現（xiàn）代（dài）煤化工（gōng）對閥門（mén）產品的要求越來越（yuè）高，煤化工行業到底有何（hé）特殊（shū）？小小閥門又（yòu）該如何適應煤化行業的艱難環境......
先來聊煤化工的那些事
大家都知道：煤化工是將煤通過熱加工和催化加工轉化為各種（zhǒng）燃料和化工產品的過程。
所以說呢（ne）？煤化工及煤製油項目首先要進行煤氣（qì）化，在高（gāo）溫下將煤（méi）、焦炭等固體燃料與氣化劑反應，轉化為氣體產物和（hé）殘（cán）渣。（而煤氣化所用的氣化劑主要為蒸（zhēng）汽、高壓高純度氧氣及其混合氣體（tǐ），氣化反應包括了（le）一係列均相與非均相化學（xué）反應。所得氣體產物因所用原料煤質、氣化（huà）劑的種類和氣（qì）化（huà）過程不同而具（jù）有不同的組成（chéng），可分為煤氣、半水煤氣及水煤氣等。）
在煤化（huà）工產業的煤製（zhì）油、煤製烯烴及大型煤化成套係（xì）統中，金屬密封耐磨球閥作為一種耐磨損的管路係統截斷及流量控（kòng）製的部件得到了極為廣泛的應用。
煤化工有哪些性能要求呢?
1.工況（kuàng）條件
首先，從（cóng）工（gōng）況條件說起，針對煤製油、油改煤及煤氣化等煤化工係統處於介質（煤渣）高硬度、高壓力及（jí）高溫度的工況：
閥門怎麽選？
閥門應具有耐磨、耐衝刷、防結垢、防結疤及快速切（qiē）斷等功能。閥門口徑大（一般為DN300～DN450）、啟閉頻繁且速度快（30min動作一次，5～10s/次），要求閥門密封（fēng）性（xìng）能（néng）好，可靠性高。
目前，特級耐磨球閥已廣（guǎng）泛用於德士古（gǔ）爐煤化工和煤製（zhì）油行（háng）業，其介質水煤（méi）漿中包含58%～67%的煤粉固體。黑水係統（tǒng）及灰漿係統中含有大量渣漿等特硬固體顆粒，在閥門腔體內（nèi）沉積、堵塞（sāi）或結（jié）垢，難於清除。
煤化工用閥門特殊要求
2.閥門材（cái）料
針對溫度的不同，閥門材料的選用也存在很大的區別：
Class600～1500的常溫（－29～200℃）耐磨球閥，閥體材料為ASTMA105碳鋼鍛製球閥，其球體選（xuǎn）用ASTMA182F304。對於（yú）有強腐蝕工況時，閥體（tǐ）材料可采（cǎi）用奧氏體不鏽鋼、雙相不鏽鋼、Inconel625（HastelloyC－276）。
Class2500的（de）高溫（wēn）（300～510℃）耐磨球閥閥體材料為A182F22或A182F347不鏽鋼（gāng）鍛（duàn）鋼，球體選用Inconel718。閥杆采用沉澱硬化不鏽鋼17－4PH或A638－660。
17－4PH沉（chén）澱硬化不鏽鋼和不鏽鋼常溫力學（xué）性能比較
3.工藝（yì）技術
金屬密封耐磨球閥結構適（shì）用於（yú）輸送黑水（shuǐ）、渣水及水煤漿等含固體顆（kē）粒的介質，閥門（mén）的球體和閥座用超音速噴塗（HVOF）JK117{（WC）/17Co}或閥座堆焊STL12#（D812）硬質合金，大（dà）規模（mó）生產時，應采用數控研磨中心對球（qiú）體和閥座實行高（gāo）精度的（de）研磨（mó）。閥杆有防止固體顆粒進入填料函的金屬和填料雙密封（fēng）結構（gòu）。閥座彈簧具有防止灰渣堵塞結構。球閥在其一側為最大工（gōng）作壓力（lì），另一（yī）側為大氣壓的最大壓差工況下，完成啟閉（bì）並保證可靠密（mì）封，水壓試驗的泄（xiè）漏等級應達到ANSI/FCI70－2的ClassⅤ級。
必知|煤化工球閥如何選型
浮動球閥（MOGAS產品（pǐn））
