煤化工用锁渣阀讲稿(优质荟萃)
煤焦制氢装置锁渣阀的国产化应用与改进
- 40 -工 业 技 术煤焦制氢（简称POX）装置是以煤及石油焦为原料生产氢气，而生产氢气的装置对整个炼化企业是至关重要的。
POX 装置以水煤浆为原料在气化炉加压反应，气化后的煤渣在加压输送过程中，由于介质为高压煤粉及氮气，锁渣阀的阀体流道、球体、阀座及密封面必然会受到冲蚀和磨蚀，又由于在正常生产中锁渣阀的开关频率较高、压力和温度从高到低交替变化等因素，对锁渣阀的性能提出了较高的要求[1]。
1 POX 装置锁斗循环及相关阀门简介1.1 锁斗循环原理简介POX 装置的锁斗系统是一个定期收集和排放气化炉产出灰渣的水封体系，是确保气化炉连续运行的重要系统之一。
锁斗循环分为收渣、卸压、排渣和充压4个阶段（如图1所示），一个循环的时间大约为30 min [2]。
锁斗程序启动后，当排渣时间到时，锁斗进口阀关闭，锁斗循环泵入口关闭，循环阀打开，锁斗泵自身循环。
锁斗卸压阀打开，渣池溢流阀关闭，锁斗开始卸压，锁斗内压力卸至锁斗冲洗水罐12V103。
卸压后，关闭锁斗减压阀，打开自锁斗冲洗水罐12V103至锁斗的锁斗冲洗阀及自锁斗至渣池的锁斗出口阀，锁斗开始排渣。
排渣计时器开始计时，到达预定时间后，锁斗出口阀、锁斗冲洗阀关闭。
锁斗充压阀打开，用来自渣水处理单元高温热水泵13P101A/B 的高压灰水对锁斗进行充压。
当锁斗与气化炉之间的压差小于设定值时，充压阀关闭，锁斗进口阀重新打开。
与此同时，锁斗循环泵入口阀打开，循环阀关闭，锁斗开始收渣。
全部排渣循环（减压、排渣、充压）时间大约2 min。
锁斗循环重新开始。
为了保证气化炉安全运行， 锁斗顺控要求锁渣阀必须在10 s 内完成开启或关闭动作，否则，锁斗顺控程序将跳停，锁斗不能进行自动收渣、排渣。
1.2 锁斗相关阀门介绍一个气化炉典型的锁斗系统共需要配置24台锁渣阀（典型配置见表1），锁渣阀为固定球硬密封球阀，尺寸较大 （DN 450 mm ／ DN 400 mm），国内POX 装置基本以进口的ARGUS 阀体为主。
特种阀门在煤化工行业的应用
走 。下表是 国内外产品价格 比较 ，供大家参考 。 表 国外产 品和 国内产 品价格 比较 （ 参考 ）
进 口／台 １寸锁渣 阀 Ｏ 破渣机 洗涤塔泵
捞渣机
价 格 ／万元 约８ ０
约１ ０ ０ ０
国产 ／台 ｌ 寸锁渣 阀 Ｏ 破渣机 洗涤塔泵
Ｇｉ 通 用 机 轻 Ｍ
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图３黑水调节阀结垢状况
能源消耗大 国 ，近 些年 世界能源 紧缺 问题 日趋 突 出，尤
其是石油价格飞速上涨 已给发展 中国家带 来了 巨大的压
力。我国煤碳储量丰富，是近些年煤化工得以大力发展
的原 因之一 。而水 煤浆 汽化技术又是 目 煤化工发展的 前
主要技术之一 ，其工艺的特殊性需要相应的设备和装 备。水煤浆汽化工艺生产中会产生大量的黑灰水，这些
图６ 轨道球阀在洗涤塔 根部的应用
虽然 国内硬 密封 阀门制 造 已达到应 用水 准 ，但 制 造标准化 系列化 、规范化与 国外产 品还有些差距 。产
品的外观还不及 国外产 品漂亮 ，阀门配套的控制元器件 还基本选用进 口产 品，如 电磁 阀、汽控 阀等 。随着 国内
煤化工行业的持续发展 ，必定有大量的产品需求 。为此
