遮断と制御が難しいバルブ
同じことを繰り返し行い、異なる結果を期待することは、狂気の定義です。私のキャリアの中で、私はこのシナリオが何度も実行されるのを見てきました。問題は、このバルブに頻繁に問題がありますか？時間の経過とともに、多くのエンジニアやメンテナンスチームは、プロセス内で寿命の長い同じタイプのバルブを使用し続けています。
バルブのメーカーとして、そして多くの顧客を訪問してきたので、「良い寿命」は個人的な認識です。バルブメーカーなどの部外者は、バルブの寿命を延ばすための特定の知識を持っている場合があります。答えが「いいえ」の場合、2か月ごとに新しいものを入れて古いものを捨てます。問題に対する一見非常識なアプローチも、「それが私たちがいつもやってきた方法だ」という答えかもしれません。
標準バルブに問題を引き起こす難しい媒体はたくさんあります。一例は、空気圧で運ばれるものです。空気輸送システムによって運ばれるベビーパウダーでさえ、研磨性があります。多くの従来のボールバルブまたは標準のゴムで裏打ちされたバタフライバルブは、このシナリオではうまく機能しません。これらのバルブは、頻繁に修理または完全に交換する必要があります。
制限のあるバルブ、またはバタフライバルブの場合は、フローストリームの真ん中にあるディスクは、ほとんどの研磨媒体ではうまく機能しない可能性が高いバルブです。多くのアブレシブフローストリームの理想的なバルブは、材料を蓄積するための限られたポケットまたはキャビティを備えたフルポートである必要があります。バルブは一般に、摩耗に耐えられるように製造する必要があります。一部のバルブの体腔フィラーは、バルブの寿命を延ばす方法です。
ポケットまたはキャビティはまだ存在しますが、それは最小限に抑えられ、バルブの寿命をいくらか長くすることができます。研磨剤の流れを処理する方法については、2つの考え方があります。 1つは、ステライトやその他のコーティングなどの硬化した表面を備えた金属製バルブを利用して、バルブが炭素鋼やステンレス鋼よりも長く存続できるようにすることです。
擦り傷に対抗する他の方法は、柔らかくすることです。ゴムは、アブレシブフローストリームの材料として成功しています。一部のプロセスでは、パイプラインを頻繁な修理や交換から保護するために、配管がゴムで裏打ちされています。
ライムスラリーまたはライムのミルク
一般に石灰のミルクと呼ばれる石灰スラリーは、多くの従来のバルブがその中で生き残るのが比較的難しい媒体です。石灰は水に加えられ、溶液に溶解せず、むしろ浮遊物質です。このため、石灰が配管の底に沈殿しないように、石灰スラリーループを動かし続ける必要があります。
石灰粒子が沈降するのを防ぐには、一定の速度が必要です。ポケット、空洞、またはボイド領域は、石灰が落ち着くための自然な収集ポイントです。石灰がこの領域に落ち着くと、固まった塊になります。このため、ボールバルブ、プラグバルブ、バタフライバルブなどのバルブにはすべて、操作上の問題が発生してバルブが頻繁に故障する可能性のある領域があります。
多くのプロセスプラントは、特定のタイプのバルブを標準化し、場合によっては、特定のタイプのバルブを保護するためにデフレクターコーンまたは他の装置を追加することを望んでいます。石灰スラリーでボール、プラグ、またはバタフライバルブを利用しようとすると、通常、バルブの交換と費用のかかる修理が頻繁に行われます。これらのバルブに問題がある理由は、体腔の面積が原因です。バルブが開閉すると、石灰がこれらの領域に浸透する可能性があります。
また、バタフライバルブの場合、下部シャフトが潜在的な問題点になります。石灰がこれらの領域に定着すると、石灰が硬化し、バルブの操作がはるかに困難になります。これにより、オペレーターの疲労や、過剰なトルクによるステムの故障が発生する可能性があります。ライムはまた、表面でスケーリングする傾向があり、バルブの操作をより困難にします。
