美国莱斯莉集团BFS产 品特点和煤化工阀应用

A、产品特点

1、调节阀的流道设计采用"S"型设计流道具有流量大，流阻小的特点，产品设计符合国际电工委员会IEC534标准，完全满足石化、电站、冶金等行业对普通调 节阀的需要。

2、节能型疏水阀主要为电站机组而开发设计，该产品可满足度540℃压力170Kg的压差需要，该产品做到只排水不排汽。采用 双层电气安全保护，是填补中国空白的新一代疏水调节阀，并获得中国新颖实用专利。

3、BFS的主导产品-SG单座阀系列和CG套筒阀系列， 以及HG迷宫型系列等产品如下：

1）HG系列迷宫式调节阀

HG系列迷宫式调节阀式采用迷宫型叠片式阀内件的高温高压高压差调 节阀。阀门口径为1〞～36〞，压力为150～4500磅，可调比为30～800，可以使用在压差为130～340kg/cm2的高温高压、高压差的严酷 工况上，可以防止气蚀和闪蒸现象的发生。迷宫型叠片式阀内件为多级节流原理设计的。

2）C系列套筒式调节阀

C系列套筒式调节 阀阀芯为套筒的阀门。套筒式调节阀阀芯有一级多孔、二级多孔、三级多孔套筒，阀门口径为1〞～36〞，压力为150～4500磅，可调比为30～800， 压差为30～120kg/cm2。

3）S系列单座调节阀

S系列单座调节阀最普通的调节阀。阀门口径为1〞～12〞，压力为150～2500磅，可调比为15～70，压差为30kg/cm2。

以上主导产品的调节阀均具有当今世界上最先进的产品设计结构，最佳的性能，其特点如下：

•A．执行机构

•(1)    执行机构使用寿命为100万次

•(2)    膜片的爆破压力在27kg.f/cm2采用EPDM三元乙丙耐酸碱橡胶。

•(3)    执行机构采用限位设计，防止弹簧断裂以及保护膜盖。

•(4)    采用一组弹簧设计以减少备件，执行机构输出力大、调节精度高特点，弹簧范围采用0.6~2.2kg/cm2、0.8~2.8kg/cm2。

•(5)    采用防转设计结构,在大差压情况下，防止阀芯旋转阀杆的   现象，将膜片撕裂，以及防止调节阀安装附件的位置变动。

•(6)    执行机构与阀内件连接采用卡箍式，便于执行机构的拆御与维修。

•(7)    膜盖采用世界最厚的膜盖。

B．阀门设计特点

（1）阀门全部采用快拆式结构，阀座采用无螺纹结构设计、拆卸非常方便,阀门上盖打开后 在线可以检修。

(2) 阀门装配不需要研磨，阀门装配后泄漏等级可达Ⅳ级以上。

(3) 阀门内件采用自动定位结构设计，在阀门装配过程可自动调整同心度。

(4) 阀门采用平衡密封环设计结构，大大提高了抗压差能力。

(5)耐压等级高，最 高可达4500磅。

(6)可调比最大可达800：1。

(7)选材合理，根据不同压力和温度选用不同的材料。

(8)可选阀门结构多样化，根据压差的不同可选不同的阀门结构。

1）1级多 孔套筒阀内件压差△P为30~35 kg/cm2左右；

2）2级多孔套筒阀内件压差△P为60~70 kg/cm2左右；

3）3 级多孔套筒阀内件压差△P为100~130kg/cm2左右；

4）压差超过130 kg/cm2时，可选用迷宫型蝶片式阀内件，其最大压差可达280kg/cm2左右；

5）压差大及温度高，且泄漏等级要求Ⅴ级以上的选用 带辅助阀芯的调节阀结构。

(9)快速切断，最快可达0.2秒切断。

最大口径可制作到36寸超大型阀门，并可实现正常联锁和快 速切断。

4）高，低压旁路阀（减温减压装置）

火力发电厂的高 低压旁路阀（减温减压装置），其结构合理，减温减压一体化，结构紧凑，温控操作精确，可以配各种执行机构来实现操作。

5）金属密封球阀

耐磨、耐高温高压技术密封球阀，最高温度可达800℃，最高压力可达4500磅，口径可 以做到24英寸。这种球阀阀座具有弹性补偿功能，球体和通道采用特殊材料和经过特殊工艺处理。同时衬F46的球阀使用在强腐蚀介质上。所以，可以广泛地使 用在火力发电厂、石油化工系统的高粘性流体、带粉尘及固体颗粒状的混合流体、强腐蚀的流体上，如煤化工领域、火力发电厂等。它不仅能够防止磨损和堵塞现 象，高温高压球阀无泄漏保质期为4年。

