金屬密封全焊接球閥的選型及應(yīng)用

　金屬密封全焊接球閥是近年來(lái)技術(shù)發(fā)展最快的閥類之一，作為一種用來(lái)實(shí)現(xiàn)要求耐磨損的管路系統(tǒng)截?cái)嗉傲髁靠刂频牟考?，廣泛應(yīng)用于開發(fā)煤基液體燃料，推進(jìn)煤炭液化工程建設(shè)，促進(jìn)煤炭開發(fā)力度和轉(zhuǎn)化，發(fā)展大型煤化工成套設(shè)備、煤制油、煤制烯烴等。

  二、煤制油工藝過(guò)程及優(yōu)缺點(diǎn)

　1. 煤制油工藝過(guò)程煤制油工藝是以煤炭為原料，通過(guò)化學(xué)加工方法將固態(tài)的煤轉(zhuǎn)化合成為液態(tài)的石油燃料產(chǎn)品，其工藝可分為直接液化和間接液化。

　直接液化直接液化是先將煤炭磨成煤粉與溶劑配制成油煤漿，然后在高溫、高壓下將煤中復(fù)雜的有機(jī)高分子結(jié)構(gòu)直接轉(zhuǎn)換為較低分子液體燃料，在精制后制得優(yōu)質(zhì)的油品。工藝過(guò)程如圖1所示。該流程優(yōu)點(diǎn)是：

  1)液化油效率高，可高達(dá)63%～68%；煤消耗量小，生產(chǎn)1t液化油，需消耗洗精煤2.4t左右。

　2)餾分油以汽油、柴油為主，目標(biāo)產(chǎn)品的選擇性相對(duì)較高。

　3)油煤漿進(jìn)料設(shè)備體積小，投資低，運(yùn)行費(fèi)用低。

　該流程缺點(diǎn)是：

　1)反應(yīng)條件相對(duì)較苛刻，液化壓力、溫度要求過(guò)高，液化壓力達(dá)到17.0～30.0MPa，液化溫度430～470℃。

　2)出液化反應(yīng)器的產(chǎn)物組成較復(fù)雜，液、固兩相混合物由于黏度較高，分離相對(duì)困難。

　3)氫耗量大，一般在6%～l0%。

　(2)間接液化間接液化是將煤炭在高溫下氣化， 轉(zhuǎn)化為合成氣(一氧化碳和氫氣)，再經(jīng)過(guò)費(fèi)-托合成可制得優(yōu)質(zhì)燃料(汽油、柴油和航空燃料)和化工原料。

　該流程優(yōu)點(diǎn)是：

　1)合成條件較溫和，反應(yīng)壓力2.0～3.0MPa，反應(yīng)溫度低于350℃。

　2)轉(zhuǎn)化率高，如SASOL公司SAS工藝采用熔鐵催化劑，合成氣的一次通過(guò)轉(zhuǎn)化率達(dá)到60% 。

　該流程缺點(diǎn)是：

　1)反應(yīng)物均為氣相，設(shè)備體積龐大，投資高，運(yùn)行費(fèi)用高。

　2)煤基間接液化全部依賴于煤的氣化。

　3)合成副產(chǎn)物較多，目標(biāo)產(chǎn)品的選擇性相對(duì)較低。

　4)煤消耗量大。

  金屬密封耐磨球閥特殊要求及特點(diǎn)

　1. 特殊要求

　使用溫度最高 550℃。閥座密封等級(jí)要達(dá)到ANSI/FCI 70-2的ClassⅤ級(jí)/API 598。動(dòng)作時(shí)間5～10s(氣動(dòng)裝置)。閥門動(dòng)作頻繁，采用高強(qiáng)度軸承及高性能的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。硬密封的球體和閥座都進(jìn)行表面硬化處理。介質(zhì)為飛灰或煤渣+N2，有很強(qiáng)的腐蝕性。用于渣水介質(zhì)的閥門，既要耐磨，同時(shí)也要耐強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)的侵蝕。介質(zhì)含酸性物質(zhì)，閥門材料應(yīng)符合NACE MR-0103、NACE MR-0175要求。閥門中與介質(zhì)接觸的零部件禁銅?，F(xiàn)場(chǎng)儀表及附件防護(hù)等級(jí)達(dá)到IP65～68，防爆等級(jí)達(dá)到ExdⅡCT4。

　2. 特點(diǎn)

　1 ) 超高耐磨性采用球面和閥座噴涂WC(碳化鎢)，噴涂層厚度為0.2～0.4mm，硬度為65～70HRC，具有很高的耐磨壽命。

　2)耐腐蝕對(duì)于渣水類有腐蝕性的閥體材料介質(zhì)采用奧氏體不銹鋼、雙相不銹鋼、英康乃爾合金，具有良好的耐蝕性。

　3)密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用彈簧加力閥座，使閥座向球體移動(dòng)，高精度加工技術(shù)確保密封等級(jí)，滿足ANSI/FCI 70-2的ClassⅤ級(jí)/API 598密封試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。

　4)雙密封閥座每個(gè)閥座是獨(dú)立可浮動(dòng)的，設(shè)計(jì)成由內(nèi)壓自動(dòng)密封(雙活塞效應(yīng))來(lái)切斷介質(zhì)，是雙向雙密封型(DBB)。

　5) 閥桿防噴出設(shè)計(jì) 閥桿為與球體分離結(jié)構(gòu)，并按ASME B16.34、API608、ISO 17292(BS 5351)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行防噴出設(shè)計(jì)。

　6)公稱通徑全通徑結(jié)構(gòu)(最小通徑按API 6D規(guī)定)。

　7)可操作性所有球閥可配手動(dòng)操作器或1/4轉(zhuǎn)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置(法蘭按照ISO 5211配置)

　8)氣動(dòng)裝置選型合理的氣路配置確保閥門開關(guān)時(shí)間滿足要求。

  特級(jí)耐磨球閥技術(shù)說(shuō)明

　1. 材料

　Class600～1500lb(1lb=0.45kg，下同)級(jí)的常溫(-29～200℃)級(jí)耐磨球閥，閥體材料為ASTM A105碳鋼鍛鋼球閥，它的球體選用ASTM A182 F304。對(duì)于有強(qiáng)腐蝕工況時(shí)， 閥體材料可采用奧氏體不銹鋼、雙相不銹鋼、Inconel625(HastelloyC-276)。Class2500lb級(jí)的高溫(300～510℃)級(jí)耐磨球閥，閥體材料為A182 F22或A182 F347不銹鋼鍛鋼閥體，球體選用Inconel718。

　2. 設(shè)計(jì)

　金屬密封耐磨球閥設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)適用于輸送介質(zhì)為黑水和渣水及水煤漿等含固體顆粒的介質(zhì)，該類介質(zhì)的耐磨球閥的球體和閥座用超聲速噴涂(HVOF)JK117{(WC)/17Co}；或閥座堆焊STL12#(D812)硬質(zhì)合金， 球體用超聲速噴涂(HVOF) J K117{(WC)/17Co}。