不能维持 正常的 工艺 生产要求 ， 至导致一 些事故发 甚 一 生 。所 以将来这些 阀门必定要进行 维修或更换 ，这些
图４上锁渣阀在锁斗上的应 用
进 口阀门送去 国外维 修 ，显然是 不太可能的 ，到国外
锁渣阀G1610
G1610锁渣、锁斗阀及冲洗水阀一、应用场合概述煤气化装置锁渣阀用于煤气化后煤渣的排放，煤气化装置条件非常苛刻，煤制油、煤改油、煤气化等煤化工项目对阀门的要求非常严格，要求阀门具有高耐磨耐冲刷、防结垢、防结疤、快速切断等功能。
高压（一般采用Class600至Class900压力级）、高温、介质（煤渣）硬度非常高、启闭频繁（半个小时动作一次）、口径大（一般为DN300～DN450）、启闭速度快（一般为3秒至10秒）、而且要求煤气化阀门的密封性能好，可靠性高。
煤气化炉锁斗阀是煤化工装置中关键的主力控制阀门，由于使用工况要求很高，所以对煤化工用阀门的技术要求难度很大。
煤化工专用锁渣、锁斗阀及冲洗水阀的介质为含用固态矿渣和灰分的高温渣水，不但对阀体的流道具有较大的冲蚀，对阀门的球体及阀座等动部件及密封面冲蚀和磨蚀更大，要求阀内件必须经过高技术的硬化处理使阀门具有较高的耐磨性能。
产品除了考虑硬化材质硬度外，更重要的考虑到硬化工艺，以达到除了硬度指数以外的其它指数达到要求，如：厚度、与基材结合力度、在温度骤变工况的硬度值及结合力、局部超大压力因素、局部大颗粒因素。
由于集渣和排渣的周期为30分钟，因此在正常生产中该阀的开关次数频繁，高压到低压，高温到低温的交替变化较大，要求阀门除标准产品具有的非常好的使用寿命和较高的密封等级外，更要考虑完全满足严酷工况的设计和制造，检测工艺。
二、遵循的行业规范和标准G1610锁渣阀是固定球阀，其结构设计和生产工艺遵循以下标准和规范ASME 名称B16.5 钢管法兰及法兰配件B16.10 阀门的面对面和端对端尺寸B16.34 阀门—法兰形端部、螺纹端及焊接端FCI 70-2 控制阀门阀座泄漏结构特征两体式阀体结构弹簧加载式阀座密封防阀杆喷出本质火灾安全动负载阀杆填料应用范围口径：12＂/DN300；14＂/DN350；16＂/DN400；18＂/DN450；压力：ANSI CLASS 600 900温度：-46℃～+500℃硬化处理：HVOF或热熔喷涂处理三、产品规格范围及简介G1610锁渣、锁斗阀及冲洗水阀1、阀体结构为两片全通径、金属密封固定球式球阀，整体式法兰。
煤化工气化炉进口锁斗阀结构改进
煤化工气化炉进口锁斗阀结构改进摘要：本文介绍了煤化工部合成氨两台气化炉锁斗阀在使用过程中，出现前后有压差的情况下保不住压力造成密封泄漏，没有压差情况下密封性能完好，对阀门解体后从结构上进行原因分析，并进行改进，从改进后到现在，效果较好。
关键词：气化炉；锁斗阀；阀座；弹簧一、装置情况南化公司合成氨装置原设计规模为年产30万吨合成氨、52万吨尿素及其配套的4万Nm3/h氧气的空分。
2002年3月空分及合成氨装置开始试车，气化分别采用沥青和渣油为原料进行试车，2002年6月16日生产出合成氨。
2004年建设水煤浆气化装置，2006年1月煤气化投料试车成功。
气化工序采用8.7 MPa德士古激冷气化流程，四级闪蒸、压滤法炭黑回收流程。
来自大煤桨槽的煤浆，经高压煤桨泵加压后通过布置在气化炉顶部的工艺喷嘴，与氧气一起喷入气化炉，在气化炉内发生部分氧化反应，生成主要含CO+H2的粗煤气，经水急冷和多级洗涤除灰后送下游变换单元；对气化炉和碳洗塔排出的黑水进行四级闪蒸，回收灰水和热量，黑水中的碳黑及细灰经提浓、沉降、过滤后加以回收。
