇项目，其气化压力1.0MPa，气化温度可达到950℃，单炉投煤量800-1000吨/日，通过排料阀煤粉的质量流量高达每小时200-260吨左右。这种工况条件对旋风分离器系统提出了较高的要求，排料阀作为该系统的核心部件之一，必须满足高温、高压、高粉尘浓度和高磨损高腐蚀等苛刻的工作环境。

本实施例的高温高压耐磨衬里弯管式粉粒料排料阀中，弯管式阀体3位于封头17、筒体18及锥体19所组成的容器壳体1内部，弯管式阀体3在容器壳体1内部偏心布置，两者偏心距L＝200mm，弯管式阀体3通过10片固定翅片16焊牢在进料口4的容器内壁。

弯管式阀体3的弯管6采用整体耐高温合金钢S31008管道弯制，管道规格为直径φ273mm×厚度8mm，弯管6内部采用刚玉龟甲网衬里，衬里厚度20mm；阀板9采用整体耐高温合金钢S31008板制作，其内表面做整体陶瓷衬里，衬里厚度20mm，以确保贴合面的密封性能。弯管6与阀板9的贴合面(即密封面)可以做到等于弯管6的横截面积，此时密封面为最小，相同条件下此时密封性能最佳。

上测压口20及下测压口21位于容器壳体1的上下位置并分别管路连接弯管式阀体3的弯管6的上下两端，两者相差高度为H＝500mm，通过监测两者的压差可以判断出内部粉粒体堆积密度，进而计算粉粒体的通过量。

弯管6与阀板9的贴合面与垂线13有一个夹角α，该夹角为α＝6°。

封头17、筒体18及锥体19构成受压容器，容器材质采用Q345R(HIC)抗氢抗硫优质钢板，其内部采用耐磨浇注料和隔热浇注料，其中耐磨浇注料厚度80mm，隔热浇注料120mm，可以满足高温、高压、高浓度粉尘磨损及高腐蚀性气体等各种恶劣工况条件要求。

吹扫口23位于锥体19下部，当粉体在锥体19内部堆积流动不畅时，可以通过高压气体吹通，避免了锥体19堵料时只能采用停车检修的现象发生。

弯管式阀体3中所有需耐高温的部件采用了榫槽结构与焊接结构的双重固定方式，避免了极端高温条件下(950℃高温)纯焊接工艺失效的问题。

检修孔22位于筒体18处，方便了对于弯管式阀体3的维护。

长期实践证明上述高温高压耐磨衬里弯管式粉粒料排料阀运行在高温(950℃)、带压(运行压力1.0MPa)、高浓度粉尘(每立方气体含1.2公斤煤粉)磨损及高腐蚀性气体(氢腐蚀和硫化氢腐蚀)等各种恶劣工况条件是可靠的，满足了流化床煤气化技术的要求。

实施例3

江苏某公司建设投产的多晶硅项目，其工作压力2.7-3.2MPa，工作温度可达到550-600℃，通过排料阀硅粉的质量流量每小时15-18吨左右。这种工况条件对旋风分离器系统提出了较高的要求，排料阀作为该系统的核心部件之一，必须满足高温、高压、高粉尘浓度和高磨损高腐蚀等苛刻的工作环境。

本实施例的高温高压耐磨衬里弯管式粉粒料排料阀中，弯管式阀体3位于封头17、筒体18及锥体19所组成的容器壳体1内部，弯管式阀体3在容器壳体1内部偏心布置，两者偏心距L＝100mm，弯管式阀体3通过3片固定翅片16焊牢在进料口4的容器内壁。

弯管式阀体3的弯管6采用整体耐高温合金钢S31608管道弯制，管道规格为直径φ219mm×厚度8mm，弯管6内部采用刚玉龟甲网衬里，衬里厚度20mm；阀板9采用整体耐高温合金钢S31008板制作，其内表面做整体陶瓷衬里，衬里厚度20mm，以确保贴合面的密封性能。弯管6与阀板9的贴合面(即密封面)可以做到等于弯管6的横截面积，此时密封面为最小，相同条件下此时密封性能最佳。

上测压口20及下测压口21位于容器壳体1的上下位置并分别管路连接弯管式阀体3的弯管6的上下两端，两者相差高度为H＝1000mm，通过监测两者的压差可以判断出内部粉粒体堆积密度，进而计算粉粒体的通过量。

弯管6与阀板9的贴合面与垂线13有一个夹角α，该夹角为α＝12°。

封头17、筒体18及锥体19构成受压容器，容器材质采用S31608优质钢板，其内部采用耐磨浇注料和隔热浇注料，其中耐磨浇注料厚度80mm，隔热浇注料70mm，可以满足高温、高压、高浓度粉尘磨损及高腐蚀性气体等各种恶劣工况条件要求。

