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大口徑超高溫電動蝶閥
上海申弘閥門有限公司
之前介紹蒸汽截止閥熱損失，現(xiàn)在介紹大口徑超高溫電動蝶閥大口徑超高溫蝶閥s用于催化裂化裝置能量煙氣回收系統(tǒng), 裝置的正常操作溫度680 ℃, 允許zui高連續(xù)使用溫度720 ℃, zui高超溫800 ℃, 輸送含有催化劑顆粒的再生煙氣介質(zhì)。由于介質(zhì)對閥門沖刷強烈, 為防止閥體壁厚因沖刷減薄而失效, 閥體內(nèi)大面積堆焊硬質(zhì)合金, 閥體極易產(chǎn)生變形和開裂,堆焊難度較大。因為系統(tǒng)溫度較高, 金屬材料在高溫中機械性能急劇下降, 閥門應(yīng)選用耐高溫材料。為防止閥門泄漏超標, 引起系統(tǒng)煙機不能正常停車, 從而造成重大事故, 對閥門密封結(jié)構(gòu)及其零件的加工精度要求較高。
大口徑超高溫蝶閥閥體由鋼板和鍛件法蘭焊接而成。閥桿為整體鍛件結(jié)構(gòu), 由外部軸承座支撐,并通過二端銷連接帶動閥瓣轉(zhuǎn)動。
2 個半圓閥座前后錯開, 與閥瓣呈對稱式分布, 結(jié)合對稱式流線形結(jié)構(gòu)的閥瓣, 使閥門具有良好的流通性能。
3 組填料密封, 外加密封劑和吹掃二道輔助密封組成了高可靠性閥桿填料密封系統(tǒng)。
大口徑超高溫電動蝶閥超高溫蝶閥主要技術(shù)參數(shù)規(guī)范
1、設(shè)計標準：JB/T8692-1998;
2、結(jié)構(gòu)長度標準：GB/T12221-2005；
3、連接法蘭標準：GB/T9115-2000；
4、檢驗標準：JB/T8692-1998；
5、公稱壓力等級：PN2.5;
6、公稱通徑范圍：DN200~1200;
7、使用溫度范圍：≤+1250℃；
8、環(huán)境溫度：-20℃~+80℃；
9、蝶板轉(zhuǎn)角：0~60°或0~90°；
上海申弘閥門有限公司主營閥門有：截止閥,電動截止閥高溫蝶閥(高溫煙道擋板)也稱高溫煙氣蝶閥，閥體帶襯里閥板和閥座，均采用OCr25Ni20(2520)，軸采用Cr18Ni9Ti耐熱不銹鋼制造。使閥門在高溫條件下有利于正常運行，減少積灰，使閥板不出現(xiàn)卡死現(xiàn)象、從而保證閥板開啟靈活。高溫蝶閥具有高強度、耐磨、抗腐蝕等性能，結(jié)構(gòu)上設(shè)有空氣吹掃孔。超高溫蝶閥為了滿足高溫的要求，必需要滿足以下幾方面的要求：
1、閥體材料 閥門設(shè)計執(zhí)行標準為ASMEB16134 。按該標準中的壓力- 溫度表計算得到的閥門常溫下的壓力等級數(shù), 就是設(shè)計基準, 并以此來計算zui小壁厚。在設(shè)計過程中, 閥體材料也選ASME B16134 標準規(guī)定的材料, 并且材料的適用溫度高于閥門工況zui高溫度。經(jīng)過查閱了大量國內(nèi)外類似工況的閥門設(shè)備材料使用情況, 結(jié)合對高溫材料的使用經(jīng)驗, 選擇了性價比較高的304H 作為閥體材料。此材料可減小蠕變對材料的影響。
