高溫蝶閥工作原理、特性、用途應(yīng)用范圍
欄目：公司動(dòng)態(tài) 發(fā)布時(shí)間：2021-08-12
高溫蝶閥是引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)，結(jié)合國內(nèi)制造技術(shù)開發(fā)的新一代高溫蝶閥。
高溫蝶閥是引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)，結(jié)合國內(nèi)制造技術(shù)開發(fā)的新一代高溫蝶閥。 高溫蝶閥廣泛應(yīng)用于冶金、建材、化工、發(fā)電廠、玻璃等行業(yè)的高溫氣體管道，作為調(diào)節(jié)或切斷高溫氣體介質(zhì)流動(dòng)的裝置，高溫蝶閥可以與各種執(zhí)行器組合構(gòu)成不同性能的設(shè)備。
高溫蝶閥簡介
新型高壽命高溫蝶閥的特點(diǎn)和蝶閥在使用中存在問題，目前高溫蝶閥作為實(shí)現(xiàn)管路系統(tǒng)開閉和流量控制的部件之一，在石油、化工、冶金、水電等多個(gè)領(lǐng)域得到了極其廣泛的應(yīng)用。 在已知的蝶閥技術(shù)中，其密封形式多采用密封結(jié)構(gòu)，密封材料為橡膠、聚四氟乙烯等。 由于結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的限制，適應(yīng)高溫、高壓及耐腐蝕、耐磨等行業(yè)。 目前比較先進(jìn)的蝶閥是三偏心金屬硬密封蝶閥，閥芯和閥座為結(jié)合構(gòu)件，閥座密封表層堆焊有耐溫、耐腐蝕合金材料。 多層軟疊式密封圈固定在閥板上。 與以往的蝶閥相比，該蝶閥具有耐高溫、操作輕、開閉無摩擦、關(guān)閉時(shí)隨著傳動(dòng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)矩的增大而補(bǔ)償密封、提高蝶閥的密封性能、延長壽命的優(yōu)點(diǎn)。 但是，該蝶閥在使用中仍然存在以下問題。 一是由于多層軟硬重疊密封固定在閥板上，在閥板始終打開的狀態(tài)下，介質(zhì)對(duì)其密封面進(jìn)行正面清洗，金屬板夾層上的軟密封帶被清洗后，會(huì)直接影響密封性能。 二、由于結(jié)構(gòu)條件的限制，該結(jié)構(gòu)不適合制作通徑DN200以下的閥門。 這是因?yàn)殚y板整體的結(jié)構(gòu)過厚，流動(dòng)阻力大。 三、根據(jù)三偏心結(jié)構(gòu)的原理，閥板的密封面和閥座之間的密封通過執(zhí)行器的力矩將閥板推壓到閥座上。 正流狀態(tài)時(shí)，介質(zhì)的壓力越高，密封按壓越強(qiáng)。 流路介質(zhì)逆流時(shí)，隨著介質(zhì)壓力的增加，閥板和閥座之間的單位正壓小于介質(zhì)壓力時(shí)，密封開始泄漏。
高溫蝶閥特性
其特征在于，所述閥座密封環(huán)在軟t形密封環(huán)的兩側(cè)由多層不銹鋼片構(gòu)成。 與閥板閥座的密封面為斜圓錐結(jié)構(gòu)，在閥板斜圓錐表面堆焊耐溫、耐腐蝕合金材料； 調(diào)節(jié)環(huán)固定在壓腳之間的彈簧和壓腳上組裝有調(diào)節(jié)螺栓的結(jié)構(gòu)。 該結(jié)構(gòu)有效地補(bǔ)償了凸臺(tái)和閥體之間的公差帶和閥桿在介質(zhì)壓力下的彈性變形，解決了閥門雙向更換的介質(zhì)輸送中存在的密封問題。 由軟t型雙側(cè)多層不銹鋼片組成密封環(huán)，具有金屬硬密封和軟密封雙重優(yōu)點(diǎn)，在低溫和高溫的情況下也具有無泄漏的密封性能。 證明了在水池的正流狀態(tài)(介質(zhì)的流動(dòng)方向和蝶板的旋轉(zhuǎn)方向相同)下，密封面的壓力是由傳動(dòng)裝置的力矩和介質(zhì)的壓力作用于閥板而產(chǎn)生的。 正向介質(zhì)壓力越高，閥板斜圓錐面與閥座密封面的擠壓越強(qiáng)，密封效果越好。 逆流狀態(tài)時(shí)，閥板和閥座之間的密封通過驅(qū)動(dòng)裝置的力矩將閥板推壓到閥座上。 隨著介質(zhì)壓力的增大，當(dāng)閥板和閥座之間的單位正壓力小于介質(zhì)壓力時(shí)，調(diào)節(jié)環(huán)的彈簧受載荷后蓄積的變形，起到補(bǔ)償閥板和閥座密封面附著力的自動(dòng)補(bǔ)償作用。 因此，本實(shí)用新型不像現(xiàn)有技術(shù)那樣在閥板上安裝軟硬多層密封件，而是直接安裝在閥體上，在壓板和閥座中間增設(shè)調(diào)節(jié)環(huán)是理想的雙向硬密封方式。 代替閘閥、高溫蝶閥、球形閥分類
