煤化工阀门市场及应用全总结！

 

图/煤炭

煤化工是指以煤为原料，经化学加工使煤转化为气体、液体和固体燃料以及化学品的过程。主要包括煤的气化、液化、干馏以及焦油加工和电石乙炔化工等。煤中有机质的化学结构，是以芳香族为主的稠环为单元核心，由桥键互相连接，并带有各种官能团的大分子结构，通过热加工和催化加工，可以使煤转化为各种燃料和化工产品。

煤化工行业整体情况

 

历史发展脉络

煤化工的发展可以追溯到上世纪80年代。当时国内资源日益紧张，煤化工开始得到政府的大力支持；90年代初期，国内市场和石化产业的逐渐饱和，中国加入WTO和世界竞争的不断激烈化，煤化工企业逐渐被迫提升自身的技术水平；2010年之后，煤化工企业在大力转型升级的同时，也不断加强自身的技术研发，不断提高技术水平和降低成本。

近年来，随着我国能源结构调整的进一步深化，煤化工行业得到高速发展，已在我国能源、化工领域中占有重要地位。而煤化工新工艺、新技术的发展，给上游设备行业提出新的挑战，这也促进了煤化工装备行业的技术进步。

我国煤炭资源储备

数据显示，2022年全国原煤产量45.6亿吨，同比增长10.5%；全国煤炭进口量2.93亿吨，同比下降9.2%；出口煤炭400万吨，同比增长53.7%；煤炭净进口2.89亿吨，同比下降 9.8%。全国铁路累计发运煤炭26.8亿吨以上，同比增长3.9%；其中，电煤发运量21.8亿吨，同比增长8.7%。全国主要港口内贸煤发运量约7.3亿吨，同比下降1.8%。

全国保有储量和资源量中，肥煤、焦煤和瘦煤合计占14.7%，气煤占12.9%，用途广泛的中等变质烟煤的资源相对贫乏，而年轻烟煤所占相对密度最大，其中不黏煤约占21.6%，长焰煤约占8.2%，弱黏煤约占2.6%，褐煤约占12.7%。

图/现代煤化工

煤化工阀门的发展与应用

随着煤炭炭化、气化、合成、加工等环节的不断完善和技术的不断创新，煤化工产业的整体竞争力将不断提高。伴随国家继续加大煤化工技术装备囯产化力度，未来该领域对高端管道管件产品的需求将呈现稳定增长的局面。

图/煤化工装备分类

煤化工对阀门的技术要求

1、材料要求

煤直接液化反应中有油煤浆的存在，所以煤浆对阀门、管道等设备材料的磨损问题比较普遍，要求用于制造阀门的材料要具有符合使用要求的综合性能。要具备满足设计规范要求的化学成分、室温和高温力学性能的要求，并且具有能够在苛刻环境下长期使用的抗环境脆化性能。

2、工艺要求

煤直接液化既有加氢装置高温、高压、临氢的特性，又有煤化工腐蚀磨损工况并存的特点，因此，原材料的来源非常关键，一般来讲，对阀门材质的成分尤其是有害元素含量提出相应的明确的指标要求。铸造厂应该严格控制原料来源，对于所加工的原料不仅应该进行熔炼，还应该进一步进行精炼，特别是加强炉前控制，只有这样才有可能保证铸件质量。

3、结构要求

油煤浆如果流通不畅或者静止不动，将会沉积并有可能发生聚合反应，从而出现结焦并使阀门抱死。阀门结构的设计应避免煤浆结焦使阀门失效并方便清洗。目前在直接液化煤浆管道上使用的切断阀门全部是球阀，当操作需要切断管道将球阀关闭时，阀球内部的油煤浆因为无法排出，沉积在球腔内，就有可能结焦抱死所以，其实在此工况下选用球阀并不是最合适的选择，还是需要考虑其结构要求。

4、耐高温要求

煤化工阀门容易在高温工况下发生启闭操作困难，究其原因是阀芯与阀体之间产生不同步热胀造成的。所以，生产厂在出厂前应做高温启闭试验。需要注意的是，在真正使用过程中，阀门是因介质温度高而升温的，此时是阀芯先热而阀体外表面随后慢热起来，如果将整个阀门投入热源中，则阀体先热而阀芯后热，与实际工况正好相反，起不到测试的目的，因此高温启闭试验应建立与实践工况相一致的温度梯度。