6）特氟隆阀

特氟隆阀 内件为全特氟隆，阀体外壳为不锈钢，这种阀门可以使用在强酸、强碱等系统，如石化系统的离子膜烧碱等强腐蚀介质上。

7）罐底卸料阀

罐底卸料阀是各种罐、反应釜下面放料阀。特别是用于高粘性、带杂质的、腐蚀性的液体上。这 种阀具有使用寿命长、流道平滑简单、能够干净地排除罐底液体、自带温度传感器等特点。

8）偏心旋转阀

偏心旋转阀是阀芯为偏心的调节阀，可以使用在高粘性、有颗粒状的流体中，BFS偏心旋转阀 的阀芯上加了尾翼，防止在高温下的温度应力的影响以及改善流体的流动平衡    性，提高阀一压力为150、300、600、1500磅；可调比为30：1/50：1/100：1；泄漏等级为Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ 。

9）蝶阀

蝶阀为三偏心结构，即轴纵向偏心、轴横向偏心、角偏心结构。阀门口径为2〞～48〞；压力 为150、300、600、1500磅；可调比为30：1/50：1/100：1；泄漏等级为Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ 。这种蝶阀即使使用是大口径，在高温严酷工况下也能做到零泄漏。

10)消音器

消音器使用迷宫型叠片式阀内件制成的。可广泛的应用于高温高压、高压差系统系统，消除在管 道中的噪音和振动及管道振动而产生的谐振，防止对管道的破坏作用。

调节阀的品种齐全，可以覆盖发电厂系统96%，石化系统覆盖98%产品。

BFS公司的调节阀产品是采用当今世界上最先进的阀门的设计技术和制造技术生产的精品。BFS公司愿与广大用户真诚合作，不断地提高产品的设计、制造水平，不辜负用户的期望，我们将努力为中国客户和世界各地的客户合作，共同发展，将最好的技 术、最精良的调节阀提供给我们的广大用户

B、关于BFS控制阀 在煤气化!@#$%^&*殊阀门的应用

关于煤气化系统 中的锁渣阀、冲洗水阀、煤粉切断阀、烧嘴冷却水切断阀、黑水切断阀、锁渣程控切断阀，氧气切断阀，氮气切断阀均采用BFS产品，BFS产品在上述应用场合 有如下特点和性能：

一：锁渣阀及冲洗水阀技术特点

• 工艺对阀门的要求：

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。

除了考虑硬化材质硬度外，更重要的是硬化工艺，以达到除了硬度指数以外，其它指数也同样重要，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。

2、阀门结构特点：

本次提供的锁渣阀和冲洗水阀为两片全通径、金属密封固 定球式球阀，整体式法兰。

作为固定球的结构，当上游介质超大压力作用在球体上时， 大部分应力会经轴枢及时消解于阀体及管线上，其它作用于阀杆的应力则会消解于阀杆上下轴套，延长阀门的使用寿命，尤其在锁斗阀的应用上，因开关频繁，若采 用浮动球，则阀杆与阀球连接处容易损坏。由于固定球的密封是靠阀座后的弹簧驱动形成密封面，若介质中含有大量的颗粒，这些颗粒若卡在阀球与阀座间，固定球 结构可避免阀门被卡死的现象。

同时阀座后采用弹簧压载，进一步加强密封作用，即使在小压差工况下，确保足够的密封比压。阀球所承受的介质压力并不作用在阀座上，即阀座不承担支撑阀球的作 用，延长了阀座的寿命。

阀杆与阀球采用一体式连接，下部支架与阀球为一体锻造而成，对阀球起到支撑作用，同时克服上游介质的压力。

阀 体两侧各一吹扫口，一进一出，1"NPT 或法兰，两吹扫口布置为一上一下，吹扫介质可为清水，使阀腔内产生涡流，清扫阀球、阀腔附着物，两吹扫口可外部连接阀门，定期进行吹扫。

阀门结构见附图

3、阀座密封特点：

（1）BFS球阀为双向金属密封，密封等级满足德国标准DIN 3230 PART 3 RATE 2，超过ANSI FCI 70-2 CLASS VI标准；

（2）阀座采用与阀球同样的硬化工艺，其平均硬度达到63HRC, 阀座后采用碟型合金弹簧助力,在确保密封性能的同时能避免弹簧前后聚集颗粒异物，同时也避免了柱状弹簧由于腐蚀或进入颗粒而发生推力不均匀，使阀门发生泄 漏。蝶型弹簧的设计推力均有，耐腐蚀强，属专利设计，同时有效保证保证阀腔超压释放；