锁斗阀是气化炉的关键设备，控制流程特殊，阀门动作频繁。
由于该阀门工作条件在高压（8.7Mpa）、高温（110℃）和低压（大气压）、常温（57℃）交替变化，在任何情况下，阀门从全关到全开位置或从全开到全关位置的行程时间应小于10秒，阀门的开关次数频繁（每45分钟开、关一次），介质主要为：含渣热水，其中包含大约20%的固体颗粒和部分硫化氢气体等。
二、锁斗阀概况我国早期锁斗系统大都采用进口锁斗阀，其中德国Perrin公司锁斗阀应用较多。
南化公司煤化工合成氨气化炉使用的是Perrin公司锁斗阀。
Perrin公司生产的锁斗阀（图1）结构为双阀座、固定球体、金属硬密封，阀杆与球体由四方连接传动，阀座采用柱式弹簧环形分布。
图1三、问题分析Perrin锁斗阀使用中发现开关过程中前后有压差的情况下保不住压力造成密封泄漏，没有压差情况下密封性能完好，该阀解体后对各零部件检查分析有以下问题。
气化炉锁渣阀密封面改进及应用
气化炉锁渣阀密封面改进及应用摘要：本文介绍煤化工部合成氨两台气化炉工况发生变化，介质中有腐蚀性成分存在，导致球体、阀座密封面存在腐蚀严重现象，造成阀门使用一个周期内漏，通过对两台炉3台PERRIN 18"锁渣阀阀座结构改造，6台锁渣阀球体和阀座密封面新材料HVOF超音速喷涂，提升了锁渣阀耐腐蚀能力。
通过实践运行，锁渣阀使用周期延长到2个周期，为生产长期稳定进行提供了保证。
关键词：气化炉；锁渣阀；密封；HVOF1 概述煤化工部合成氨有两台气化炉A和B，两台炉子交替运行，每台炉子正常运行周期60天。
锁渣系统每台炉子有3台锁渣阀,分别是上锁渣阀KV52108/208，中锁渣阀KV52109/209，下锁渣阀KV52110/210，6台具锁渣阀为开关球阀。
锁斗锁渣阀运行为程序控制，锁斗入口阀KV52108/208打开，锁斗开始集渣，集渣时间45分钟，集渣结束，KV52108/208关闭，锁斗和气化炉隔离；锁斗排渣阀KV52110/210打开，锁斗排渣，排渣时间35S，锁斗排渣阀KV52110/210关闭。
锁渣阀工艺流程特殊，阀门动作频繁，上锁渣和中锁渣阀门工作条件在高压（8.5MPa）、高温（200℃）和低压（0.3MPa）、常温（60℃）交替变化，在任何情况下，锁渣阀门从全关到全开位置或从全开到全关位置的行程时间应小于10秒，阀门的开关次数频繁（每90分钟各开、关一次），上锁渣和中锁渣介质主要为渣固体颗粒，下锁渣介质主要为含渣热水。
硬度较高颗粒介质容易导致阀内件磨损而出现内漏和执行机构内件易磨损，影响阀门的开关。
由于锁渣阀位置关键，锁渣阀本身若出现问题，会引起气化炉停车。
2 修理情况阀门检修周期为一年，所有锁渣阀门软密封件自2011年进口配件改为国产，材质为夹316丝石墨垫，更换的主要内件材质（阀座：F316+NI60,球体：F316+NI62,阀杆：17-4PH+NI60,轴套：F51+NI60），2011年至2017年4月锁渣阀解体后普遍存在各零部件磨损、轻微腐蚀、密封面划伤等常见现象，2017年4月份开始，锁渣阀解体后普遍存在密封面腐蚀严重情况。
煤气化工艺中的特殊控制阀
因而阀门实际开 启力矩远远 大于一般流体 介质在相同压
力下的力矩 。
２阀门结构特点 ．
