現代煤化工（gōng）對閥門產品的要求越來越高，煤化工行業到（dào）底有何特殊？小小（xiǎo）閥門又該如何適應煤（méi）化行業的艱難環（huán）境......

先來聊煤化工的（de）那些事
大家都知道：煤化工是（shì）將煤通（tōng）過熱加（jiā）工和催化加工轉化（huà）為各種燃料和化工產品的過程。
所以說呢？煤化工及煤製（zhì）油項目首先要進行煤氣化，在（zài）高溫下將煤、焦炭等固體燃料與氣化劑反應，轉化（huà）為氣體產（chǎn）物和殘渣。（而（ér）煤氣化所用的氣化劑主要為蒸汽、高壓高純度氧氣及其混合氣體，氣化反應包括了一係（xì）列均相與非均相化學反應。所得氣體（tǐ）產物因（yīn）所用原（yuán）料煤質、氣化劑的種類和氣化過程不同而具有不同的組成（chéng），可分為煤氣、半水煤氣及水煤氣（qì）等。）
在煤化工（gōng）產業的煤製油、煤製烯烴及大型煤化成套係統中（zhōng），金（jīn）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製（zhì）的部件得到了極為廣泛的應用。
煤化（huà）工有哪些性（xìng）能要求呢?
1.工況條件
首先，從工況條件（jiàn）說起，針（zhēn）對煤製油、油改煤及煤（méi）氣（qì）化等煤化工（gōng）係統（tǒng）處於（yú）介質（煤渣）高硬度、高（gāo）壓力及高溫度的工況：
閥門怎麽選？
閥門應具有耐磨、耐衝刷、防結垢、防結疤及快速切斷等功能。閥門口徑大（一般為DN300～DN450）、啟閉（bì）頻（pín）繁且速度（dù）快（30min動作一次，5～10s/次），要求閥（fá）門（mén）密封性（xìng）能好，可靠性（xìng）高。
目前，特級耐磨球閥已廣泛用於德士古爐煤化（huà）工和煤製油行業，其介質（zhì）水煤漿中包（bāo）含58%～67%的煤粉固體（tǐ）。黑水係統及灰漿係統中含有大量渣漿等特硬固體顆粒，在閥門腔體內沉積、堵塞或結垢，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（de）選（xuǎn）用也存在很大（dà）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，其球體選用ASTMA182F304。對（duì）於（yú）有強腐蝕工況時，閥體材料可采（cǎi）用（yòng）奧（ào）氏體不鏽鋼、雙相不鏽鋼、Inconel625（HastelloyC－276）。
Class2500的高溫（300～510℃）耐磨球閥閥體材（cái）料為A182F22或A182F347不鏽鋼鍛鋼，球體選（xuǎn）用Inconel718。閥杆（gǎn）采用沉澱硬（yìng）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性能比較
3.工藝技術
金屬密封耐磨球閥結構適用於輸送黑水（shuǐ）、渣水及水（shuǐ）煤漿等含固體顆粒的介質，閥門的（de）球體和閥座用超音速噴（pēn）塗（HVOF）JK117{（WC）/17Co}或閥座堆焊STL12#（D812）硬質合金，大（dà）規模生產（chǎn）時（shí），應采用數控研磨中心對球體和閥座實行高精度的研磨。閥杆有防止固體顆粒進入填料函的金屬和（hé）填料雙密封結構。閥座彈簧具有（yǒu）防止灰渣堵塞結構。球閥在其一（yī）側（cè）為最大工作壓力，另一（yī）側為大氣壓（yā）的最大壓差工況下（xià），完成啟閉並保證可靠（kào）密封，水壓試驗的泄漏等級應達到ANSI/FCI70－2的ClassⅤ級。
