煤化工閥門技術改進

                            上海申弘閥門有限公司

    zui近，中國閥協在北京召開了“煤化工關鍵閥門國產化準備工作會議"，此次會議主要參會人員有閥門行業內10家煤化工閥門骨干企業的主要領導及技術負責人，中閥協秘書長宋銀立和中國機械工業聯合會楊鐵成主任等。上海申弘閥門有限公司主營閥門有：截止閥,電動截止閥,氣動截止閥,電動蝶閥,氣動蝶閥,電動球閥,氣動球閥,電動閘閥,氣動閘閥,電動調節閥,氣動調節閥，減壓閥。水力控制閥、真空閥門、襯膠閥門、襯氟閥門。
據悉，為滿足我國能源結構調整的需要，研制開發大型煤化工成套設備被列入國家大力發展的16項重大技術裝備任務之一，大型煤化工成套設備的國產化工作也成為重點任務，國家能源局也于2013年11月下旬召開“煤化工關鍵設備國產化啟動會"，煤化工關鍵閥門作為國產化工作之一，為做好會前準備工作，中閥協專門召開此次工作會議，以此推進煤化工關鍵閥門國產化工作。
會上，各參會領導匯報了各企業煤化工關鍵閥門的國產化方案，對煤化工所用閥門的品種、種類、技術參數、攻關難點及國產化現狀作出了詳細的介紹。現代煤化工主要包括煤制油、二甲醚、煤制烯烴、煤制乙二醇、煤制天然氣等有機原料。以其產業鏈且資源轉化率較高的特性成為煤化工發展的主流。

未來煤化工將在哪些領域，以什么速度發展，將取決于煤化工本身技術的進展以及石油供求狀況和價格的變化。從近期來看，鋼鐵等冶金工業所用的焦炭仍將依賴于煤的焦化，而煉焦化學品如萘、蒽等多環化合物仍是石油化工所較難替代的有機化工原料；
煤的氣化隨著氣化新技術的開發應用，仍將是煤化工的一個主要方面；將煤氣化制成合成氣，然后通過碳一化學合成一系列有機化工產品的開發研究，是近年來進展較快，且引起關注的領域；從煤制取液體燃料，無論是采用低溫干餾、直接液化或間接液化，都不得不取決于技術經濟的評價。
【煤化工行業標準】
GB/T 23251-2009 煤化工用煤技術導則

煤氣化工況非常嚴苛，對閥門要求非常高，常規的閥門已無法滿足使用要求。目前大型煤化工的關鍵閥門（煤粉進料閥、鎖渣閥、高壓氧氣切斷閥和氮塞球閥、高壓氧氣調節閥、高壓黑水和灰水切斷閥、高壓黑水閃蒸閥等）還是大部分依賴進口。
經過與會一天的交流和討論，大家結合目前煤化工應用現狀及企業研制能力，初步形成煤化工關鍵閥門國產化實施方案；對于已有大量應用業績且技術成熟的閥門，如：氣化裝置煤漿閥、煤粉切斷閥、鎖渣閥、黑水、灰水切斷閥、放料閥、氧氣氮氣閥等，可以直接國產化；待研發的產品包括：合成氣切斷閥及調節閥、分子篩軌道球閥、大口徑防喘振三偏心蝶閥、壓縮機防喘振調節閥、低溫蝶閥及陶瓷偏心旋轉閥。需要突破的技術難點包含：結構設計與流場分析；耐磨涂層的設計與選擇；涂層耐磨材料的加工與檢測；工況模擬型式試驗；氣固兩相的沖蝕；蝶版、軸變形與強度分析；快關與密封性能及動作的可靠性等。

