Comment spécifier des vannes chemisées pour le service de désulfuration des gaz de combustion et de boues calcaires ?

Réponse rapide :

Faites correspondre le type de vanne et la construction de la garniture à la chimie de la boue, aux solides, à la température, à la pression et à la tâche de fonctionnement.

Les vannes papillon sont couramment utilisées pour de nombreuses tâches de désulfuration des gaz de combustion (FGD), mais le service abrasif et les exigences de rinçage doivent également être pris en compte.

YOUFUMI propose des vannes papillon avec garniture en PTFE/PFA/FEP, y compris une conception à cosse répertoriée pour les applications de boue.

Pourquoi la désulfuration des gaz de combustion (FGD) est-elle un test aussi sévère pour une garniture de vanne ?

La désulfuration des gaz de combustion (FGD) par calcaire humide expose une vanne à trois défis simultanément : un liquide contenant des chlorures, des solides de calcaire et de gypse en suspension, et des températures changeantes. En raison de cette combinaison, le choix d'une garniture devient plus compliqué que la simple vérification de la compatibilité chimique.

Lorsque l'eau circule dans le processus de désulfuration des gaz de combustion (FGD), les chlorures peuvent s'accumuler. Une barrière est alors créée entre les fluides de process et le métal sous-jacent par des fluoropolymères comme le PTFE, le PFA et le FEP. Cette protection dépend cependant du maintien de l'intégrité de la garniture. Si des dommages mécaniques ou abrasifs exposent le substrat, le fluide de process peut atteindre le métal.

Un autre type d'usure est créé par les particules de gypse et de calcaire. Celles-ci circulent dans la vanne avec la boue et entrent constamment en contact avec les surfaces mouillées. La sévérité de l'usure peut augmenter davantage lorsque la vitesse d'écoulement augmente ou lorsque les particules frappent la même zone de manière répétée.

Vous devez également tenir compte des changements de température, car les fluoropolymères se contractent et se dilatent différemment du corps métallique environnant. La garniture et sa rétention peuvent subir des contraintes supplémentaires si des changements de température se produisent de manière répétée. Pour une vanne de désulfuration des gaz de combustion, ces effets doivent être considérés ensemble. Une vanne résistante à la corrosion nécessite toujours une conception qui protège la garniture contre l'usure excessive par la boue ou les contraintes mécaniques.

Pourquoi les vannes papillon sont-elles utilisées dans le service de boue de désulfuration des gaz de combustion (FGD) ?

Dans la tuyauterie de désulfuration des gaz de combustion (FGD), les vannes papillon offrent plusieurs avantages pratiques. Premièrement, elles sont compactes et fonctionnent bien dans de grands diamètres de tuyauterie. De plus, leur géométrie est relativement simple par rapport à d'autres types de vannes. Certaines conceptions, comme une vanne papillon concentrique, évitent également les cavités profondes du corps que l'on trouve dans certains autres types de vannes, laissant moins d'endroits où la boue peut s'accumuler.

En raison de ces caractéristiques, vannes papillon doublées sont utiles pour de nombreuses tâches d'isolement. À mesure que la tuyauterie de désulfuration des gaz de combustion (FGD) augmente en diamètre, les dimensions compactes de face à face de ces vannes peuvent être particulièrement utiles. L'inconvénient est que le disque papillon reste dans l'écoulement même lorsque la vanne est complètement ouverte.

Dans les boues denses ou très abrasives, le disque et la zone d'étanchéité peuvent subir une usure accrue en raison du contact continu avec les particules. C'est pourquoi une vanne à opercule ou une vanne à boue peut être plus appropriée pour certaines tâches d'isolement à forte teneur en solides, car l'opercule se rétracte du trajet d'écoulement lorsqu'elle est ouverte.

La tâche est également importante lors de la sélection d'une vanne à boue de calcaire. Une vanne papillon principalement utilisée pour l'isolement voit des conditions différentes de celle utilisée pour réguler le débit. La fermeture partielle du disque modifie l'écoulement autour de celui-ci et peut augmenter la vitesse localisée et l'usure.

