煤化工阀门有哪些性能要求 - 专业阀门论坛_阀门技术|阀门标准|阀门资料

首先，从工况条件说起，针对煤制油、油改煤及煤气化等煤化工系统处于介质（煤渣）高硬度、高压力及高温度的工况：

阀门应具有耐磨、耐冲刷、防结垢、防结疤及快速切断等功能。阀门口径大（一般为DN300～DN450）、启闭频繁且速度快（30min动作一次，5～10s/次），要求阀门密封性能好，可靠性高。

目前，特级耐磨球阀已广泛用于德士古炉煤化工和煤制油行业，其介质水煤浆中包含58%～67%的煤粉固体。黑水系统及灰浆系统中含有大量渣浆等特硬固体颗粒，在阀门腔体内沉积、堵塞或结垢，难于清除。

Class600～1500的常温（－29～200℃）耐磨球阀，阀体材料为ASTM A105碳钢锻制球阀，其球体选用ASTM A182F304。对于有强腐蚀工况时，阀体材料可采用奥氏体不锈钢、双相不锈钢、Inconel625（HastelloyC－276）。

Class2500的高温（300～510℃）耐磨球阀阀体材料为A182F22或A182F347不锈钢锻钢，球体选用Inconel718。阀杆采用沉淀硬化不锈钢17－4PH（表2）或A638－660。

金属密封耐磨球阀结构适用于输送黑水、渣水及水煤浆等含固体颗粒的介质，阀门的球体和阀座用超音速喷涂（HVOF）JK117{（WC）/17Co}或阀座堆焊STL12#（D812）硬质合金，大规模生产时，应采用数控研磨中心对球体和阀座实行高精度的研磨。阀杆有防止固体颗粒进入填料函的金属和填料双密封结构。阀座弹簧具有防止灰渣堵塞结构。球阀在其一侧为最大工作压力，另一侧为大气压的最大压差工况下，完成启闭并保证可靠密封，水压试验的泄漏等级应达到ANSI/FCI70－2的ClassⅤ级。

美国MOGAS双金属阀座浮动球球阀，为介质出口端金属密封，阀杆带轴肩防飞出结构，阀座设计为刮刀式。阀门具有自泄压功能，符合抗静电及防火要求，依据NACEMR－0103进行防腐处理，并按需要配置阀门齿轮箱。

（1.阀杆2.阀杆导向环3.阀杆密封轴承4.填料防护环 5.复合填料6.执行器固装支架7.填料压盖 8.阀杆上的“T”标志9.刻线）

球阀过程连接为法兰连接或对焊连接，法兰标准依据ANSIB16.5，采用RF法兰连接。对焊连接端部标准依据ANSIB16.25。

均选用锻件ASTM A105、ASTM A182 F22、A182 F347，对于需要防硫化氢的阀门按照NACE要求进行热处理。

球体为不锈钢410SS，表面高速氧火焰喷涂碳化铬合金（涂层耐温815℃），硬度64HRC以上，厚度不小于0.3mm。阀座为Inconel718合金，同样采用喷涂碳化铬合金硬化处理。表面高速氧火焰喷涂碳化铬合金再熔融处理（耐温815℃），涂层耐磨不易脱落。球面硬度64HRC以上，厚度不小于0.3mm。球体与阀座手工配对研磨，密封检验完全满足API598标准要求。阀座锋利的边缘可对球体自刮擦自清洁，防止介质进入球体与阀座的密封面而造成内漏和卡塞现象。

选用碟形结构弹簧，材料为In-conel718。碟簧的主要作用是为阀座和球体施加一个预紧力，保证球体与阀座紧密结合。当球体、阀座受到热胀发生位移时可有效回缩，防止球体与阀座发生卡塞现象。碟簧后阀座腔倒角处理（角度经流体动力学计算），使固体颗粒不易堆积在阀座后面而影响阀座的有效退让（图3）。