2、閥桿材料 根據(jù)高溫強度估算, 奧氏體鋼在704 ℃的高溫工況下, 強度降低6415 %以上, 如果采用加大閥桿直徑提高其強度的方法, 則超出閥門結(jié)構(gòu)要求, 因此奧氏體鋼不適宜做閥桿材料。lnconel X - 750 在704 ℃的高溫工況時, 強度降低4113 % , 但強度值還很大(表1) 。根據(jù)屈服強度,并考慮持久強度計算得到的閥桿直徑, 符合閥門結(jié)構(gòu)要求, 因此閥桿材料選用lnconel X - 750 。
3、閥體zui小壁厚計算是為了保證閥門的壓力邊界完整。zui小壁厚采用規(guī)則法計算, 計算標準按ASME B16134 , 在選擇壓力- 溫度額定值時, 有2種磅級選擇法。一種是選擇標準磅級, 計算得到的zui小壁厚比較大, 比較安全。另一種是選擇特殊磅級, 計算得到的zui小壁厚比標準磅級小, 但無損檢測要求較嚴。根據(jù)高溫工況的設(shè)計經(jīng)驗, 選擇了這二種磅級的組合形式, 即在計算zui小壁厚的壓力-溫度額定值時, 選用標準磅級, 而閥體的無損檢測要求按特殊磅級。閥門泄漏率要求為zui大流量的0167 % , 當泄漏超標就會引起系統(tǒng)煙機不能正常停車, 從而造成重大事故。普通煙氣蝶閥閥體通道內(nèi)沒有閥座, 閥瓣僅起調(diào)節(jié)煙氣介質(zhì)流量的作用, 不起密封作用(圖2) 。根據(jù)性能要求, 大口徑高溫蝶閥設(shè)有閥瓣和閥座密封副, 對閥門的流通性能、密封可靠性和啟閉力矩3 個方面進行了設(shè)計研究。首先按常規(guī)蝶閥設(shè)計了密封副(圖3) , 此形式密封可靠, 雖然閥瓣旋轉(zhuǎn)中心與密封面存在偏心力矩, 使啟閉力矩增大, 但經(jīng)過計算, 力矩也在可以接受的范圍之內(nèi)。此結(jié)構(gòu)的缺點是流通性能差, 不能滿足全開截面積的設(shè)計要求。經(jīng)過反復設(shè)計、修改和計算, 完成了對開式閥座密封副設(shè)計(圖4) , 該閥座是2個半圓閥座, 它們前后錯開與閥瓣呈對稱式分布,使得閥瓣能夠設(shè)計成對稱式流線形結(jié)構(gòu), 使閥門具有良好的流通性能, 從而滿足了全開截面積要求和全開Cv 值要求。由于閥瓣結(jié)構(gòu)對稱, 所以啟閉力矩較小。雖然其密封面某一處可能有泄漏現(xiàn)象, 但只要合理控制閥瓣和閥座的尺寸精度、形位公差和二者之間的裝配誤差, 就能有效控制泄漏率在合格范圍之內(nèi)。
4、超高溫填料填料選用柔性石墨。其在空氣中氧化溫度為450 ℃, 并在此溫度下每24h 后質(zhì)量減輕1 %。溫度越高, 質(zhì)量減輕得越多, 氧化現(xiàn)象越嚴重。柔性石墨填料zui高使用溫度為650 ℃, 且僅用于非氧化介質(zhì)。考慮到填料在填料函內(nèi)處于壓緊密封狀態(tài),只有一部分與空氣接觸, 有資料介紹處于這種狀態(tài)的填料使用溫度可達816 ℃。
大口徑超高溫蝶閥的研制, 主要是解決閥體主體材料的選用、蝶閥密封副結(jié)構(gòu)及閥桿密封結(jié)構(gòu)的設(shè)計等問題, 并通過試驗選取了超高溫填料,為石化行業(yè)催化裂化裝置系統(tǒng)用閥門的設(shè)計和制造。與本文相關(guān)的產(chǎn)品有角式平衡型截止閥設(shè)計說明
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