超高温蝶阀技术探讨

大口径超高温蝶阀s用于催化裂化装置能量烟气回收系统, 装置的正常操作温度680 ℃, 允许最高连续使用温度720 ℃, 最高超温800 ℃, 输送含有催化剂颗粒的再生烟气介质。由于介质对阀门冲刷强烈, 为防止阀体壁厚因冲刷减薄而失效, 阀体内大面积堆焊硬质合金, 阀体极易产生变形和开裂,堆焊难度较大。因为系统温度较高, 金属材料在高温中机械性能急剧下降, 阀门应选用耐高温材料。为防止阀门泄漏超标, 引起系统烟机不能正常停车, 从而造成重大事故, 对阀门密封结构及其零件的加工精度要求较高。
大口径超高温蝶阀阀体由钢板和锻件法兰焊接而成。阀杆为整体锻件结构, 由外部轴承座支撑,并通过二端销连接带动阀瓣转动。2 个半圆阀座前后错开, 与阀瓣呈对称式分布, 结合对称式流线形结构的阀瓣, 使阀门具有良好的流通性能。3 组填料密封, 外加密封剂和吹扫二道辅助密封组成了高可靠性阀杆填料密封系统(图1) 。


图1 大口径超高温蝶阀
超高温蝶阀为了满足高温的要求，必需要满足以下几方面的要求：
1、阀体材料　阀门设计执行标准为asmeb16134 。按该标准中的压力- 温度表计算得到的阀门常温下的压力等级数, 就是设计基准, 并以此来计算最小壁厚。在设计过程中, 阀体材料也选asme b16134 标准规定的材料, 并且材料的适用温度高于阀门工况最高温度。经过查阅了大量国内外类似工况的阀门设备材料使用情况, 结合对高温材料的使用经验, 选择了性价比较高的304h 作为阀体材料。此材料可减小蠕变对材料的影响。
2、阀杆材料　根据高温强度估算, 奥氏体钢在704 ℃的高温工况下, 强度降低6415 %以上, 如果采用加大阀杆直径提高其强度的方法, 则超出阀门结构要求, 因此奥氏体钢不适宜做阀杆材料。lnconel x - 750 在704 ℃的高温工况时, 强度降低4113 % , 但强度值还很大(表1) 。根据屈服强度,并考虑持久强度计算得到的阀杆直径, 符合阀门结构要求, 因此阀杆材料选用lnconel x - 750 。
3、阀体最小壁厚计算是为了保证阀门的压力边界完整。最小壁厚采用规则法计算, 计算标准按 asme b16134 , 在选择压力- 温度额定值时, 有2种磅级选择法。一种是选择标准磅级, 计算得到的最小壁厚比较大, 比较安全。另一种是选择特殊磅级, 计算得到的最小壁厚比标准磅级小, 但无损检测要求较严。根据高温工况的设计经验, 选择了这二种磅级的组合形式, 即在计算最小壁厚的压力-温度额定值时, 选用标准磅级, 而阀体的无损检测要求按特殊磅级。阀门泄漏率要求为最大流量的0167 % , 当泄漏超标就会引起系统烟机不能正常停车, 从而造成重大事故。普通烟气蝶阀阀体通道内没有阀座, 阀瓣仅起调节烟气介质流量的作用, 不起密封作用(图2) 。根据性能要求, 大口径高温蝶阀设有阀瓣和阀座密封副, 对阀门的流通性能、密封可靠性和启闭力矩3 个方面进行了设计研究。首先按常规蝶阀设计了密封副(图3) , 此形式密封可靠, 虽然阀瓣旋转中心与密封面存在偏心力矩, 使启闭力矩增大, 但经过计算, 力矩也在可以接受的范围之内。此结构的缺点是流通性能差, 不能满足全开截面积的设计要求。经过反复设计、修改和计算, 完成了对开式阀座密封副设计(图4) , 该阀座是2个半圆阀座, 它们前后错开与阀瓣呈对称式分布,使得阀瓣能够设计成对称式流线形结构, 使阀门具有良好的流通性能, 从而满足了全开截面积要求和全开cv 值要求。由于阀瓣结构对称, 所以启闭力矩较小。虽然其密封面某一处可能有泄漏现象, 但只要合理控制阀瓣和阀座的尺寸精度、形位公差和二者之间的装配误差, 就能有效控制泄漏率在合格范围之内。


图2普通烟气蝶阀
图3 蝶阀密封副形式
4、超高温填料填料选用柔性石墨。其在空气中氧化温度为450 ℃, 并在此温度下每24h 后质量减轻1 %。温度越高, 质量减轻得越多, 氧化现象越严重。柔性石墨填料最高使用温度为650 ℃, 且仅用于非氧化介质。考虑到填料在填料函内处于压紧密封状态,只有一部分与空气接触, 有资料介绍处于这种状态的填料使用温度可达816 ℃。
大口径超高温蝶阀的研制, 主要是解决阀体主体材料的选用、蝶阀密封副结构及阀杆密封结构的设计等问题, 并通过试验选取了超高温填料,为石化行业催化裂化装置系统用阀门的设计和制造


图1 平板闸阀密封副
在pn ≥1610mpa 或class ≥900lb 时, 阀座与闸板则应用硬密封, 闸板表面可渗氮、渗硼或喷焊硬质合金, 阀座密封面堆焊钴基硬质合金, 闸板也可用平行双闸板。阀杆采用从阀盖的下面装入, 防止阀腔压力超压时将阀杆“吹出”。阀盖安装阀杆的孔上设置有上密封座与阀杆下端的上密封肩构成上密封副。在阀座及阀杆填料部位, 加装注密封脂阀。当阀座密封面或填料意外损坏时, 可通过注密封脂达到短期密封的效果。在
平板闸阀
的阀体与阀杆间有电路连续导电装置, 并且在阀门的法兰设置接地装置, 使静电及时地导入地下, 防止阀门在操作时因摩擦产生的静电引发火灾及人员伤亡的事故。阀杆设有防护罩, 防止阀杆被灰尘和油污等污染及碰撞, 适合阀门在露天中安装使用。
输送油品的
平板闸阀
如带有导流孔, 可通清扫器清扫管道, 还能防止阀座被介质冲刷, 杂质也不会进入密封面, 因而密封更可靠。无导流孔的平板闸阀, 体积小, 结构紧凑, 质量轻, 价格较有导流孔的平板闸阀低, 但可靠性比带导流孔的平板闸阀差。输送油品的平板闸阀还设有双阻塞排污结构。
tag:
z42平板闸阀

水封闸阀

手动刀型闸阀

手动对夹式刀形闸阀

手动浆料闸阀

伞齿轮浆液阀

链轮式浆液阀

手动浆液阀
发布：
上海仪欣阀门有限公司
----------------------------------------------
此篇文章从博客转发
原文地址： Http://blog.gkong.com/more.asp?id=103353&Name=yixinvalve