會議認為：隨著科學技術的發展，煤化工工藝的不斷創新，其裝置向高參數、大型化方向發展，對閥門提出更高、更苛刻的要求。我國閥門行業近年來通過自主創新，消化吸收引進技術和技術改造，研發能力、工藝裝備、產品設計制造水平和產品質量都有明顯提高，為國家重大技術裝備國產化，如核電、火電、天然氣長輸管線等均作出了重要貢獻，取得了豐碩的成果
煤化工產業的煤氣化技術
石油資源緊缺是一個影響中國發展的大問題，但中國的煤炭資源非常豐富，因此，采用煤炭代替石油在中國得到了迅速的發展，大量的煤化工項目以及煤制油項目正在我國興建。煤化工及煤制油項目首先要進行煤氣化，煤氣化是將煤、焦炭等固體燃料，在高溫下與氣化劑反應，轉化為氣體產物和少量殘渣的過程。煤氣化用的氣化劑主要是水蒸氣、空氣(或氧氣)或它們的混合氣，氣化反應包括了一系列均相與非均相化學反應。所得氣體產物視所用原料煤質、氣化劑的種類和氣化過程不同而具有不同的組成，可分為空氣煤氣、半水煤氣、水煤氣等。煤氣化過程可用于生產燃料煤氣，作為工業窯爐用氣和城市煤氣，也用于制造合成氣，作為合成氨、合成甲醇和合成液體燃料的原料。
煤氣化爐是煤化工產業的，粉煤氣化技術是發展煤基化學品、煤基液體燃料、IGCC發電、多聯產系統、制氫等工藝過程的共性技術和關鍵技術。由于合成氨、甲醇、二甲醚、煤制油、煤制烯烴等產業的快速發展，中國的煤炭氣化工藝正由老式的UGI爐塊煤間歇氣化迅速向*粉煤氣化工藝過渡，呈現出對各類粉煤氣化技術裝備的強勁需求。上世紀80年代，我國引進了魯奇固定床、U-gas流化床、德士古氣流床煤氣化技術，近期又形成新一輪引進殼牌技術的熱潮，世界上所有的類型煤氣化技術在我國幾乎都有應用。氣化工藝按進料方式不同分干煤粉進料和水煤漿進料，按爐內氣流方向分上行和下行兩類，按換熱方式分廢鍋型和直接水激冷型，按噴嘴的數量和布置分單噴嘴直噴和多噴嘴對噴，按氣化爐內是否襯有耐火保溫材料分熱爐壁和水冷壁，按進料方式分一段式和兩段式等等。
煤化工產業的煤氣化裝置用閥門
煤化工及煤制油項目首先要進行煤氣化，煤氣化裝置鎖渣閥用于煤氣化后煤渣的排放，煤氣化裝置條件非常苛刻，煤制油、煤改油、煤氣化等煤化工項目對閥門的要求非常嚴格，要求閥門具有高耐磨、耐沖刷、防結垢、防結疤、快速切斷等功能。高壓（一般采用Class600至Class900壓力級）、高溫、介質（煤渣）硬度非常高、啟閉頻繁（半個小時動作一次）、口徑大（一般為DN300～DN450）、啟閉速度快（一般為3秒至10秒）、而且要求煤氣化閥門的密封性能好，可靠性高。
煤氣化爐鎖斗閥是煤化工裝置中關鍵的主力控制閥門，由于使用工況要求很高，所以對煤化工用閥門的技術要求難度很大。超達閥門公司成功研制出煤氣化裝置用鎖渣閥（又稱鎖斗閥），密封件硬度提高到HRC62～70，壓力class150～class900，公稱通徑DN100～500mm，*符合煤化工的工況要求。煤氣化裝置用鎖渣閥各項性能達到或優于國外同類產品，于2006年投入批量生產，廣泛應用于煤制油、煤改油、煤氣化、煤化工等工程項目。
據超達閥門總工程師邱曉來介紹：目前*zui大的氣化裝置-南化德士古87kg水煤漿氣化項目、目前*單套合成氨zui大裝置-云南沾化50萬噸合成氨煤氣化裝置、目前*zui大的煤制油項目-神華集團煤制油工程煤制氫和煤液化系統都采用了超達閥門公司生產的金屬硬密封高溫球閥/鎖渣閥，替代同類進口產品，為重大裝備國產化做出了應有的貢獻。與本文相關的論文有：礦山電動插板閥