美國MOGAS雙金（jīn）屬閥座浮動球球閥，為介質出（chū）口端（duān）金屬密封，閥杆帶（dài）軸（zhóu）肩防飛出結構，閥（fá）座設計為刮刀式。閥門具有（yǒu）自（zì）泄（xiè）壓功能，符合抗（kàng）靜電及防火要求，依據NACEMR－0103進行防腐處理，並按（àn）需（xū）要配置閥門齒輪箱。
1通徑
采用ANSIB16.34標準規定。
2壓力等級
閥門（mén）的壓力等級（jí）符合訂貨規格及工藝管路等級要求，閥體壓力（lì）等級不低於法蘭等級。
3連接形式（shì）
球閥過程連接為法蘭連接（jiē）或對焊連接（jiē），法蘭標準依據ANSIB16.5，采用RF法蘭連接。對焊連接端部標準依據ANSIB16.25。
4結構長度
采（cǎi）用ANSIB16.10標準確定閥的（de）結構長度。
5閥體、閥蓋
均（jun1）選用（yòng）鍛件ASTMA105、ASTMA182F22、A182F347，對於需（xū）要防（fáng）硫化氫的閥（fá）門按照NACE要求進行熱處（chù）理。
6球體、閥座
球體為（wéi）不鏽鋼410SS，表麵高速（sù）氧（yǎng）火焰噴塗碳（tàn）化鉻合金（塗層耐（nài）溫815℃），硬度64HRC以（yǐ）上，厚度不小於0.3mm。閥座為Inconel718合金，同樣采用噴塗碳化鉻合金硬化（huà）處理。表麵高速（sù）氧火焰噴塗（tú）碳化鉻合金再熔融處理（耐溫815℃），塗層耐磨不易脫落。球麵硬度64HRC以上，厚度（dù）不小於0.3mm。球體（tǐ）與閥座手工配對研磨，密封檢驗完全滿足API598標準要求。閥座鋒利的邊緣（yuán）可對球體自刮擦自清潔，防止介質進入（rù）球體與閥座的密（mì）封麵而造成內漏和卡塞現象。
7碟簧
選用碟形結構彈簧，材料為In-conel718。碟簧的主要作用是為閥座和球體施加一個預緊力，保證球體與（yǔ）閥座緊密結（jié）合。當球體、閥座（zuò）受到熱脹發生位移時可（kě）有（yǒu）效回（huí）縮，防止球（qiú）體與閥座發生卡塞現象。碟簧後閥座腔倒角處理（角度經流（liú）體動力學計算），使固體顆粒不易堆積在（zài）閥座後麵而影響閥座的有效退讓。
8閥杆
閥杆材料（liào）選用17－4PH或A638－660。閥杆設計為雙密封（fēng）並有軸肩（jiān）防（fáng）飛出結構，帶彈簧預緊的填料壓蓋結構。閥杆設置有金屬密封軸承和（hé）填（tián）料雙重密封。
9填料
由3個模（mó）壓成（chéng）型組合純石墨環（Chesterton5300）和2個有Inconel合金絲編織成（chéng）的石墨抗擠壓環（Chesterton1601）組成，能承受（shòu）970℃的高溫。填料壓蓋帶有預載碟簧，填料壓蓋可持續壓緊填料不（bú）致發生（shēng）外漏現象。
10泄漏等級
切斷閥（fá）的閥瓣和閥座（zuò）采用金屬密封的（de）雙向密封（fēng）形式。金屬密封軸承表麵硬化處理後手工配對研磨，為壓力密封設計，壓力越大，密封越緊，可防止固體顆粒進入填料函。泄漏等級（jí）符合API598標準要求。
固定球閥（HARTMANN產品）
德國（guó）HARTMANN高壓固定球球球閥為（wéi）金屬雙向密封，全（quán）通（tōng）徑，雙流（liú）向，3片分體式結構。密封等級為（wéi）雙向ANSIClassⅥ級，閥體及承壓部件都采用鍛件。閥門依據標準API6D，防火標準（zhǔn）API607，同時符合TA－LUFT及USAEPA等標準。閥門為防吹出閥杆設計（jì），防（fáng）靜（jìng）電設計。閥體材質為DIN1.4470（相當於2205係列（liè）雙相不鏽鋼ASTMA8904A），球體材料為DIN1.4462（相當於2205係（xì）列雙相（xiàng）不鏽鋼（gāng）ASTMA182F51）。球體與閥座表麵均噴塗有碳化（huà）鎢或碳化（huà）鉻，其硬度值達到62～68HRC。對焊端連接的閥（fá）門其對焊端坡口符合ASMEB16.25的規定。