（3）金属阀座特殊刮刀设计（Scraper action），BFS阀座采用特殊的刮刀环设计，阀门动作时，能刮擦沾粘在阀球上的颗粒介质，避免异物刮伤密封面，同时锋利的边缘可对结焦或结块，体积 较大的煤渣切断。阀座后部设计成尾翼式，使阀座后不会存留介质；

（4）阀座、阀球经过专用数控设备的配对研磨，除确保精密的密封面外，在阀 球表面产生大于阀座面积的相应密封面，提高密封面的使用寿命；

（5）关于阀门安装方式对阀座的影响。由于锁斗阀采用垂直安装，对于固定球结 构，阀球所承受的介质压力及阀自重作用力对阀座产生的影响较小，在垂直安装的时候，建议执行器加有支撑，但阀球及执行机构的自重及阀门开动、关闭时产生的 侧向冲击力仍然会作用在阀轴上，阀门阀杆上下均有保护轴枢护套，从而消除了作用在阀杆上的不平衡力，避免阀杆填料承压受到破坏，也避免因阀杆受不平衡力增 大挠度而导致扭矩增大，直至阀门无法打开。

4、 阀杆的密封特点：

阀杆密封为双层密封设计,阀杆上下均有轴套，避免颗粒介质进入填料，弹簧加载阀杆密封填料盒,自动补偿由于介质温度压力变 化引起的阀杆密封比压的变化。阀杆密封为本质防火设计符合BS6755 PART 2, API607 4^TH EDITION 标准。

阀杆对外泄漏等级远远超过TA-LUFT(VDI 2440LAST EDITION),以及EPA对外排放标准。阀杆采用防喷本质安全设计，并带有防静电环。

由于集渣阀和排渣阀的操作最大温度为260 Degree C,所以本次提供的阀门为延长阀杆型，密封系统安装在延长的阀杆上,采用石墨密封。

高温延长型阀杆弹簧加载式填料盒

5、材料选择及硬化处理方式：

锁渣阀和冲洗水阀门阀体采用锻造低温碳钢，ASTM 标准为：ASTM A350 LF2材料各种指标远优于普通铸造阀体ASTM A216 WCB，相比铸件而言，阀体缺陷少，同时阀门的力学延展性好，能充分克服因阀门频繁动作而产生的应力冲击。阀球、阀座、阀杆采用双相钢，同时阀体与阀球及 阀杆均为锻件，整体阀内件的热膨胀系数相近，同时根据具体工况参数，进行了相应特殊部件间膨胀间隙计算，在此基础上进行精密的机加工，有效防止了在高、低 温和高低压变化的情况下阀门抱死的现象。阀腔内壁与阀座接触部分焊接双相钢耐磨层，阀体流道内部安装可更换耐磨衬套，衬套整体双相钢材质，无须专用拆卸工 具，可有效耐受煤气化热炉渣的冲蚀和磨蚀和腐蚀。阀杆采用双向钢，阀球、阀座和阀杆采用ARGULOY(碳化钨)涂层硬化处理。阀球、阀座和阀杆材质选用 双相钢,材料代号为X2 CiNiMoN 2252,ASTM 标准ASTM A582 Gr.430F。在双相钢基材上进行ARGULOY 硬化处理。

关 于BFS 处理工艺过程：ARGULOY是BFS公司专利硬化处理技术及专利硬化材质组分的统称，对于德士古工艺，针对介质含有硫化氢，会对镍基合金有腐蚀作用ARGULOY合金主要材质成分为碳化钨和铬化钴。工艺为：首先将基材（阀球或阀座）加热到600到800摄氏度，将熔融的硬质材料如金属铬离子等20余 种金属组分，通过等离子流载体高温高速均匀喷打在阀球或阀座表面，使硬化组分离子与基材的双相钢金属离子高温下重新排列和组合，重新形成一个牢固的金属 键，从而在基材表面形成一个紧密结合的过渡层，再通过高温焊接热熔处理，使硬质层与基材完全结合，并在其间形成一定厚度的过度层。硬质涂层厚 度³500um，阀球的硬度最低可达到72 HRC,阀座的硬度最低可达到72HRC。

6、 执行器的选择及计算原则：

（1）阀门钮距的计算和确定：对于标准工况，首先根据工艺操作的温度和压力，工艺介质的情况，所采用的阀门的类 型、尺寸，阀座的类型，以及阀杆填料的材质来计算和确定阀门本身的开启力矩和运行力矩，并在此基础上考虑相关的安全系数，最终给出阀门的钮距；