バタフライのゴム製シールやボールまたはプラグバルブの着座面などの柔らかい摩耗部品は、金属面のスケーリングされた石灰の研磨性によって破壊されます。スケールの表面がシートなどの柔らかい部分を通過すると、スケールの表面が損傷し、時間の経過とともにバルブの漏れや浸食が発生します。多くの場合、修理または交換のコストは、人件費および生産の損失と比較してわずかです。
ライムはさまざまな産業で利用されています。紙パルプ工場、製紙工場、石炭火力発電所（煙道ガス脱硫プロセス）、化学プラント、ガラス製造、食品および飲料、鉱業、上下水道事業はすべて、石灰スラリーを利用する産業です。
石灰スラリーの分離と制御に非常に成功しているバルブの1つのタイプは、高品質のピンチバルブです。塩化物含有量に関係なく、通常、最も困難なサービスを処理するためのゴムコンパウンドがあります。ピンチバルブは、バルブ内部のフルポートラバースリーブを利用して、オン/オフサービスでの摩耗に耐えます。
制御アプリケーションの場合、内側のゴムスリーブは、制御システムに必要な最適なCvに合うように輪郭を描くことができます。ピンチバルブでは、ゴムスリーブがバルブの中で媒体と接触する唯一の部分です。ゴムの表面にスケールが蓄積する場合がありますが、ピンチバルブの動作方法により、一般に、このバルブは石灰スラリー用の唯一のセルフクリーニングバルブになります。
高品質のピンチバルブは、ゴム製スリーブを上下から同時にピンチし、閉じたときにバルブを100％バブルタイトに閉じます。ゴムを閉じると伸び始め、ゴムはその表面にスケーリングライムをはがし始めます。バルブがさらに閉じ続けると、中速が増加し、ゴムスリーブの内面を洗浄するのに役立ちます。
ピンチバルブの摩耗能力とセルフクリーニングの側面が、ピンチバルブが石灰スラリーの理想的なバルブである主な理由です。石灰スラリー調整制御用の高品質のピンチバルブは、ほとんどの場合、ほとんどのVポートボールバルブ、さらにはセラミックバルブよりも長持ちします。場合によっては、Vポートボールコントロールバルブを使用していて、3〜6か月ごとに修理が必要なお客様から聞いたことがありますが、ピンチコントロールバルブは1〜2年ごとにしか修理が必要ない場合があります。
石炭火力発電所のFGDスクラバーでは、特定の手動およびオンオフの空気作動式ピンチバルブは、年に2回修理または交換が必要なボール、プラグ、またはバタフライバルブと比較して、10年ごとに修理が必要な場合があります。すべてのピンチバルブが同じように作成されているわけではなく、すべてがこのタイプの長いサービス間隔を提供しているわけではないことを理解してください。ゴム配合のばらつきのため、一部のピンチバルブは品質がかなり劣っています。
ペンチとゴムホースを持っている人は、基本的にピンチバルブを持っていることに注意してください。しかし、高品質で高度に設計されたピンチバルブは、低ブランドよりもはるかに優れた性能を発揮します。過去にピンチバルブを試したことがあり、パフォーマンスが不十分な場合でも、あきらめないでください。
間違ったブランドを選択しました。ピンチバルブメーカーの製品のばらつきと品質は、おそらく今日の業界のどのバルブタイプよりも最大の違いがあります。成功するためには、おそらく最高の費用を支払うことになりますが、長期的には、運用コストを大幅に節約できます。
図2。 上に描かれているのはフランジ付きナイフゲートです。このスタイルのバルブは、重いスラリーに最適です。バルブには、開閉ロック、グリースフィッティング、リミットスイッチの取り付けおよびフラッシングプレートがあります。この設計は、蓄積された固形物をバルブの底からフラッシングプレート領域に押し出します。フラッシングプレートには、サイクルごとに水フラッシングを装備するか、フラッシングプレートを取り外して、開閉ごとに固形物と少量の液体を排出することができます。巨大なゴム製スリーブは、耐摩耗性に優れています。このタイプのバルブには、手動、手動ギア、電気、油圧、または空気圧作動を装備できます。