锁渣 阀 采用 的是 金属 硬密 封 固定式 球 阀结 构 ，该 阀与其他球阀相比 ，有许 多特 点 ：
１ 采 用全通 径 、防 火和 防静 电设计 。通道 圆整 平 ） 滑 ，流道 通畅 ，尽可能保证 介质不积沉 ，同时进 口 通道 表面增加 保护 层耐冲刷 。要求使 用开关球 阀 ，应按非 阻
３控制机构设计 ．
锁 渣 阀直接 参 与 了锁斗 系统 的程 序控 制 ，因此 对 于执 行机构及其附件 的选型也很重要 ，要求也很 高。 １执行机构必须是免维护的双作用气动执 行装置。 ） ２ 若锁 斗 系统 发生 故障 ，将导 致联 锁停车 并对 安 ）
全生 产构成 威胁 ，所 以要 求 一旦 发生停 电或停 气 ，阀 门应 自动处于 关闭状态 （ Ｃ 。 因此 ，阀门应 自带储 气 Ｆ）
中渣 的粒 度分 布 ：粒 度３ ０～５ ｍｍ的渣 体 占渣 水体 积 ０
的特殊控 制阀大多为进 口，价格 昂贵 ，占到整个装置设 备费用的２％以上 。特殊控 制阀工作是否稳定直接关系 ０ 到气化装置的安全生 产运行 。
的ｌ ％，ｌ ～２ｍｍ 的渣 体 占渣水 体积的５ ０ ０ ％，ｌｍｍ的 Ｏ 渣 体 占渣水体 积的 １％，５ ｍ ０ ～９ ｍ的渣体 占渣水体积 的
与轴孔、阀座与关闭件接触表面间产生严重摩擦，从而
Ｇ Ｍ 西 用 棚 麓
ｗ ． ｘｌｔ２１年 第１ Ⅳ ．ｅ ０１ 蜘 ］ 期
发生剧烈磨损 ， 阀门打不开或关不严 。 使
７ 具 有 中腔 自动卸 压功能 结构 设计 ，当阀 门关 闭 ） 后 ，阀 腔内压 力 高于关 闭压 力时 ，能 自动卸 压至 压 力
气化炉煤锁渣锁安全运行控制优化
3 煤锁、渣锁顺控的基本原理煤锁设有充压阀、泄压阀，用于煤锁充泄压，充压气体是来自煤锁气压缩机出口的煤锁气，泄压气通过煤锁气洗涤系统后进入气柜，做为煤锁气压缩机的入口气源，两台煤锁共同设置一台煤锁气抽射器，通过低压氮气来产生负压，将煤锁剩余煤气抽出，送至气化火炬燃烧处理。
当煤锁加煤时为常压状态，煤锁上阀打开将煤锁加满煤料。
加满煤料后将煤锁充压至与气化炉相同压力，并反复卸掉部分压力进行煤锁上阀的密封试漏。
试漏完成，打开煤锁下阀给气化炉下煤料。
煤锁料空后，关闭煤锁下阀，反复卸掉部分压力进行煤锁下阀的密封试漏，试漏完成，对煤锁进行加煤。
以上步骤反复执行供给气化炉煤料[3]。
气化炉排渣设备有下渣激冷室和渣锁，激冷室里为循环的冷却水，熔融状态的渣进入激冷水，瞬间炸裂，形成颗粒状的固态渣。
当渣锁排渣时，将渣锁上阀关闭，对渣锁上阀密封试漏，试漏满足条件，通过泄压阀门给渣锁泄压，泄压完成后，开渣锁下阀，排渣。
再关闭渣锁下阀，对渣锁充水、充压、试漏，开渣锁上阀正常接渣。
4 控制优化的风险辨识煤锁、渣锁正常运行过程中，存在煤锁上下阀、渣锁上下阀密封性差的可能，可能出现介质外泄，对环境和人身安全造成影响，并且对气化炉压力产生波动。
1 BGL气化炉概况BGL 气化炉是以块煤通过煤料床顶部的煤斗仓进入加压的气化炉。
块煤从储煤的圆形料仓经皮带输送运至气化炉上层煤仓。
煤仓中的煤料供给煤锁加煤。
通过煤锁的充泄压供给气化炉煤料，当块煤进入气化炉逆着向上的气流在气化炉中由上向下移动时，被干燥、脱出挥发分、气化、最终燃烧[1]。
在气化炉的基底，由喷嘴将水蒸气和氧的混合物喷入燃烧区，在这里氧和余下的焦反应释放出温度高于2000℃的高热，这样的高温足以使灰熔化，并提供热以支持气化反应。