煤化工阀门国产化难题

1、关键技术攻克

煤化工阀门国产化，同样面临着关键技术难题的攻克问题。比如锁渣阀快速开关大扭矩执行器的国产化配套问题；阀门防结疤、防结垢问题；氧气(氢气)阀门材料难以满足高压硫化氢腐蚀及氢脆工况要求，抗腐蚀、抗冲刷的密封面喷涂硬化工艺性提高问题；以及国内材料控制碳、硫、磷含量及热处理要求等问题。

2、运行不稳定

由于煤化工工艺的特殊性，生产的平稳和安全运行是至关重要的，其中控制阀就是重要的一环。但是目前的煤化工关键阀门的运行状态并不能完全满足这一需求。以现在的煤化工装置为例，每运行3～6个月，可能就需停车检修，关键控制阀冲刷、腐蚀严重，不能长周期稳定运行，是制约装置正常运行的瓶颈设备。

图/煤化工阀门

煤化工阀门国产替代品牌

尽管困难重重，但目前部分关键阀门已实现进口替代，其中的阀企品牌包括：

上海开维喜、苏州安特威、上海弘盛、浙江超达、山东奥科、吴忠仪表、上海大通、苏州纽威、无锡亚迪、无锡宝牛、天津祥嘉、阿伐流体、烟台金泰美林、厦门胜中、苏州德兰、重庆川仪、艾坦姆、上海自动化仪表七厂等。

图/安特威阀门

图/超达阀门

这些国产化煤化工阀门技术基本能够达到国际同行业的水平，但是部分阀门和国际顶尖煤化工阀门产品相比还存在着一定差距，使用性能的稳定性、使用的寿命，长期应用的故障率等均有待于进一步提升，国产化技术的进步还有待于提高，煤化工阀门的国产化之路还有很长。

煤化工阀门的未来发展

根据石油和化工行业“十四五”规划，我国煤化工的未来发展将逐步从追求发展数量转变到追求发展质量，从产能野蛮扩张转变为绿色节能发展。为了“双碳”目标和能源保障的双重考虑，要加强现代煤化工创新技术研发，寻求技术突破。阀门作为实现“双碳”的“突破口”，需要进行自我变革。

1、产业优化升级，提高能源利用效率

在现有煤化工装置上的节能增效、系统优化和综合利用的技术措施，以现代煤化工带动传统煤化工的升级，淘汰或迭代落后产能，延伸煤化工产品链，增加特种燃料、高附加值产品和新材料的生产，逐步向大型化、集约化、产品多元化和高值化方向发展，进一步降低能耗、煤耗和水耗，提高整体能量利用效率和碳的利用率。阀企也应积极主动淘汰高能耗设备，完成对老旧设备的更新换代，并进行能源结构调整，引进自动化设备，搭建智能化和电动化系统，助力煤化工行业“改头换面”。

2、煤化工阀门应用与绿电绿氢技术耦合

氢能在释放能量的过程中不产生碳排放，在能源转型中扮演着越来越重要的角色。近年来我国以光伏、风电为代表的绿电以及电解水制绿氢技术发展迅猛，绿电绿氢成本有了较大幅度下降。煤化工工艺中使用绿电代替煤电，可使煤化工生产过程CO2排放间接减少约5%。利用电解法制氢装置可生产足够的可持续绿氢，而制氢技术极具挑战性，选择稳定可靠的阀门来处理制氢装置中的关键接口至关重要。未来应创新开发稳定可靠的绿氢用阀门，并与煤化工绿电绿氢技术进行耦合，促进煤化工行业绿色低碳转型。

3、煤化工阀门与CCS/CCUS技术耦合

 

将煤化工、燃煤电厂和石油化工装置排放的CO2经捕获浓缩后注入地下封存的技术称为CCS技术，CO2经捕获浓缩后注入油田，用于驱油后再封存的技术称为CCUS技术。在煤化工工艺中脱碳工段会排放出大量的纯度达到90%以上的CO2，与CCS/CCUS技术耦合对接，至少可以减少60%以上的CO2排放。在此方面，阀企应该积极参与CCS/CCUS示范项目，在技术和产品研发上支持项目的实施，重点围绕中国碳捕集技术主要应用的煤电行业，地质封存集中的石油行业布局CCUS项目阀门。

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