石灰スラリーでうまく使用されている別のタイプのバルブは、スラリーナイフゲートバルブです。今日の業界では非常に多くの種類のナイフゲートバルブが利用可能です。フェイスシール、ウェッジシール、一方向、双方向などがあります…
石灰スラリーサービスで最高の性能を発揮するナイフゲートバルブのタイプは、ゲートの両側に2つの大きなゴムスリーブを備えた双方向バルブです。プッシュスルー設計のゲートバルブになります。プッシュスルー設計では、ゲートが押し下げられ、2つのゴムスリーブが分離されます。ゲートがゴムスリーブの底に達すると、硬化した固形物をバルブ本体の底から払いのけます。クロージャーごとに少量の液体と固体が排出されます。
また、バルブの上部には、ゲートに蓄積して硬化した可能性のあるスケールをこすり取るのに役立つ拭き取りポリウレタンシールがあります。テフロンやその他のコーティングをゲートに塗布して、耐スケール性を高めたり、発生したスケールを簡単にこすり落とすことができます。石炭火力発電所は、40年以上にわたってFGDスクラバーでこのタイプのバルブを使用してきました。
研磨サービス用のナイフゲートを選択するときは、100％フルポートのものを選択するのが賢明です。ゴム製スリーブは、配管の内径と100％同じである必要があります。ゴム製スリーブが配管の内径よりもわずかに小さい場合、スリーブのエッジは常に研磨剤の流れによって衝撃を受けます。一般に、ピンチバルブは石灰スラリーサービス用のどのゲートバルブよりもはるかに優れていますが、コストとサイズの関係から、ナイフゲートバルブの方が適していることがよくあります。
ポンピングライムスラリー
上記のバルブと同様に、石灰スラリーのポンプには多くの種類のポンプを使用できます。一部のタイプのポンプは石灰のスケーリングを受けやすく、大きな粒子が壊れると、大きな損傷を与え、ポンプに過度の修理を引き起こします。しかし、上記と同じ理由で、石灰スラリー用のより良いタイプのポンプとなる特定のタイプのポンプがあります。
あるポンプと別のポンプで生成される必要な流量によっては、特定のスタイルのポンプを使用せざるを得ない場合があります。必要な流量が毎分440ガロン以下の場合、蠕動ポンプがアプリケーションに最適なポンプになる可能性があります。ただし、ホースの寿命を最適化するには、メーカーが推奨するホースサイズを使用してください。毎分440ガロンを超えてポンピングする場合は、ゴムで裏打ちされた遠心ポンプが最良の代替手段となる可能性があります。
スラリーをポンピングする際の1つの特定の懸念は、粒子が懸濁液から沈殿しにくいように、スラリーの連続速度を維持することです。また、シールしないポンプは、スラリーのスケーリングに最適です。蠕動ポンプにはパッキンシールがなく、媒体と接触するのはホースだけです。これは通常、蠕動ポンプの唯一の摩耗部分です。
シングルローラーデザインとマルチローラーまたはマルチシューズ
図3。 シングルローラー設計の蠕動ポンプ。シングルローラーは、1回転に1回だけホースを圧縮するため、ホースの寿命が大幅に長くなり、運用コストが削減されます。シングルローラー設計では、ポンプが大きな熱を発生せず、毎分はるかに高い回転数で稼働できるため、ホースの寿命がさらに延び、運用コストが削減されます。
ペリスタルティックポンプは、高固形分スラリーを処理するための優れたポンプです。多くの石灰スラリーループの固形分は約30〜35％で、比重は約1.2〜1.35です。ピンチバルブに関する上記のすべての理由により、蠕動ポンプは基本的にピンチバルブとほとんど同じ特性を備えています。
蠕動ポンプにはゴムホースがあり、これを圧縮してスラリーをホースに押し込みます。蠕動ポンプにはポケット、空洞、空隙がなく、ゴムホースは耐摩耗性に優れています。