熔化后的液态灰渣存留于气化炉底部渣池，当渣池积累到一定高度的时候，定时对渣池排渣，自动排入气化炉激冷室及渣锁水冷装置。
熔融状态的灰渣进入水冷装置后炸裂，形成一种无味的、不可渗滤的熔渣状玻璃质固体。
煤制油化工工程对阀门产品及供应商的要求
2012-4-15
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奥氏体不锈钢的问题
正因为如此，为抗高温硫化氢的腐蚀通常 阀门材料会选用奥氏体不锈钢。这样又有 可能出现不锈钢的氢脆、奥氏体不锈钢的 硫化物应力腐蚀开裂及堆焊层氢致剥离现 象等损伤。
2012-4-15
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综合性能
另外还有Cr-Mo钢的回火脆性破坏也曾是 举世瞩目的问题。而且，由于物流中存在 氨和硫化氢等腐蚀介质可能引起的损伤等 都是必须加以慎重考虑的。在这里我们还 要特别注意，由于煤直接液化反应中有油 煤浆的存在，所以，煤浆对阀门、管道、 设备等材料的磨损问题更是件必须要慎之 又慎进行考虑的大事。因此要求用于制造 阀门的材料具有令人满意的综合性能。
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强调几点
第二点：奥氏体不锈钢要进行固溶化热处理 （固溶化热处理温度1050℃±10℃），对 于321和347材料，还应进行稳定化热处理 （稳定化温度900℃±10℃）。奥氏体不 锈钢材料热处理后的冷却不采用水冷，而 是采用空冷。
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强调几点
第三点：所有阀门必须铸件进行射线检查， 检查的范围包括阀体(按ASME B16.34 图6、7、11)、阀板、阀盖铸钢件在凝 固过程中易产生缺陷和铸钢件的关键部 位、应力集中区域、承压能力薄弱的部 位。
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强调几点
2）上述铸造缺陷的焊补应在最终热处理之 前进行；当在射线探伤时发现有缺陷，且 属于可焊补修复的，允许进行1次补焊。 焊补后应重新拍片检验，检验合格后该铸 件必须重新进行热处理。源自2012-4-1536
强调几点
3）焊补应具备焊接规程及工艺鉴定证书， 填充金属的物理、化学性能及耐腐蚀性均 应与母体金属接近。 4）所有受压组件的缺陷最终热处理之后， 均不允许通过补焊进行修理
锁渣球阀的结构原理技术
锁渣球阀的结构原理技术1. 概述锁渣球阀是一种专门用于输送高粘度、高分子、含有颗粒物质或者晶体物质的介质的阀门。
它利用球体作为截断元件，采用反向冲洗式的渣孔结构，能够有效防止介质中的渣块或者晶体物质卡住阀门，保证阀门的正常运行。
本文将详细介绍锁渣球阀的结构原理和技术特点。
2. 结构原理锁渣球阀由阀体、阀座、阀门、球体、渣孔等零部件组成。
阀体和阀门之间的密封面采用内装式密封结构，即阀门的外表面与阀座内的密封表面配合密封。
此外，阀门底部的浮球组件能够避免废液或者颗粒物质积聚形成截流，保证阀门通畅。
渣孔采用反向冲洗式设计，能够有效清理介质中的渣块或者晶体物质。
3. 技术特点3.1 适用范围广锁渣球阀能够适用于输送各种高粘度、高分子、含有颗粒物质或者晶体物质的介质，例如，涂料、粘合剂、尿素、金属铸造和处理行业的熔铸液等。
