煤化工氧气球阀结构设计方案

煤化工氧气球阀结构设计方案

是为冶金行业在常温下输送氧气的需要而研制开发的特殊阀门。采用优质材料，先进结构，特殊工艺和检测手段，使该类球阀与原冶金企业用的铜截止阀比较有启闭迅速、灵活、密封可靠、结构紧凑、流阻特小等优点。根据氧气输送的特殊性，该球阀设计有防静电，耐火结构，各零部件在装配中严格进行脱脂处理。阀体等部件选用优质不锈钢并经酸洗、钝化，检查和试验用不含任何油脂的纯净自来水进行高压密封试验，用0.6Mpa气体做泄漏试验，阀门应无泄漏；经上述特殊工艺处理，此类球阀不仅操作快速灵便，流阻小，安全可靠，而且使用寿命长（密封副冲刷小）。

煤化工氧气球阀结构设计方案
（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（图4）。
（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。
（10）泄漏等级
切断阀的阀瓣和阀座采用金属密封的双向密封形式。金属密封轴承表面硬化处理后手工配对研磨，为压力密封设计，压力越大，密封越紧，可防止固体颗粒进入填料函。泄漏等级符合API598标准要求。

煤化工氧气球阀结构设计方案
在大型煤化工装置中,高温高压氧气管路和阀门是关键设备之一,苛刻的工况对气化炉装置阀门的设计提出了更高的要求。本文以GE气化炉流程中用到的氧气切断阀为例,从设计标准,材料选择,结构设计,计算校核和有限元分析五个方面阐述煤化工装置高温高压氧气切断阀的设计方法。在炼钢、切割钢件及煤化工的煤气化时，需要大量使用高纯度高压力的氧气，由于氧气助燃易爆，所以氧气管路必须使用专用阀门。氧气管路专用阀门的选型、结构、主体材料和处理(脱脂、防静电、禁油等)有一系列的措施和要求，保证用于氧气管路的阀门安全可靠。

煤化工氧气球阀结构设计方案以下几点结构特点：

1 双阻塞与排放

固定球阀采用弹簧预紧浮动阀座，无论阀门处于全开或全关状态时，上下游侧的阀座使流体阻断，阀体中腔滞留物通过排放阀排泄。

2 自动泄压

    阀门体腔停留介质温度升高而引起异常升压时，不需通过安全阀，而仅靠阀座功能就可自动泄压，这对保证阀门在输送液体介质时的安全性非常重要。

3 防火安全

    阀门都具备防火安全功能，其设计、制造均严格遵循API 607和API 6FA 规范要求，并通过机构试验验证。

4  密封紧急救护

    由于介质中的异物或火灾造成阀座密封意外失效，注脂阀提供了与注脂枪的快速连接，方便快捷地将密封脂注入到阀座密封部位，缓解泄漏。

 5 可靠的阀杆密封和低操作力矩

    除了设置标准密封套圈外，填料压盖上也设置了“O”型密封圈，双重密封保证了阀杆密封的可靠性；增设的石墨填料和密封脂注入使火灾后的阀杆泄漏降至。阀杆滑动轴承和止推轴承使阀门操作轻便。

 6 全通径或缩径

可根据需要选用全通径或缩径结构。全通径阀门流量孔径与管线内径一致,便于管线清扫。

7 阀杆加长

根据安装或操作的需要，可对阀门阀杆进行加长。加长杆球阀，特别适用于城市煤气等需要埋地铺设管线的场合。加长阀杆尺寸按客户需要确定。

8 操作灵活

采用具有小摩擦系数和良好自润滑性的特氟隆（TEFLON）阀座和阀杆轴承，大大地减少了阀门的操作扭矩。因此即使在没有提供密封润滑脂的情形下，也能够长期灵活自如地对阀门进行操作。

煤化工氧气球阀结构设计方案

煤气化装置中氧气管线控制阀及切断阀是氧气管网上的关键设备,也是事故多发源,因此氧气阀门的合理选型及安装至关重要。根据壳牌煤气化技术工艺特征,简要介绍了氧气阀门使用的严酷工况。依据国内外氧气阀门的相关规范,对氧气控制阀和切断阀的形式、材质、填料、硬化、防静电防火、脱脂禁油等方面进行了阐述,并对压力在3.0～10.0MPa之间阀门材质的选择进行了重点探讨,希望为大型化工装置中氧气阀门的选型及安装提供帮助。,高温高压氧气管路和阀门是关键设备之一,苛刻的工况对气化炉装置阀门的设计提出了更高的要求。本文以GE气化炉流程中用到的氧气切断阀为例,从设计标准,材料选择,结构设计,计算校核和有限元分析五个方面阐述煤化工装置高温高压氧气切断阀的设计方法。