阀杆材料选用17－4PH或A638－660。阀杆设计为双密封并有轴肩防飞出结构，带弹簧预紧的填料压盖结构。阀杆设置有金属密封轴承和填料双重密封（图4）。

由3个模压成型组合纯石墨环（Chesterton5300）和2个有Inconel合金丝编织成的石墨抗挤压环（Chesterton1601）组成，能承受970℃的高温。填料压盖带有预载碟簧，填料压盖可持续压紧填料不致发生外漏现象。

切断阀的阀瓣和阀座采用金属密封的双向密封形式。金属密封轴承表面硬化处理后手工配对研磨，为压力密封设计，压力越大，密封越紧，可防止固体颗粒进入填料函。泄漏等级符合API598标准要求。

德国HARTMANN高压固定球球球阀为金属双向密封，全通径，双流向，3片分体式结构。密封等级为双向ANSIClassⅥ级，阀体及承压部件都采用锻件。阀门依据标准API6D，防火标准API607，同时符合TA－LUFT及USAEPA等标准。阀门为防吹出阀杆设计，防静电设计。阀体材质为DIN1.4470（相当于2205系列双相不锈钢ASTMA8904A），球体材料为DIN1.4462（相当于2205系列双相不锈钢ASTMA182F51）。球体与阀座表面均喷涂有碳化钨或碳化铬，其硬度值达到62～68HRC。对焊端连接的阀门其对焊端坡口符合ASMEB16.25的规定。

镀层采用火焰喷涂与热处理技术，在喷涂结束后，再对球体与阀座进行二次处理，即高温加热处理，使得金属材质与镀层材质之间融合，减少不同材质之间的隔阂，然后采用手工研磨的技术，使得球体与阀座的光洁度均衡，保证球体与阀座的表面紧密吻合。镀层有效厚度为0.2～0.5mm。

阀座后面设有弹簧组件，弹簧材质为In-conelX750，且阀座前后垫片的密封使得弹簧内腔为封闭式设计，介质中的颗粒无法进入到弹簧内腔中。另外弹簧式的阀座设计，使阀座与球体之间紧密接触，无缝隙，因此避免了颗粒介质进入阀座与球体之间，从而避免了阀座与球体表面的刮伤。阀座的独特设计使得阀座与球体接触部分实际上如刮削的作用，因此在实际操作中，对阀座与球体的接触部分可以进行刀刮的处理。

阀门为全通径，上、下游阀座对称式设计，即阀门为双向对称式密封结构，阀门无指定流向。因此在现场安装时，不存在流向问题。

所有球阀都有上游、下游两个阀座，阀座与阀体采用分离形式，便于阀座的更换维修。阀座密封面与球体密封面100%接触。

阀杆处采用双密封的形式，绝对无外漏。在最大压差下，阀杆的最小横截面能承受操作扭矩。设计还考虑了足够的安全裕量和执行机构的最大输出扭矩。阀杆的最薄弱部分位于阀体之外。

阀体和球体等所有接液部件满足NACEMR－0103和NACEMR－0175的要求。阀体腐蚀裕量不小于6mm。

煤制油工艺过程中对阀门提出高温、高压、耐磨、耐腐蚀、耐冲刷、抗热循坏和零泄漏等要求。作为全通径、大流量、低流阻、开关方便等优点的金属密封耐磨球阀将获得快速发展，将逐步从低压、常温到高压、高温，促进了球阀应用范围的扩大和发展。

随着阀门生产技术的发展，浮动球球阀将可用于高压力工况，固定球球阀也可以用于含固体颗粒介质工况。高温高压金属密封耐磨球阀在煤化工产业的煤制油、煤制烯烃及大型煤化成套系统中的推广应用，可替代进口的同类产品，提升我国高温高压耐磨球阀的技术水平，有效降低企业的设备采购成本。

阀门产品在煤化工领域需求量越来越大，更对阀门的适应性提出了更多的要求，煤化工球阀作为煤化工中最常见的阀门至关重要。