由于其独特的结构，锁渣球阀的使用范围不受介质粘度、流量大小、压力高低的限制。
3.2 渣孔设计独特与传统的阀门相比，锁渣球阀采用反向冲洗式渣孔结构。
在阀门关闭时，渣孔的贯通方向与管道方向垂直，可以避免介质中的颗粒物质堵住渣孔，保证了渣孔通畅，阀门运行正常，同时也便于对阀门结构进行清洗维护。
3.3 密封性能优异锁渣球阀采用内装式密封结构和嵌式橡胶密封圈的配合方式，密封性能非常好，可以确保阀门的密封性和运行平稳。
在介质密度较大或者流量较大的情况下，锁渣球阀仍然可以保证密封性能，防止介质外泄，减少对环境的污染。
3.4 长寿命和维护方便锁渣球阀采用高质量的阀门和球体材料，经过严格的生产工艺，具有很长的使用寿命。
在阀门出现故障或者需要维护的时候，只需要拆下阀门底部的浮球组件，再通过反向冲洗式渣孔结构进行清洗和维护即可。
4. 总结锁渣球阀具有结构独特、技术先进、适用范围广、密封性能优异、使用寿命长和维护方便等优点，越来越受到广泛的认可和应用。
在今后的工业应用中，锁渣球阀将会继续发挥重要作用。
气化炉锁渣阀的使用
2.3.2固定球阀球和阀轴联接结构
固定球阀球和阀轴三种联接方式：球上开四方型槽或平行槽，阀
轴磨成四方或平面。各自硬化处理
后，进行组装联接。平行槽比四方槽
加工更简单一些。有的厂家为了降低
成本，不硬化处理直接使用，这种方
式最简单，成本最低，但使用效果最
(图3)
(3)背压弹簧故障
球阀的密封是靠阀座紧紧贴在阀球 上密封的，而阀球又是转动的，所 以阀座必须是浮动的，阀座后面有 背压弹簧支撑阀座才能浮动。12” 以下阀门的弹簧一般采用板簧，12” 以上采用柱型簧，也有蝶型簧、蛇 型簧等，但没有绝对界限，各生产 厂家有各自技术特点。为了避免煤 渣进入弹簧或板簧，造成弹簧不能 动作，各厂都采取O型圈密封的方 法，隔绝流体与弹簧(如图8)
(图5)
当前国内各个煤化工厂家使用的锁渣阀，无论进口或国产阀，大 都是三片式或一偏两片式固定式球阀，因为该结构加工容易，成 本较低，竟争力较强，但故障率相对高。
下面就锁渣阀经常出现的几种故障原因做一下分析：
(1)间隙磨损故障
四方槽或平行槽联接方式，经过几个月工艺 运行，阀球的四方槽、平行槽和阀轴的四方键 、平行键均有不同程度磨损（如果没经过硬化处 理的，则时间更短一些。）紧配合变成间隙配 合，如果是花键联接，时间长了，也会出现紧配 合变成间隙配，如图6。
F = 1 πd2p×0.15×2 (公式1) 4
其中：F=磨擦力，单位牛顿/平方米；P=工作压力； d=阀轴直径；0.15=磨擦系数；2=两个轴
因此，该型球阀会在工作一段时间以后，磨擦力逐渐增加，以至后 来气动执行机构推不动球阀，出现卡住。如果调高气源压力，球阀 还可以工作一段时间，直到气源压力无法增加或是再增加也无用， 彻底卡死为止。
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1号锁渣阀 2号锁渣阀
下锁渣阀
注：水煤浆加压气化工艺排渣系统流程示意图
专业类别
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1.12 锁渣阀使用工况