（2） 根据阀门的扭矩，结合阀门所要求的开关动作时间，气源压力等通过专用软件对执行机构及附件进行计算选型，在计算执行机构的输出钮距时同样考虑安全系数。同 时计算出所需进气阀门和排气阀门的CV值，及气量根据此CV值选择相应的电磁阀、气动先导阀和快速排放阀的类型和接口尺寸，以及接管尺寸；

（3） 考虑到煤气化装置集各种极度工况条件于一体，如：高冲蚀、高腐蚀、高温差变化，并且整体装置要求高，我们在执行器选型时充分考虑到适用于各种不同条件下的 工作可靠性，因此除了考虑以上因素外，我们在选型时，确保执行器全行程每一点的扭矩输出值均大于阀门的最大扭矩即起始扭矩。本项目采用的气动执行器器位FLOWSEVE集团下的AUTOMAX品牌产品，阀门与执行为同一各集团公司产品，确保整体产品质量，同时在检验调试以及正常的生产中都避免了因不同产 商产品见的配合问题。

7、相关附件的选型原则：

配备在锁渣阀和冲洗水阀上的相关附件的选型原则如下：

（1）电 磁阀：选用ASCO电磁阀，采用环氧树脂涂层确保适应现场腐蚀性气候，220V AC 50 Hz的电源，防爆等级为Exd IIC T4,防护等级为IP65,配防雨排气帽，电气接口为1/2"NPT(F),带防爆电缆密封接头。配备双电磁阀的阀门，互为冗余备用，当任何一个电磁阀发 生故障时，不影响整个阀门的动作；见附图

（2）阀位变送器：采用PMV的阀位变送器，24V DC 两线制结构 ，防爆等级为：Exia IICT6,防护等级为IP55 ,4~20MA 输出，同时内置阀位开/关的输出节点。

二：煤粉切断阀，烧嘴冷却水，切 断阀，锁渣罐程控切断阀的技术特点

1、工艺要求：

(1) 煤粉介质高压、高粘度、高磨蚀，同时含有湿硫化氢，具有一定的腐蚀性，同时此阀是气化炉保护切断阀，要求要有极高的可靠性和快速关断性能；

(2) 烧嘴冷却水正常工作温度为40多摄氏度，极端温度为300摄氏度，要充分考虑温差对阀门的影响，以及高温下阀门的各部件性能；

(3) 碳洗塔黑水和气化炉黑水介质具有高温、高压，含固态颗粒，具有很强的磨蚀性，要求黑水切断阀门在高温高压下具有较高的耐磨性能；

(4)锁渣 罐程控阀因开关频繁，要求阀门有极高的可靠性，同时考虑灰浆和灰水对阀门的影响。

2、阀门结构特点：

针对工艺对阀门的要 求，BFS产品具有如下的特点适应工况要求。本次提供的煤粉切断阀、烧嘴冷却水、切断阀、锁渣程控阀为全通径、金属密封固定式球阀，分体式阀体，整体法 兰，作为固定球的结构，当上游介质压力作用在球体上时，阀杆上的反作用力会抵消介质的作用力，所以阀门的钮距较小，执行机构的尺寸也相应较小。阀座后采用 蝶型弹簧压载，进一步加强密封作用，阀球所承受的介质压力并不作用在阀座上，即阀座不承担支撑阀球的作用延长了阀座的寿命。阀杆与阀球采用一体式连接，下 部支架与阀球为一体锻造而成，对阀球起到支撑作用，同时克服上游介质的压力。

关于克服高温差下阀门各部件的配合上BFS产品过严格的测试， 并在高温、低温、温升、温降过程中均保证可靠的开关及严密的关断。考虑到温变过程中，不同阀门部件间的热传导差BFS在设计及选择材料时均充分考虑。

阀 门结构见附图

3、阀座密封特点:

阀座为金属密封设计，阀座也采用与阀球同样的硬化工艺，其平均硬度达到72HRC, 阀座后采用碟型合金弹簧助力,在确保密封性能的同时能避免弹簧前后聚集异物，阀座与蝶型弹簧的设计也属专利设计，同时保证阀腔超压释放。阀门泄漏等级为DIN3230 PART3 GRADE2，远优于ANSI CLASS VI。金属阀座特殊刮刀设计（Scraper action），阀门动作时，刮擦沾粘在阀球上的颗粒介质，避免异物刮伤密封面，阀座后部设计成尾翼式，使阀座后不会存留介质。

