¿Cómo especificar válvulas revestidas para servicio de lodo de piedra caliza y desulfuración de gases de combustión (FGD)?

Respuesta Rápida:

Empareje el tipo de válvula y la construcción del revestimiento con la química de la lechada, los sólidos, la temperatura, la presión y el servicio operativo.

Las válvulas de mariposa se utilizan comúnmente para muchas tareas de desulfuración de gases de combustión (FGD), pero el servicio abrasivo y los requisitos de purga también deben tenerse en cuenta.

YOUFUMI ofrece válvulas de mariposa con revestimiento de PTFE/PFA/FEP, incluido un diseño de orejeta que se enumera para aplicaciones de lechada.

¿Por qué la desulfuración de gases de combustión (FGD) es una prueba tan severa para el revestimiento de una válvula?

La desulfuración de gases de combustión (FGD) con piedra caliza húmeda expone una válvula a tres desafíos al mismo tiempo: líquido que contiene cloruros, sólidos de piedra caliza y yeso en suspensión, y temperaturas cambiantes. Debido a esta combinación, la elección de un revestimiento se vuelve más complicada que simplemente verificar la compatibilidad química.

A medida que el agua circula a través del proceso de desulfuración de gases de combustión (FGD), los cloruros pueden acumularse. Luego se crea una barrera entre los fluidos del proceso y el metal subyacente mediante Fluoropolímeros como PTFE, PFA y FEP. Esta protección, sin embargo, depende de que el revestimiento permanezca intacto. Si el daño mecánico o abrasivo expone el sustrato, el fluido del proceso puede llegar al metal.

Las partículas de yeso y piedra caliza crean un tipo diferente de desgaste. Estos viajan a través de la válvula con la lechada y hacen contacto constante con las superficies humedecidas. La severidad del desgaste puede aumentar aún más donde la velocidad del flujo aumenta o las partículas golpean la misma área repetidamente.

También debe tener en cuenta los cambios de temperatura, ya que los fluoropolímeros se contraen y expanden de manera diferente al metal circundante del cuerpo. El revestimiento y su retención pueden sufrir tensiones adicionales si se producen cambios de temperatura repetidamente. Para una válvula de desulfuración de gases de combustión, estos efectos deben considerarse juntos. Una válvula resistente a la corrosión todavía necesita un diseño que proteja el revestimiento del desgaste excesivo de la lechada o del estrés mecánico.

¿Por qué se utilizan las válvulas de mariposa en el servicio de lechada de desulfuración de gases de combustión (FGD)?

En la tubería de desulfuración de gases de combustión (FGD), las válvulas de mariposa ofrecen varios beneficios prácticos. Por un lado, son compactas y funcionan bien en tuberías de gran tamaño. Además, tienen una geometría relativamente simple en comparación con otros tipos de válvulas. Ciertos diseños, como una válvula de mariposa concéntrica, también evitan las cavidades profundas del cuerpo que se encuentran en algunos otros tipos de válvulas, dejando menos lugares para que se acumule la lechada.

Debido a estas características, válvulas de mariposa revestidas son útiles para muchas tareas de aislamiento. A medida que la tubería de desulfuración de gases de combustión (FGD) se agranda, las dimensiones compactas de cara a cara de estas válvulas pueden ser particularmente útiles. La desventaja es que el disco de mariposa permanece en el flujo incluso cuando la válvula está completamente abierta.

En lechadas densas o muy abrasivas, el disco y el área de sellado pueden sufrir un mayor desgaste debido al contacto continuo con las partículas. Es por eso que una válvula de compuerta de cuchillo o una válvula de lechada pueden ser más apropiadas para algunas tareas de aislamiento de sólidos pesados, ya que la compuerta se retrae del camino del flujo cuando está abierta.

El servicio también es importante al seleccionar una válvula de lechada de piedra caliza. Una válvula de mariposa utilizada principalmente para aislamiento ve condiciones diferentes a una utilizada para regular el flujo. Cerrar parcialmente el disco cambia el flujo a su alrededor y puede aumentar la velocidad localizada y el desgaste.