La taille de la vanne affecte également le choix. Les systèmes de désulfuration des gaz de combustion (FGD) peuvent utiliser de grandes conduites de boue, où la construction compacte d'une vanne papillon devient pratique par rapport aux conceptions de vannes plus volumineuses. Cependant, l'augmentation du diamètre augmente également la surface exposée à la boue. Le disque, le siège et la garniture doivent toujours être sélectionnés en fonction des conditions de solides et d'écoulement attendues.

La vanne papillon à garniture à cosse de YOUFUMI répertorie les boues parmi ses applications. Nos conceptions à passage intégral, à cosse et à brides sont disponibles avec une garniture en PTFE, PFA ou FEP. Le catalogue des vannes papillon montre également un disque garni, un siège en fluoropolymère et un support élastomère derrière le siège.

Quelle épaisseur de garniture une vanne de désulfuration des gaz de combustion (FGD) nécessite-t-elle ?

Aucune épaisseur de garniture universelle ne garantit une longue durée de vie dans le service de désulfuration des gaz de combustion (FGD). Une garniture plus épaisse peut fournir un matériau supplémentaire avant que l'usure n'atteigne le substrat. Elle peut également augmenter la distance que les produits chimiques de process doivent parcourir à travers la barrière.

Tout cela, cependant, ne change rien au fait que l'épaisseur n'est qu'une partie de la conception. Lorsque la température change, les corps de vannes métalliques et les fluoropolymères se dilatent à des vitesses différentes. Une charge mécanique soutenue peut également provoquer le fluage de la garniture. C'est pourquoi il est important de demander comment le fabricant forme, supporte et retient la garniture, en plus de son épaisseur nominale.

L'emplacement de la garniture est aussi important que l'épaisseur nominale. La boue n'use pas uniformément toutes les surfaces mouillées. Les zones à écoulement accéléré ou celles exposées à un impact direct des particules peuvent subir une usure plus importante que les surfaces moins exposées. Une valeur d'épaisseur seule vous dit donc peu de choses sur la façon dont la garniture se comportera, à moins que vous ne sachiez également comment la géométrie de la vanne l'expose à la boue.

C'est pourquoi le simple fait de spécifier la garniture la plus épaisse disponible n'est pas une approche fiable. La garniture doit fonctionner avec la géométrie de la vanne et les conditions de fonctionnement attendues.

L'épaisseur de la garniture ne peut pas non plus compenser un fonctionnement en dehors des limites de pression-température de la vanne. Le catalogue des vannes papillon de YOUFUMI donne les plages de température pour le PTFE, le PFA et le FEP, ainsi qu'une courbe pression-température montrant comment la pression admissible augmente lorsque la température monte.

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Comment les vannes à boue de désulfuration des gaz de combustion (FGD) doivent-elles être rincées et entretenues ?

Le rinçage devient important lorsque la boue cesse de circuler dans la conduite. Les solides de gypse et de calcaire peuvent se déposer pendant les périodes stagnantes, permettant la formation de dépôts autour des surfaces internes de la vanne.

Une vanne de laveur peut devenir plus difficile à manœuvrer une fois ces dépôts formés. Le matériau autour de la fermeture ou de la zone du siège peut interférer avec l'étanchéité et exercer une charge mécanique supplémentaire sur les surfaces d'étanchéité.

Un rinçage à l'eau claire avant une période de veille ou un arrêt planifié peut éliminer la boue résiduelle avant qu'elle ne se dépose. Assurez-vous que la fréquence de rinçage suit le processus plutôt qu'un intervalle calendaire fixe.

L'affirmation générale selon laquelle un programme de rinçage spécifique doublera la durée de vie de la vanne n'est pas étayée par les preuves disponibles. Deux questions sont plus utiles lors de la définition du programme de maintenance : combien de temps la conduite reste-t-elle stagnante et à quelle vitesse les solides se déposent-ils ?

Les conditions de l'eau de rinçage sont également importantes. L'eau doit être compatible avec le processus et les matériaux de la vanne, et de grandes différences de température doivent être prises en compte avant de l'introduire dans un équipement chaud. L'objectif est d'éliminer la boue résiduelle avant qu'elle n'ait le temps de se déposer et de durcir autour de la vanne.