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高温电动蝶阀是如何实现高温功能的?

  • 发布日期:2021-12-09      浏览次数:177
    •   高温电动蝶阀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。多仪阀门生产的电动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。
        高温电动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ASMEB16134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。lnconelX-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lnconelX-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ASMEB16134,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。
        4、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℃。
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