吹扫口23位于锥体19下部，当粉体在锥体19内部堆积流动不畅时，可以通过高压气体吹通，避免了锥体19堵料时只能采用停车检修的现象发生。

弯管式阀体3中所有需耐高温的部件采用了榫槽结构与焊接结构的双重固定方式，避免了高温条件下(600℃高温)纯焊接工艺失效的问题。

检修孔22位于筒体18处，方便了对于弯管式阀体3的维护。

长期实践证明上述高温高压耐磨衬里弯管式粉粒料排料阀运行在高温(600℃)、带压(运行压力3.2MPa)、高浓度粉尘(每立方气体含0.6公斤桂粉)磨损及高腐蚀性气体(氢腐蚀)等各种恶劣工况条件是可靠的，满足了流化床煤气化技术的要求。

因此，本发明可以长期工作在高于600℃高温及运行压力大于1.0MPa以上的高压条件，甚至可以长期工作在高于1100℃高温及运行压力大于8.5MPa以上的高压条件，亦可用于高浓度高硬度的粉尘剧烈磨损及腐蚀性气体严重侵蚀等条件，同时对粉体的质量流率起到计量作用，适用于各种极为恶劣工况下使用。

综上，本发明的高温高压耐磨衬里弯管式粉粒料排料阀结构牢固稳定，耐高温耐高压耐磨损，密封性能好，还可以兼具计量功能，适合于流化床反应器(尤其是煤炭气化炉)中旋风分离器系统对粉粒体排料的控制，对旋风系统乃至流化床反应系统的优化设计及实际生产指导操作都有很重要的意义。本发明设计巧妙，结构简洁，制造简便，成本低，适于大规模推广应用。

由此可见，本发明的目的已经完整并有效的予以实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中予以展示和说明，在不背离所述原理下，实施方式可作任意修改。所以，本发明包括了基于权利要求精神及权利要求范围的所有变形实施方式。

Claims (10)

1.一种高温高压耐磨衬里弯管式粉粒料排料阀，包括容器壳体和隔热耐磨衬里，所述容器壳体的顶部设置有进料口，所述容器壳体的底部设置有排料口，所述隔热耐磨衬里设置在所述容器壳体的内壁上，其特征在于，所述高温高压耐磨衬里弯管式粉粒料排料阀还包括弯管式阀体，所述弯管式阀体设置在所述容器壳体内，所述弯管式阀体包括弯管、第一耐高温耐磨衬里、固定支架、阀板和第二耐高温耐磨衬里，所述第一耐高温耐磨衬里设置在所述弯管的内壁上，所述固定支架设置在所述弯管的外侧面上，所述阀板可转动设置在所述固定支架上，所述第二耐高温耐磨衬里设置在所述阀板的内侧，所述弯管包括竖直段和弯曲段，所述弯曲段的一端连接所述竖直段的下端，所述第二耐高温耐磨衬里支承贴合在所述弯曲段的另一端。

2.如权利要求1所述的高温高压耐磨衬里弯管式粉粒料排料阀，其特征在于，所述第一耐高温耐磨衬里是刚玉龟甲网衬里，所述第二耐高温耐磨衬里是陶瓷衬里。

3.如权利要求1所述的高温高压耐磨衬里弯管式粉粒料排料阀，其特征在于，所述第二耐高温耐磨衬里与所述的弯曲段的另一端的贴合面与垂线的夹角为0°～12°。

4.如权利要求1所述的高温高压耐磨衬里弯管式粉粒料排料阀，其特征在于，所述高温高压耐磨衬里弯管式粉粒料排料阀还包括固定翅片，所述竖直段通过所述固定翅片固定在所述进料口中。

5.如权利要求1所述的高温高压耐磨衬里弯管式粉粒料排料阀，其特征在于，所述竖直段的轴线与所述容器壳体的轴线不相互重叠设置。

6.如权利要求1所述的高温高压耐磨衬里弯管式粉粒料排料阀，其特征在于，所述高温高压耐磨衬里弯管式粉粒料排料阀还包括上测压口和下测压口，所述上测压口和所述下测压口分别上下设置在所述容器壳体上并分别管路连接所述弯管的上端和下端。

7.如权利要求1所述的高温高压耐磨衬里弯管式粉粒料排料阀，其特征在于，所述高温高压耐磨衬里弯管式粉粒料排料阀还包括吹扫口，所述吹扫口设置在所述容器壳体的下部。

8.如权利要求1所述的高温高压耐磨衬里弯管式粉粒料排料阀，其特征在于，所述高温高压耐磨衬里弯管式粉粒料排料阀还包括检修孔，所述检修孔设置在所述容器壳体上。

9.如权利要求1所述的高温高压耐磨衬里弯管式粉粒料排料阀，其特征在于，所述隔热耐磨衬里包括耐磨浇注料层和隔热浇注料层，所述隔热浇注料层设置在所述的容器壳体的内壁上，所述耐磨浇注料层设置在所述隔热浇注料层的内壁上。

10.如权利要求1所述的高温高压耐磨衬里弯管式粉粒料排料阀，其特征在于，所述容器壳体包括封头、筒体和锥体，所述筒体设置在所述锥体上，所述封头设置在所述筒体上，所述进料口设置在所述封头的顶部，所述排料口设置在所述锥体的底部。