El tamaño de la válvula también afecta la elección. Los sistemas de desulfuración de gases de combustión (FGD) pueden utilizar grandes líneas de lechada, donde la construcción compacta de una válvula de mariposa se vuelve práctica en comparación con diseños de válvulas más voluminosos. Sin embargo, el aumento del diámetro también aumenta el área expuesta a la lechada. El disco, el asiento y el revestimiento aún deben seleccionarse para las condiciones de sólidos y flujo esperadas.

La válvula de mariposa con revestimiento de orejeta de YOUFUMI válvula de mariposa con revestimiento de orejeta enumera las lechadas entre sus aplicaciones. Nuestros diseños de tipo wafer, orejeta y brida están disponibles con revestimiento de PTFE, PFA o FEP. El catálogo de válvulas de mariposa también muestra un disco revestido, un asiento de fluoropolímero y un respaldo de elastómero detrás del asiento.

¿Cuánto espesor de revestimiento necesita una válvula de desulfuración de gases de combustión (FGD)?

Ningún espesor de revestimiento universal garantiza una vida útil prolongada en el servicio de desulfuración de gases de combustión (FGD). Un revestimiento más grueso puede proporcionar material adicional antes de que el desgaste llegue al sustrato. También puede aumentar la distancia que los productos químicos del proceso tienen que viajar a través de la barrera.

Sin embargo, todo eso no cambia el hecho de que el espesor es solo una parte del diseño. A medida que cambia la temperatura, los cuerpos de válvula de metal y los fluoropolímeros se expanden a diferentes velocidades. La carga mecánica sostenida también puede hacer que el revestimiento experimente fluencia. Es por eso que es importante preguntar cómo el fabricante forma, soporta y retiene el revestimiento junto con su espesor nominal.

La ubicación del revestimiento importa tanto como el espesor nominal. La lechada no desgasta todas las superficies humedecidas de manera uniforme. Las áreas con flujo acelerado o aquellas expuestas al impacto directo de partículas pueden experimentar un mayor desgaste que las superficies menos expuestas. Por lo tanto, un valor de espesor por sí solo le dice poco sobre cómo se desempeñará el revestimiento a menos que también sepa cómo la geometría de la válvula lo expone a la lechada.

Es por eso que simplemente especificar el revestimiento más grueso disponible no es un enfoque confiable. El revestimiento necesita funcionar con la geometría de la válvula y las condiciones operativas esperadas.

El espesor del revestimiento tampoco puede compensar el funcionamiento fuera de los límites de presión y temperatura de la válvula. El catálogo de válvulas de mariposa de YOUFUMI proporciona rangos de temperatura para PTFE, PFA y FEP junto con una curva de presión-temperatura que muestra cómo la presión admisible cambia a medida que aumenta la temperatura.

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¿Cómo se deben purgar y mantener las válvulas de lechada de desulfuración de gases de combustión (FGD)?

La purga se vuelve importante cuando la lechada deja de moverse a través de la línea. Los sólidos de yeso y piedra caliza pueden asentarse durante los períodos de estancamiento, lo que permite que se formen depósitos alrededor de las superficies internas de la válvula.

Una válvula de depurador puede volverse más difícil de accionar una vez que se forman estos depósitos. El material alrededor del cierre o el área del asiento puede interferir con el cierre y ejercer una carga mecánica adicional sobre las superficies de sellado.

La purga con agua limpia antes de un período de espera o un cierre planificado puede eliminar la lechada residual antes de que se asiente. Asegúrese de que la frecuencia de purga siga el proceso en lugar de seguir un intervalo de calendario fijo.

La afirmación general de que un programa de purga específico duplicará la vida útil de la válvula no está respaldada por la evidencia disponible. Dos preguntas son más útiles al establecer el programa de mantenimiento: ¿cuánto tiempo permanece estancada la línea y con qué rapidez se asientan los sólidos?

Las condiciones del agua de purga también son importantes. El agua debe ser compatible con el proceso y los materiales de la válvula, y se deben considerar grandes diferencias de temperatura antes de introducirla en equipos calientes. El objetivo es eliminar la lechada residual antes de que tenga tiempo de asentarse y endurecerse alrededor de la válvula.