简述煤化工产业及其硬密封球阀的选型运用

在我国的煤化工的主要生产中其主要是以煤为主要原料，再经过实际的化学加工以后让煤直接转换成液体、气体以及固体等化学性过程。依据相应的产品对象与实际生产工艺的不同可以为煤电石、煤液化以及煤焦化和煤气化等相关产业链。其中，煤电石与煤焦化都属于比较传统的煤炭性工业。在煤制油燃料与制醇醚燃料都归属于如今的煤化工范围之内。但是，煤的相关气化工业占有十分重要的作用，其主要用于多种气体性燃料，可以有效提高人们的保护环境与实际生活水平，除此之外，相应的煤制气主要是由液体性燃料和其他种类化工中的重要资源。煤制油就是煤在高压与高温的情况下进行加氢所生产出来的化学品与石油等过程。煤化工行业实际情况比较特殊，这就对阀门的相应要求就会很高，而为了进一步满足比较特殊的要求，就要从阀门中比较核心的结构与工艺上进行简单的设计介绍。因此，本文就针对煤化工产业及其硬密封球阀的选型用做了简要分析，希望通过本文的研究可以给相关的技术人员提供参考。

1 有关煤化工的主要工艺技术

   1.1 有关煤制油的主要工艺

在相关的煤油工业中其主要分为间接液化与直接液化两种。在直接液化中它主要是先将溶剂和煤粉进行配置，并且在高压、高温以及相应加氢的实际处理下直接转成油品。而在间接的液化体制中主要是将煤炭直接在高温下进行液化，然后在催化剂处理下进行加氢的处理来形成油品。间接的液压与直接液压制油共同特征是易燃、高温以及腐蚀与磨损等，都有较高的技术难度与风险。

 1.2 煤直接液化的相关工艺流程

将煤直接进行液化被称作是煤的加氢液化，其主要是说在高压和高温的情况下，积极采用加氢的主要方式让煤直接转换为实际液化烃的实际过程。因为加氢程度与供氢方式有着诸多不同，也有着不同的直接液化方式，直接加氢的液化产物被称作是石油，其可以进一步做成液体燃料，在直接的液化中其使用的氢气一般情况下都是由水蒸气与煤进行直接反应所制取的。在煤的直接液化方式中因为氢的实际消耗量比较大，以及压力也比较大，所以相关设备的实际投资也就变的比较大，相对成本也比较高。

  1.3 有关煤间接性的化工流程

在煤的间接液化中其主要是将煤直接制成相应的合成气体，在通过相应的催化作用把合成气体直接转换成相应的烃类物质，以及含氧的化合物质。因为低碳以及甲醇的相应抗爆性比较好，可完全替代汽油等产品。但是，其二甲醚中的十六烷浓度比较高，是很好的柴油替代品。在最近几年中，还不断开发了将甲醇直接转换为汽油的相关技术，进一步促进了煤的间接液化技术的未来发展。

  2 有关煤化工的主要发展趋势

在最近几年中，随着国民经济的持续、高速发展，相应的化工产品与能源都有了更高的要求，其相应的要求也在不断增长，其中，煤化工的实际领域与能源都占了十分重要的地位。在我国能源总消耗中，煤炭占了67%，天然气占了3%，石油占了24%，水电占了5%，以及相应的核能占了1%。油品消耗以及石油紧缺现象已经变的日益突出，甚至对一些进口的依赖也比较严重。而在我国的振兴规划与石化产业的实际调整中都有比较明确的提出，要积极引导相关行业的快速发展。同时，也要相应的抓好煤制烯烃、煤制油以及煤制天然气等相关工程。而在未来的几年发展中，国家还想要投资诸多人民币在相关煤化工的实际生产中，一直到2020年在中国的煤制油的相关能力上能达到上千万吨，将大大缓解进口原油的实际依赖压力。煤的间接液化与直接液化主要是以柴油、汽油与相关的航空煤油为主要依据，其产品的工艺技术与市场潜力都比较大，相应的工艺创新性也比较高，同时也是中国发展企业中十分重要的发展方向。

 3 有关煤化工中所用到的硬密封球阀

煤制油的实际生产设备中主要是由相应的反应炉与罐釜以及相应的管道为主要系统组成结构，阀门是最重要的控制性设备。比较通用的阀门有截止阀、球阀、闸阀以及止回阀等相应阀门中所需要承受的高压以及高温等常见现象，其主要核心是要选用高压高温的金属球阀结构为最主要结构模式，这就比较符合相关阀门中高新科技的不断发展。因为相应的煤化工行业实际情况比较特殊，这就对阀门的相应要求就会很高，而为了进一步满足比较特殊的要求，就要从阀门中比较核心的结构与工艺上进行简单的设计介绍。