鍍層采用火焰噴塗與熱處理技術，在噴塗結束後（hòu），再對球體與（yǔ）閥座進行二次處理，即高溫加熱處理，使得金屬材質與鍍層材質之間融（róng）合，減少不同材質之間的隔閡，然後采用手工研磨（mó）的（de）技（jì）術，使得（dé）球體與閥座的光潔度均衡，保證球體（tǐ）與閥座的表麵緊密吻合。鍍層有效厚度為0.2～0.5mm。
閥座後（hòu）麵設有彈簧組件，彈簧（huáng）材質為（wéi）In-conelX750，且閥座前後墊片的密封（fēng）使得（dé）彈（dàn）簧內腔為封閉式設計，介質中的（de）顆（kē）粒無法進入到彈簧內腔中。另（lìng）外彈簧式的閥座設計，使閥座與球體之間緊密接（jiē）觸，無縫隙，因此避免了顆粒介質進入閥座（zuò）與（yǔ）球體之（zhī）間，從而避免了閥座與球體表麵的刮傷。閥座的獨（dú）特設計（jì）使得閥座與球體接觸部分實際上如刮削的作用，因此在實際操作中，對閥座與球體的接觸部分可（kě）以進行刀（dāo）刮的處理。
閥門為全通徑，上、下遊閥座對稱式設計，即閥門為（wéi）雙向對稱式密封結構，閥門無指定流向。因此在現場安（ān）裝（zhuāng）時，不存在流向問題。
閥門的密封等級滿足ANSIClassⅥ的標準，完全符（fú）合技術要求。
所有球閥都有上遊（yóu）、下遊兩個閥座，閥座與閥（fá）體采用分離形式，便於閥座的更換維修。閥座（zuò）密封麵與球體密封麵（miàn）100%接觸。
閥杆處采用雙密封的（de）形式，絕對無外漏。在最大壓差下，閥杆的最小橫（héng）截麵能承受（shòu）操（cāo）作扭矩。設計還考慮了足夠的安全裕量和（hé）執行機構的最大（dà）輸（shū）出扭矩。閥杆的最薄弱（ruò）部分位於閥體之外。
閥內腔可自動卸（xiè）放壓力（lì）。防火設計，防靜電設計與防吹出閥杆設（shè）計。
閥（fá）門額定的（de）壓力－溫度（dù）等（děng）級滿足ASMEB16.34的規定（dìng）。
閥體和球體（tǐ）等所有接液部件滿足NACEMR－0103和NACEMR－0175的要求。閥體腐蝕裕量不小於6mm。
閥門與執行機構之間的堅固支架是閥（fá）門（mén）長期動作性（xìng）能可靠的（de）保證。
比較與選型
球閥浮（fú）動球與固定球選型原則
煤製油工藝過程中對閥門提出高溫、高壓、耐磨（mó）、耐（nài）腐蝕、耐衝刷、抗熱循壞和零泄漏等要求。作為全通徑、大流量、低流阻、開關方便等優點的金屬密封（fēng）耐磨球閥將獲得快速發展，將逐步（bù）從低壓（yā）、常溫（wēn）到高（gāo）壓、高（gāo）溫，促進了球閥應用範圍的擴大和發展。
浮動球與固定球耐磨球閥各有特點（diǎn），各種選型（xíng）原則隻是在一般情況下的應用（yòng）原則（zé）。
隨著閥門生產技術的發展，浮動球球閥將可用於高壓力工況，固（gù）定球球閥也可以用於含固體顆粒介質工況。高（gāo）溫高壓金屬密封耐磨（mó）球閥在煤化工（gōng）產業（yè）的煤製（zhì）油、煤製烯烴及大型煤（méi）化成（chéng）套係統中的推廣應用，可替（tì）代進口的同類產（chǎn）品，提升我國高溫高壓耐磨球閥的技術水平，有效降低企業的設備采購成本。
