引言

煤化工中，煤原料含有的固体颗粒、灰份、硫份以及生产后产生的灰渣、细粉、黑灰水等，这些成分都会对阀门产生不利的影响。阀门需满足可靠性和密封性要求外，还必须达到耐磨损、耐腐蚀、耐冲刷、防结垢等要求，才能保证装置的安全可靠运行。气化装置的激冷水泵进出口切断阀、高压灰水泵进出口切断阀、低压灰水泵进出口切断阀、黑水过滤器切断阀、黑水切断阀等位置，介质为黑水、灰水，容易积渣结垢，通常使用金属硬密封球阀。由于在这几个位置上应用的阀门开关频率低，在正常生产时为全开，停车时为关闭，2、3个月甚至更长时间才动作一次。由于这些球阀长时间的不动作，阀体内又存在死腔，介质不流动或者流动不畅，导致阀门内结垢情况十分严重。球体表面结垢后，易造成阀门卡阻、抱死，开关不到位，甚至无法工作的情况。使用轨道球阀的情况下，轨道球阀虽然能够关闭，由于动作时是密封副之间相对贴紧挤压，粘附在密封面上的物料无法去除，内漏问题就会显得十分严重。这些位置的阀门基本上都是需要频繁的拆解下来进行维护、清理，维修工作量十分繁重。例某化工厂灰水管道上使用的球阀，此图为使用2个月的情况。如图1所示可以看出，球面结垢严重，结垢层厚度在0.5mm以上。

图1  使用后球面

阀门在煤化工上主要存在的以下问题：

1）卡阻、开关不到位、内漏严重等。

2）球体、阀座出现严重冲刷，密封面损坏，更严重者，将阀座和阀座腔内零件全部冲坏。

3）阀座弹簧腔内进粉或积满粉尘，使弹簧失效。

4）阀杆与球体连接处变形或出现连接间隙；执行机构内零件出现磨损，开关出现间隙，导致阀门开关不到位。

5）阀门运行一段时间后，阀门开关所需要的力矩增大，执行机构扭矩不够，就会导致阀门开关不到位，造成阀门损坏。

6）球阀和阀座配合不好，球阀同心度较差，表面粗燥度较差，容易出现内漏。

1  C型耐磨球阀介绍

1.1 C型耐磨球阀的结构特点

C型耐磨球阀采用偏心、固定球的结构设计，其推出是针对煤化工过程气化装置激冷水系统中阀门存在的容易冲蚀、积渣、结垢等现象。在使用过程中，具有一些特别之处，可以解决煤气化过程中阀门出现的卡阻、抱死、开关困难、容易积渣结垢、不耐冲刷、易磨损等难题。与金属硬密封球阀、轨道球阀、偏心旋转阀、凸轮挠曲阀、V型球阀相比，C型耐磨球阀在结构上有以下特点：

1）采用双偏心设计，扭矩密封。阀门在由打开向关闭的运行过程中，球面与阀座密封面之间是一种相对靠近的运动，在密封副完全接触之后，阀门需要继续向着关阀的方向运动，从而使密封副逐渐压紧，达到完全关闭的目的，也就是阀门是靠扭矩密封的。

2）C球球面全涂层，常规喷涂镍基合金，阀座采用锻钢，喷涂镍基合金。

3）无死腔，全通径，阀门关闭时，流道被分为阀前、阀后两段，阀门打开时，阀体内为流道，没有死腔，不存在严重的介质沉积。

4）阀杆防飞出设计。阀杆为倒装式，被固定在阀体上的上支撑轴限位，阀杆受到的工艺介质的作用力（向外的推力）被上支撑轴所承受并吸收，阀杆与上支撑轴之间安装有特种润滑垫片，可以有效地降低在高压工况下阀杆的运行阻力，并避免阀杆与上支撑轴之间的磨损。