在某操作压力6.5Map、日投产煤量705t的水煤浆气化装置，锁渣阀 所通过的夹带灰渣约270℃的黑水：正常排渣时为1057kg/h，最大为 13700kg/h，渣水混合，其中灰渣占50%，灰渣的颗粒一般为：3mm ～50mm。黑水介质中含有水、CI、H2S、Fe2O3、SiO2、Al22O3等 成分，过程具有化学腐蚀和机械磨蚀，因此锁渣阀主要使用在灰水、煤 浆、氮气、固体粉末及颗粒等介质工况中。
7.阀座 8.轴承套
17.密封件 18.填料压套
9.阀杆 10.密封件
19.垫片
12
➢对分式硬密封球阀设计特点：
①结构设计理念 阀门采用固定球两体对中设计，球杆
采用一体式设计，可以保证球体的对中 性，使阀门的使用寿命有了保证，也使 阀杆不会飞溅出去。球杆的材料选用， 球体采用不同种材质，球体采用奥氏体 不锈钢，阀杆采用17-4PH材质，既保 证了球体硬化处理的材质要求，又保证 了阀杆的强度。（见图示1）
专业类别
6
（5）加工难度大 由于水煤浆工况用硬密封球阀的密封面均采用超硬 材料或表面硬化处理，用普通刀具无法加工，即使能加工其加工精度也 不能满足要求，同时还要求加工设备具有足够的强度，因此选择合适的 刀具非常重要。
专业类别
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锁渣阀工作原理
专业类别
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煤气化装置上使用的锁渣阀
专业类别
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shell装置上使用的锁渣阀
④自然的防静电结构设计 金属硬密封球阀的阀体、阀座、球体等金属零部件紧密接触，自然
形成了静电通道。因此，金属硬密封球阀不需要试制专门的防静电 装置。 （见图示3）
阀体、阀座、球体紧密接触 自然形成防静电通道
图示`3
专业类别
ห้องสมุดไป่ตู้14
⑤双阻断设计 双阻断功能，金属硬密封固定球阀
一般采用阀前阀座密封结构。金属 硬密封固定球阀的两个阀座能独立 切断进口端和出口端的介质，实现 双阻断功能。（见图示4）
锁渣阀知识讲座
专业类别
1
主要内容
❖锁渣阀简介 ❖锁渣阀特点介绍 ❖锁渣阀的应用领域 ❖锁渣阀的未来发展前景
专业类别
2
1.1 锁渣阀简介
锁渣阀，也称之为锁斗阀，一般采用气动两位开关球阀，是液态排 渣的水煤浆，多元料浆和干煤粉气流床加压气化装置上最重要的阀门 。每台气化炉设置3台锁渣阀，气化炉激冷室或破渣机下部与锁斗相 连的管道上，即锁斗入口侧有2台锁渣阀，通常称为上锁闸阀，其中1 号锁渣阀受程序控制，大约30min开关一次，而2号锁渣阀常开，在 线备用，以备其中1号锁渣阀出现泄漏等故障随时投入使用。当气化 炉激冷室液位低，引起气化炉保安系统联锁动作时，1号锁渣阀也联 锁关闭，以防止气化炉工艺气窜入锁斗系统造成不良后果。锁斗排放 口也有1台锁渣阀，通常称为下锁渣阀，该阀的下口与大气想通，锁 渣阀参加气化炉的排渣程序控制，受高温、高压灰渣的直接磨蚀，开 关频繁，要求在高压差情况相爱实现双向密封。
1.13 锁渣阀使用要求
①要求使用开关球阀，应按非阻塞流开关设计，最小100000次承受压 力和温度循环操作。
②阀门要求双向密封，在正向和反向的双向流动方向，在下游压力为 大气压力下得最大压差时，达ANSI B16.104 class v 级密封要求。
