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环境艰险的煤化工现场,阀门家族该如何生存?

818 0 2018-5-29 22:55 发布者: 岁月无痕

现代煤化工对阀门产品的要求越来越高,煤化工行业到底有何特殊?小小阀门又该如何适应煤化行业的艰难环境......先来聊聊煤化工的那些事大家都知道:煤化工是将煤通过热加工和催化加工转化为各种燃料和化工产品的过程 ...

现代煤化工对阀门产品的要求越来越高,煤化工行业到底有何特殊?小小阀门又该如何适应煤化行业的艰难环境......

先来聊聊煤化工的那些事


大家都知道:煤化工是将煤通过热加工催化加工转化为各种燃料和化工产品的过程

所以说呢?煤化工及煤制油项目首先要进行煤气化,在高温下将煤、焦炭等固体燃料与气化剂反应,转化为气体产物和残渣。(而煤气化所用的气化剂主要为蒸汽高压高纯度氧气及其混合气体,气化反应包括了一系列均相与非均相化学反应。所得气体产物因所用原料煤质、气化剂的种类和气化过程不同而具有不同的组成,可分为煤气、半水煤气及水煤气等。)

在煤化工产业的煤制油、煤制烯烃及大型煤化成套系统中,金属密封耐磨球阀作为一种耐磨损的管路系统截断及流量控制的部件得到了极为广泛的应用。


煤化工阀门有哪些性能要求呢?

1.工况条件

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:

阀门怎么选?

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。

煤化工用阀门特殊要求

2. 阀门材料

针对温度的不同,阀门材料的选用也存在很大的区别:

1


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)。

2.


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。


17-4PH沉淀硬化不锈钢和不锈钢常温力学性能比较

                                                                                                    3.工艺技术

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。


必知 | 煤化工球阀如何选型


浮动球(MOGAS产品)

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

1
通径

采用ANSIB16.34标准规定。

2
压力等级

阀门的压力等级符合订货规格及工艺管路等级要求,阀体压力等级不低于法兰等级。

3
连接形式

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。

4
结构长度

采用ANSI B16.10标准确定阀的结构长度。

5
阀体、阀盖

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。

6
球体、阀座

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。

7
碟簧

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.。

8
阀杆

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。

9
填料

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。

1

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