ペリスタルティックポンプは、吸引リフト作業にも優れており、ポンプやホースに損傷を与えることなく空運転することもできます。他のほとんどのタイプのポンプは、ポンプに損傷を与えることなく空運転することはできません。蠕動ポンプを使用する場合は、偏心シングルローラー設計の取得に集中する必要があります。この設計では、360度回転するごとに1回だけゴムホースを圧縮します。ホースの寿命は、ゴムホースを何回圧縮するかに大きく依存するため、これは重要です。
360度回転ごとにゴムホースを2回以上圧縮するポンプは、通常、偏心シングルローラー設計のホース寿命の1/2になります。また、ホースを圧縮するために2つの靴または金属バンプを利用する設計もあります。これらの設計は、ゴムホースに多くの摩擦と熱を発生させます。ゴムホースに大きな摩擦作用と熱を加えると、ゴムがさらに劣化し、ホースの寿命が大幅に短くなります。大きな摩擦と熱を発生させる2つのシューポンプは、熱を放散するためにハウジング内のグリセリンを増やす必要があります。
オハイオ州のある発電所は、2シュー設計の蠕動ポンプを使用しており、ホースが故障して故障するまでのホース寿命はわずか約518,000回転であると不満を漏らしていました。この発電所は、修理とメンテナンスの費用として、ポンプ1台あたり年間29,000ドル以上を費やしていることを共有しました。
図4。 上に描かれているのは、典型的なスラリー遠心ポンプです。通常、このタイプのポンプは、石灰スラリー処理用に裏打ちされたゴム製です。遠心ポンプは、440gpmを超える高流量に最適です。
彼らは、4インチのダブルシューデザインを2.5インチのエキセントリックシングルローラーデザインに置き換えました。ホースの寿命は5倍以上長くなり、270万回転以上になりました。偏心シングルローラー設計の蠕動ポンプを利用することで、メンテナンスコストを69％削減しました。現在、蠕動ポンプを所有していて、ホースの寿命とポンプの使用率に不満がある場合は、偏心ローラー設計の蠕動ポンプを調査することができます。
毎分440ガロンを超える流量がある場合は、スラリー遠心力設計を検討してください。インペラとスロート、ハウジングと排出口は、これらのポンプが受ける摩耗のためにゴムで裏打ちされています。これらのタイプの遠心スラリーポンプは、大きな粒子や固形物を含むスラリーを採掘するために設計されました。このポンプはあなたによく役立ちます。ポンプの直径は最大20インチで、一部のブランドではさらに大きくなっています。
結論
すべての媒体は固有であるため、特定の媒体には特定のスタイルのバルブまたはポンプの方が適している場合があります。石灰スラリーは、従来のバルブやポンプには見られない問題を引き起こす可能性のある媒体の1つにすぎません。上記のバルブとポンプは、非常に研磨性の高い固形物のスラリーを処理するのに優れています。
ピンチバルブと蠕動ポンプは、最大80％の固形分でも非常に高い固形分スラリーを処理できます。固形スラリーが多い場合は、ピンチバルブと蠕動ポンプまたは遠心ポンプを検討する必要があります。
空気圧で運ばれるものはすべて、ピンチバルブによって効果的に隔離できます。空気輸送では、バルブに小さな損傷と少量の漏れがあると、そのバルブの遮断機能が急速に低下します。ピンチバルブはバブルタイトであり、この急激な劣化に対してはるかに耐性があります。石灰はスケーリングし、ポケットやボイドに落ち着き、固化するため、多くのバルブやポンプで操作上の問題が発生します。
蠕動ポンプのフルポートゴムスリーブまたはストレートホースは、ゴムホースまたはスリーブのセルフクリーニングをもたらします。ピンチバルブと蠕動ポンプが石灰スラリーの取り扱いに非常に理想的である主な理由の2つは、材料を蓄積するためのポケットや空洞がないことです。
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