③要考虑在介质冲击、腐蚀和磨蚀下，阀内件和流道的材料有最好的 可用性。
④阀门设计的超压范围大于其最大工作压力的150%。 ⑤要求快速动作，从“全通到全关”或“全关到全通”的动作时间为 3S ～ 8S,并确保阀门动作到位。
专业类别
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1.14 锁渣阀技术要求
（1）密封比压高 水煤浆工况用硬密封球阀由于采用金属材料为密封 面，所需要的密封比压比软密封要搞得多，因此如何从设计上保证适当 的密封比压，提高零件的形位公差以及提高表面光洁度十分重要。 （2）球体表面硬度高 煤粉颗粒的硬度较高，此工况情形下，在阀门 关闭的状态是要求球体表面硬度层有较高的硬度，否则当阀门开启的过 程中会有煤粉颗粒镶嵌在球体表面上，从而破坏球体表面，以至于影响 到阀门的整体密封性能。 （3）喷焊层结合强度高 煤粉在管线中的流动速度很快，因此要求球 体密封面必须有较高的硬度和强度，同时还要求所有喷焊材料和基本材 料有较高的结合强度，以及基体材料本身的强度较好，这样喷焊层才不 能从基体表面脱落，从而失去密封性能。 （4）自洁功能 煤浆的吸附性较强，容易粘在球体表面。在阀门启闭 过程中，介质颗粒被带到阀座与球体的密封面之间，破坏了球体与阀座 之间的密封副，从而影响阀门的密封性能，使阀门的使用寿命大大缩短 。这就要求阀门具有很好的“自洁”功能，从而保证球体和阀座密封副 不被破坏。
专业类别
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1.2 锁渣阀特点介绍
➢常用锁渣阀类型
三体式气动锁渣阀
对分式手动锁渣阀
专业类别
两体式锁渣阀
对分式气动锁渣阀
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➢对分式硬密封球阀结构示意图：
专业类别
零部件名称
1.阀体
11.支架
2.垫片
12.阀杆
3.弹簧
13.轴承套
4.撑圈
14.密封件
5.密封件
15.填料套
6.“0”型圈
16.“0”型圈
②自清洗设计 刮削设计，阀座采用金属宽带自刮削式 结构，可以对阀球表面实现自清洗，防 止灰渣堵塞在密封面上。（见图示2）
专业类别
球杆一体式结构
图示1
金属宽带 自刮式结构
图示 2
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③完全的防火结构设计 固有的防火设计，阀门的密封面采用金属对金属密封结构，填料采
用柔性石墨，中口密封垫片采用不锈钢＋柔性石墨的，因此阀门即 使在火灾情况下也能确保可靠性的密封。
锁渣阀使用位置关键，技术要求高，造价昂贵，颇受业内人士关注 。
专业类别
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1.11 锁渣阀在气化排渣系统上的工艺分析
水煤浆加压气化工艺排渣系统 流程图1。气化炉内气化压力通 常在2.7Map～8.5Map,而渣池 通大气，要使炉内的灰渣排到渣 池，必须将介质的压力减至常压 。当2号锁渣阀打开、下锁阀关 闭时，锁斗与气化炉处于一个系 统，压力相等，此时可以将气化 炉内的黑水收集到锁斗；相反， 当2号锁渣阀关闭，而下锁阀打 开时，锁斗与渣池处于同一系统 ，压力相等，此时可以将锁斗内 的黑水排入渣池（见图示）。