4、 阀杆的密封特点：

阀杆密封为双层密封设计,阀杆上下均有轴套，避免颗粒介质进入填料，弹簧加载阀杆密封填料盒,自动补偿由于介质温度压力变 化引起的阀杆密封比压的变化。阀杆密封为本质防火设计符合BS6755 PART 2, API607 4^TH EDITION 标准。

阀杆对外泄漏等级远远超过TA-LUFT(VDI 2440LAST EDITION),以及EPA对外排放标准。阀杆采用防喷安全设计，并带有防静电环。

由于烧嘴冷却水的最大操作温度为260 Degree C,所以提供烧嘴冷却水切断阀为延长阀杆型，密封系统安装在延长的阀杆上,采用石墨密封。

5、材料选择及硬化处理方式：

（1） 水煤浆切断阀阀体采用低温锻造脱氧碳钢，DIN标准为：1.0566, ASTM 标准为：ASTM 350 Gr LF2, 根据不同的煤质所含有的不同腐蚀成分，充分考虑硫及硫化物对阀内件的腐蚀，低温碳钢锻件材料优于普通的铸造件ASTM  A216 WCB可有效的防止硫脆和H2S对阀体的腐蚀。阀球、阀座及阀杆采用双相钢，并采用ARGULOY(碳化钨)涂层硬化处理；

（2）烧嘴冷却 水考虑到操作温度较高，同时温差也较大，阀体采用锻造不锈钢，DIN标准为：1.4571，德国 材料代号为X6CrNiMoTi 17.12.2 , ASTM 标准为：ASTM A182 GR 316Ti,材料耐温特性优于WC9，同时阀座与阀球及阀杆均为双相钢锻件，并采用Copeland(碳化钨)涂层硬化处理，平均硬度大于72HRC，整 体阀内件的热膨胀系统相近，有效防止在高、低温和高低压变化的情况下阀门抱死的现象；

（3）煤粉切断阀和锁渣罐程控阀阀体采用阀体采用锻造 水煤浆切断阀阀体采用低温锻造脱氧碳钢，DIN标准为：1.0566, ASTM 标准为：ASTM 350 Gr LF2。阀球、阀座和阀杆采用锻造双相钢，并采用BFS(碳化钨)涂层硬化处理，平均硬度大于72HRC。

关于BFS处理工艺过程同前章节 描述。                        

6、执行器的选择及计算原则：

同前章节，具体配置满足询价书要求。

7、 相关附件的选型原则：

同前章节，具体配置满足询价书要求。

三：氧气切断阀和氮气切断阀的技术特点

1、 工艺对阀门的要求：

高压氧气切断阀和高压氮气切断阀直接关系到气化炉的安全，阀门应在材质选择、流速限制、防火、禁油、内漏密封等级、外漏 量开关速度、可靠性。

2、所供阀门结构特点：

高压氧气切断阀和氧气管线高压氮气切断阀采用全通径、金属密封固定式球阀，分体 式阀体，整体法兰。法兰与阀体整体段造

3、阀座密封特点:

阀座为金属密封设计，阀座也采用与阀球同样的硬化工艺，其平均硬度 达到69HRC,阀座后采用碟型合金弹簧助力,在确保密封性能，同时 保证阀腔超压释放。阀门泄漏等级为DIN3230 PART3 GRADE2，优于ANSI CLASS VI

4、阀杆的密封特点：

阀杆密封为双层密封设计,阀杆上下均有轴套，采用石墨填 料，弹簧加载阀杆密封填料盒,自动补偿由于介质温度压力变化引起的阀杆密封比压的变化。阀体及上阀盖密封环采用石墨材料，整个阀体密封及阀杆密封满足本质 防火设计符合BS6755 PART 2, API607 4^TH EDITION 标准。阀杆对外泄漏等级远远超过TA-LUFT(VDI 2440LAST EDITION),以及EPA对外排放标准。阀杆采用防喷安全设计，并带有防静电环。

5、阀门材质选择和硬化处理工艺：

高压 氧气阀体为锻造INCONEL600,阀球、阀座、阀杆也为锻造INCONEL625,并进行硬BFS化处理，表面喷涂碳化钨，涂层厚度为500uM,最 低硬度为72HRC。

6、全面的安全认 证：                                              

BFS的氧阀所有的材料均通过认证， 包括阀体INCONEL的材料成分报告，所有的密封部件的抗氧化认证，以及与执行机构整体装配后的可靠性安全性的认证。对每台阀门均可提供证书。确保阀门 的安全可靠。