高性能蝶閥分類
(1)中心密封蝶閥)2)單偏心密封煤炭閥)3)雙偏心密封蝶閥)4)三偏心密封閥
高溫蝶閥是按密封面材質(zhì)分類的
)1)軟密封蝶閥。 1 )密封副由非金屬軟質(zhì)材料對(duì)非金屬軟質(zhì)材料構(gòu)成。 2 )密封副由金屬硬質(zhì)材料對(duì)非金屬軟質(zhì)材料構(gòu)成。 )2)金屬制的硬密封蝶閥。 密封件由金屬硬質(zhì)材料對(duì)金屬硬質(zhì)材料構(gòu)成。
高溫蝶閥按密封形式分類
(1)強(qiáng)制密封蝶閥(1)彈性密封蝶閥。 密封比壓是在閥關(guān)閉時(shí)閥板按壓閥座，通過閥座或閥板的彈性產(chǎn)生2 )外部轉(zhuǎn)矩來密封蝶閥。 密封比壓通過施加在閥軸上的轉(zhuǎn)矩)2)給密封蝶閥加注。 密封比壓是由閥座或閥板上的彈性密封元件的加載壓力引起的(3)自動(dòng)密封蝶閥。 密封比壓由介質(zhì)的壓力自動(dòng)產(chǎn)生。
高溫蝶閥按工作壓力分類
)1)真空蝶閥。 工作壓力低于標(biāo)山大氣歷的蝶閥。 )2)低壓蝶閥。 公稱壓力PN小于1.6MPa的蝶閥。 )3)中壓蝶閥。 公稱壓力PN為2.5--6.4MPa的蝶閥。 )4)高壓盤閥。 公稱壓力PN為10。 0--80.0MPa的蝶閥。 )5)超高壓蝶閥。 公稱壓力PN超過100MPa的蝶閥。
高溫蝶閥按工作溫度分類
)1)高溫蝶閥。 t超過450 的蝶閥(2)中溫盤閥。 120 C小于450 C的蝶閥(3)常溫蝶閥。 小于40C小于t； 120 C的蝶閥(4)低溫蝶閥。 小于100的t小于40 C的蝶閥(e )超低溫蝶閥。 t小于100 C的蝶閥
高溫蝶閥按連接方式分類
(1)蝶閥)2)法蘭蝶閥)3)臂式蝶閥)4)焊接式蝶閥
高溫蝶閥技術(shù)
高溫蝶閥用于催化裂化裝置的能量煙氣回收系統(tǒng)，裝置正常操作溫度680 ，最高連續(xù)使用溫度720 ，最高超溫800 ，輸送含有催化顆粒的再生煙氣介質(zhì)。 由于介質(zhì)對(duì)閥的清洗很強(qiáng)，為了防止閥芯的壁厚變薄而失效，在閥芯內(nèi)大面積堆焊硬質(zhì)合金，閥芯容易產(chǎn)生變形和裂紋，堆焊的難度變大。 由于系統(tǒng)溫度較高，金屬材料在高溫下機(jī)械性能會(huì)急劇下降，因此閥門請(qǐng)選擇耐高溫的材料。 為了防止閥門泄漏超標(biāo)，防止系統(tǒng)煙機(jī)不能正常停止，引起重大事故，對(duì)閥門密封結(jié)構(gòu)及其零件的加工精度要求很高。 高溫蝶閥的殼體由鋼板和鍛件的法蘭焊接而成。 閥桿是鍛件整體的結(jié)構(gòu)，由外部殼體支撐，通過兩端銷連接使閥桿旋轉(zhuǎn)。 兩個(gè)半圓閥座前后錯(cuò)開，對(duì)稱分布于閥瓣呈，與對(duì)稱流線型結(jié)構(gòu)的閥門結(jié)合，使閥門具有良好的流通性能。 三組填料密封、密封劑和凈化兩個(gè)輔助密封組合而成的高可靠性閥桿密封系統(tǒng)的高溫蝶閥要滿足高溫的要求，必須滿足以下幾個(gè)方面的要求。 1、閥體材料閥門設(shè)計(jì)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)為ASMEB16134。 該基準(zhǔn)下的壓力-由溫度計(jì)計(jì)算出的閥在常溫下的壓力等級(jí)數(shù)為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，從而計(jì)算最小壁厚。 在設(shè)計(jì)過程中，閥體材料也選用了ASME B16134標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的材料，且材料的適用溫度高于閥殼的最高溫度。 