  3.1 核心的零件工艺

（1）在硬密封球芯作为球阀的比较重要的核心部件，因为对表面的粗糙度与硬度以及圆度等，再加上其实际的自身特征，利用比较普通的设备进行加工时比较困难的，尤其是相应的磨设备还没有较多的生产厂家，大部分的球阀都只能依靠国外进口设备，满足相应的特殊要求。日前，在国际上的一些技术比较成熟其工艺也比较先进，主要方法为超音速式喷工艺以及喷涂的工艺。

热喷涂的实际工艺：相应的喷焊工艺主要是指在进行喷焊的过程中对合金加工和实际工艺的规定，让相应的合金在球体表面就开始进行熔化，并形成熔层的主要方式。其中最终的沉淀物就直接导致了机体形成和金属的结晶性组织形成了合金性物质。

相应的超音喷涂实际工艺：超音喷绘的实际工艺技术是如今比较先进的喷绘技术，其主要是充分利用了燃烧能与电能为主要原料，将相应的喷绘材料直接加热并熔化，并进行高速喷绘的实际处理过程，形成比较特性技术。具有很高的硬度与强度。

有关球芯磨削的实际工艺：为了进一步保证球阀的相对密封性，对球芯的表面以及其实际圆度都有十分重要的技术要求，因此就要对球芯进行表面的粗磨，同时积极采用具有金刚石的砂条进行精磨，来充分保证零件的实际尺度精度。

（2）有关阀座以及球芯的相关研究

因为球阀的实际密封是球芯与阀座一起作用进行实现的，由于要将阀座的球面和密封面进行配研，来充分保证阀门的吻合度，最终达到相应的密封要求。

3.2 相关的阀门结构

在煤化工中其主要使用的是硬密封阀的结构，主要分为三片式、两片式以及偏心阀门等。

 3.2.1 有关两片式的球阀

在两片式球阀中其主要固定球结构与浮动球的结构。

浮动式的阀结构：

该结构比较简单，并且阀座的球芯还具有中心性功能，以及弹性的加载也提供了预紧力性平稳，除此之外还提高了实际装配的效率同时也减少了实际加工工序，与此同时也节约了实际成本有效的提升了阀门泄露与其使用等级。这种阀门的使用多用在中小口径与中级的压力级等一些介质的管道上，起到了一定的切断性作用。

图1 浮动球球阀

有关固定球的硬密结构：

这种阀门主要才用的是双向动态的密封形式，就是在左右阀座的后面进行弹簧的补偿，换句话说就是相关阀座的磨损进行补偿，以及双向的密封。这种结构其实际驱动比较小，而且机构的刚性也较好，以及内部的密封结构可以充分实现结构的互换，来不断增加其排污、泄压等多方面功能。对于这种阀门通常情况下均使用在易燃易爆与高温等管道上。

3.2.2 三片式的球阀结构

这种阀门主要是根据高压工况与高温工况，因此要以阀内与阀体等采用锻件毛坯的形式，充分保证维护及阀体所利用的三片式固定球阀体。在阀门的阀杆外还增添了定位轴套，让相应的介质实际推力的作用下由轴套承受，而且相应的阀杆只能受到一定的扭应力，并相应的减少了其阀门的扭矩。除此之外，相应的阀杆还设有防冲台，其定位套可以积极的防止阀杆由于介质的压力而提高冲出。这种阀门多采用在气体的传送与高压的煤粉中进行直接切断。

图2 三片式球阀

3.2.3 偏心球阀

在偏心球阀中主要采用的利用偏心结构进行直接铸造的形式，其可以由多种形式，在密封的部位上是环形的平台。因为相应的阀门可以采用单面密封以及耐高温性，所以通常用在可以进行调节的管道上。

图3 偏心球阀

  3.2.4 上装式的球阀

这种方式主要特征是阀杆与球芯以及底轴的实际采用顶部安装方式进行设计，就是在很高的高压下也可以保持其球体的中心性位置，要比阀杆与阀芯保持一定的平稳性，在双向的动态结构设计中，要充分避免阀卡死。相应的阀体与球芯的实际表面在机械喷绘的时候会直接喷涂碳化钨，主要是为防冲刷以及防磨损等现象。经过对整体机体进行特征性设计，让相应的阀门可以很容易的实现维修行为。在这种阀门的特殊压力下，可防止相应的管道发生泄露等现象。

图4 上装式球阀

3.2.5 V型球阀

在该种阀门中其主要特征是球体和阀座所采用的弹簧支撑形式。在弹簧的弹性形变中可以让阀座与球体之间产生直接的接触，尽管是磨损也会产生自动性补偿。除此之外，对那些具有特别的设计还要充分避免其机构的失效性，以及相关阀门不能限位等多种问题。球芯和阀杆主要采用的是比较普通的连接方式。其相应的回差比较小、可靠性也比较高以及相应的承载力也比较强，这种阀门也通常用在液体介质的切断中与实际调节中。如图：

图5 V型球阀

 4 结语