必知|煤化工（gōng）球閥如何選型
浮動球閥（MOGAS產品）
美國MOGAS雙金（jīn）屬閥座浮動球球閥（fá），為介質出口端金屬密（mì）封，閥杆帶軸肩防飛出結構，閥座設（shè）計為刮刀式。閥門具有自泄壓（yā）功能，符合抗（kàng）靜電（diàn）及防火要求，依（yī）據NACEMR－0103進行防腐（fǔ）處理，並按需要配置閥（fá）門齒輪箱。
1通徑（jìng）
采用ANSIB16.34標準規定。
2壓（yā）力等級
閥門（mén）的壓力等級符合訂貨規格及工藝管路等級要求，閥體壓力等級不低於法蘭等級。
3連接形式
球閥過程連接（jiē）為法蘭連接或對焊連接，法蘭標準依據ANSIB16.5，采用RF法蘭連接。對（duì）焊連接端部標準依據ANSIB16.25。
4結構長度
采用ANSIB16.10標準確定閥的（de）結構長度。
5閥體（tǐ）、閥蓋
均選用鍛件ASTMA105、ASTMA182F22、A182F347，對於（yú）需要防硫化氫的閥門按照NACE要求進行熱處理。
6球體、閥座
球體為不鏽鋼410SS，表麵高速氧火焰噴塗碳化鉻合金（塗層耐溫815℃），硬度64HRC以上，厚度不小於0.3mm。閥座為Inconel718合金，同樣采用噴塗碳（tàn）化鉻合金硬化處（chù）理。表麵高速氧火焰噴塗碳化（huà）鉻合金再熔融處理（耐溫815℃），塗（tú）層耐磨不易脫落。球麵硬度64HRC以上，厚度不小於0.3mm。球體（tǐ）與閥（fá）座（zuò）手工配對研磨，密封檢驗完全滿足API598標準要求。閥座（zuò）鋒（fēng）利的邊緣可對球體自刮擦自清潔，防止介質進（jìn）入球體（tǐ）與閥座的密封麵而造成內漏和卡（kǎ）塞現象。
7碟簧
選（xuǎn）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（gè）預緊力，保證球體與閥（fá）座緊密結合。當（dāng）球體、閥座受到熱脹發生位（wèi）移時可有效（xiào）回縮，防止（zhǐ）球體與（yǔ）閥座發生卡塞現（xiàn）象。碟簧後閥座腔倒角處理（角度經流體（tǐ）動力（lì）學計算），使固體顆（kē）粒不易堆積在閥座後麵而影響閥座的（de）有效退（tuì）讓。
8閥杆
閥杆材料選用17－4PH或A638－660。閥杆設計為雙密封並有軸肩防飛出結構，帶彈簧預緊（jǐn）的填料壓蓋結（jié）構。閥杆設置有金屬密封（fēng）軸承和（hé）填（tián）料雙重（chóng）密封。
9填（tián）料
由3個模壓成型組合純石墨環（Chesterton5300）和2個有Inconel合金絲編織成（chéng）的石墨抗擠壓（yā）環（Chesterton1601）組成，能承受970℃的高溫。填料壓蓋帶有預載碟簧，填料壓蓋可持續壓緊填（tián）料不致發生外漏現象。
10泄漏等級
切斷閥的閥瓣和閥座采用（yòng）金屬密封的（de）雙向密封形式。金屬密封軸承表麵硬（yìng）化處理後手工配對研磨，為壓（yā）力密封設計，壓力越大，密封越緊，可（kě）防止固體顆粒進入填料函。泄漏（lòu）等級符合API598標準要求。
固定球閥（HARTMANN產品）
德國HARTMANN高壓固（gù）定球球球閥為金屬雙向密封，全通徑（jìng），雙流向，3片分體式結構。密封等級為雙向ANSIClassⅥ級，閥（fá）體及承壓部件都采用鍛件。閥門依據標準（zhǔn）API6D，防火標準API607，同時符合TA－LUFT及USAEPA等標準。閥（fá）門為（wéi）防吹出閥杆設計，防靜電設（shè）計（jì）。閥體材質為DIN1.4470（相當於（yú）2205係列雙相不（bú）鏽鋼ASTMA8904A），球體材料（liào）為DIN1.4462（相當於（yú）2205係列雙相不鏽（xiù）鋼ASTMA182F51）。球體與（yǔ）閥座表麵均噴塗有碳化鎢（wū）或碳化鉻，其硬（yìng）度值達到62～68HRC。對焊端連接的閥門其對焊端坡口符合ASMEB16.25的規（guī）定（dìng）。