調(diào)查了大量國內(nèi)外類似工作情況的閥門設(shè)備材料的使用情況，結(jié)合高溫材料的使用經(jīng)驗(yàn)，選擇了性價(jià)比較高的304小時(shí)作為閥體材料。 這種材料可以降低蠕變對(duì)材料的影響。 2、閥桿材料根據(jù)高溫強(qiáng)度推算，奧氏體鋼在704 的高溫條件下，強(qiáng)度下降6415 %以上，如果采用增大閥桿直徑提高強(qiáng)度的方法，將超過閥門結(jié)構(gòu)的要求，因此奧氏體鋼不適合閥桿材料lnconel X - 750為704 的高溫工況，強(qiáng)度下降4113 %，但強(qiáng)度值仍較大(表1 )。 考慮屈服強(qiáng)度和耐久強(qiáng)度計(jì)算出的閥桿直徑滿足閥門結(jié)構(gòu)的要求，因此閥桿材料使用lnconel X - 750。 3、閥芯最小壁厚的計(jì)算是為了保證閥的壓力邊界完整。 最小壁厚按規(guī)則法計(jì)算，計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)為ASME B16134，選擇壓力-溫度額定值時(shí)有2種磅級(jí)選擇法。 一種選擇標(biāo)準(zhǔn)磅級(jí)，計(jì)算得到的最小壁厚比較大，安全。 另一種選擇特殊磅級(jí)，計(jì)算出的最小壁厚小于標(biāo)準(zhǔn)磅級(jí)，但無損檢測(cè)要求嚴(yán)格。 根據(jù)高溫工況的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，選擇了這兩種磅級(jí)組合形式。 也就是說，計(jì)算最小壁厚的壓力-溫度額定值時(shí)，選擇標(biāo)準(zhǔn)磅級(jí)，但閥芯的無損檢測(cè)要求遵循特殊磅級(jí)。 閥門泄漏率要求為最大流量的0167 %，如果泄漏超標(biāo)，系統(tǒng)的煙機(jī)將無法正常停止，從而引起重大事故。 普通煙氣蝶閥閥體通道內(nèi)沒有閥座，閥門只能調(diào)節(jié)煙氣介質(zhì)流量，沒有密封作用(圖2 )。 根據(jù)性能要求，大口徑高溫蝶閥設(shè)有閥門和閥座密封副，對(duì)閥門的流通性能、密封可靠性和啟閉力矩 3三個(gè)方面進(jìn)行了設(shè)計(jì)研究。 首先，用普通蝶閥設(shè)計(jì)了密封副(圖3 )。 該型號(hào)的密封可靠，閥的旋轉(zhuǎn)中心和密封面有偏心力矩，啟閉力矩會(huì)變大，但經(jīng)過計(jì)算，力矩也在允許范圍內(nèi)。 該結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是流通性能差，不能滿足全開截面積的設(shè)計(jì)要求。 經(jīng)過反復(fù)設(shè)計(jì)、修改和計(jì)算，完成了兩個(gè)半圓閥座——對(duì)開式閥座的密封副設(shè)計(jì)。 由于該閥座前后對(duì)稱分布閥瓣呈，閥瓣可設(shè)計(jì)成對(duì)稱式流線型結(jié)構(gòu)，使閥具有良好的流通性能，滿足全開截面積的要求和全開Cv值的要求。 由于閥的結(jié)構(gòu)對(duì)稱，啟閉力矩很小。
其密封面上可能有什么地方有泄漏，只要合理控制閥和閥座的尺寸精度、形位公差和兩者之間的組裝誤差，就可以將泄漏率控制在合格范圍內(nèi)。 4、高溫填料使用柔軟性石墨。 空氣中的氧化溫度為450 ，在該溫度下每24小時(shí)質(zhì)量減少1 %。 溫度越高，質(zhì)量減輕得越多, 氧化現(xiàn)象越嚴(yán)重。柔性石墨填料最高使用溫度為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(dá)816 ℃。 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(jì)等問題, 并通過試驗(yàn)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(jì)和制造。
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