鍍層采（cǎi）用火焰噴塗與熱處理技術，在噴塗結束後，再對球體與閥座進行二次處理，即高溫（wēn）加熱處理，使得金屬材質與鍍層材質之間融合，減少不同材質之間的隔閡，然後采（cǎi）用手工研磨的技（jì）術，使得（dé）球體（tǐ）與閥座的（de）光潔度均衡，保證球體與閥（fá）座的（de）表麵緊密吻（wěn）合。鍍層有效厚度為0.2～0.5mm。
閥座後麵設有彈簧組件，彈（dàn）簧材質為In-conelX750，且（qiě）閥座前後墊片的密封（fēng）使得彈簧（huáng）內（nèi）腔為封閉式（shì）設計，介質中的顆粒無法進入到彈簧內腔中。另外彈簧式的閥座設計，使（shǐ）閥座與球體之間緊密接觸，無縫隙，因此避免了顆（kē）粒介質進入閥座（zuò）與球體之間，從而避免了閥（fá）座與球體表麵的刮傷。閥座的獨特設計使得閥座與球體接觸部分實際上如刮削的作用，因此在（zài）實際（jì）操作（zuò）中，對閥座與球體的（de）接觸部分可以進行刀刮的處理。
閥門為全通徑，上、下遊閥座對稱式設計，即（jí）閥門為雙（shuāng）向（xiàng）對稱式（shì）密封結（jié）構，閥門無指定流（liú）向。因此在現場安裝時，不存在流向問題。
閥門的密封等級滿足（zú）ANSIClassⅥ的標準，完全（quán）符合技術要求。
所有球閥都有上遊、下遊兩個閥座，閥座與（yǔ）閥體采用分離形式，便於閥座的更換維修。閥座密封麵與球體（tǐ）密封（fēng）麵100%接觸。
閥杆（gǎn）處（chù）采（cǎi）用雙密封的形（xíng）式，絕對無（wú）外漏（lòu）。在（zài）最大壓差下，閥杆（gǎn）的最小橫截麵能承受（shòu）操作（zuò）扭矩。設計還考慮（lǜ）了足（zú）夠的（de）安全裕量和執行機構的最（zuì）大輸出扭矩。閥（fá）杆的最薄弱部分位於閥體之（zhī）外。
閥內腔可（kě）自動卸放壓力（lì）。防火（huǒ）設計，防靜電設（shè）計與（yǔ）防吹出閥（fá）杆設計。
閥門額定的壓（yā）力－溫度等級滿足ASMEB16.34的規定。
閥體和球體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（háng）機構之間的堅固支架是閥門長期動作性能可靠的保證。
比較與選型
球閥浮動球與（yǔ）固定球選型原則（zé）
煤製油工藝過程（chéng）中對閥門提出高溫、高壓、耐磨（mó）、耐腐蝕、耐衝刷、抗（kàng）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（děng）優點的金屬密封耐磨球閥將獲得快速發展，將逐步從低壓（yā）、常溫到高壓、高溫，促進了球閥應用範圍（wéi）的擴大和發展。
浮（fú）動球與固定球耐磨球閥各有特點（diǎn），各種選型原則隻是（shì）在一般情況下的應用原則。
隨著閥門生產技術的發展，浮動球球閥將可用於高壓力工（gōng）況，固定球球閥也可（kě）以用於含固體顆粒介質工況。高溫高壓金屬密封耐（nài）磨球閥在煤化工產業的煤製油、煤製烯（xī）烴及大型煤化成套係統中（zhōng）的推廣應用，可替代（dài）進口的同類產品，提（tí）升我（wǒ）國高溫（wēn）高壓耐磨球閥的（de）技術水平，有效降（jiàng）低企業的設備采購成本（běn）。