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1、 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http:/ 动设备 石油化工设备技术 , , 一 催化裂化装置用两种高温 闸阀 性能及结构比较 黄 军本 , 刘晚东 , 高俊彦 , 孙小龙 兰州石油化工公司机械厂 , 甘肃兰州 摘要 目前国产高温闸阀有气动高温平板闸阀 和电动高温 闸阀两种 类型 。 文章从性能指 标 、 问体结 构 、 密封结构 、运 转与检修等几 个方面 , 分析了这两种高温 闸 阀 的特点和 差异 。 以期为催化裂化 装里高温闸 问的选用提供参考 。
2、关键词高温平板闸阀电动闸阀性能 ,结构 密封 运 转情况检修 中图分类号文献标识码文章编 号 一一一 在炼油厂催化裂化装置中 , 烟气轮机以下简 称烟机 、 主风机能量回收机组 的控制 阀门是安装 在烟机人口的高温 闸 阀 。 机 组 正常操作时全开 , 出现故障时快速关闭 , 切断烟气人口通道 , 保证事 故状态下 烟 机 一主风 机 机 组 不 受 损 坏。 是 烟机用 于紧急切断 、事故 停车 、 自动联锁 的关键性 阀门 。 国产高温 闸阀有两种一种 是气动高温平板 闸阀 ,另一种是 电动高温 闸阀 。 气动高温平板闸 阀 , 于世纪年代末研 制开发成 功 的 。 二十 多年来一直在催
3、化裂化装置烟机人口阀门的选用 中居首位 , 直到年第一 台国产 电动高温闸阀 开发试制成功 , 此类阀门才 有了继高温平板闸阀 之后 的另一种选择 。 也正 因为 电动高温 闸阀的研 制成功 , 为催化裂化装置烟机人口阀门的选用 , 开 辟了新 的途径 。 那么 , 同是高温 闸阀有何差 异呢就此作以 下分析 。 主要性能的比较 由表可知 , 两种高温闸阀功能相同但性能 不同 。 主要区别 电动 闸 阀设计温度高于平板闸阀 , 耐高 温性能提高 , 与近些年催化裂化装置操作温度 的 提高相符合 。 除个别型号 的平板 闸阀公称直径与流通 直径一致外 , 大部分并不 一 致 , 存在 “ 缩径
4、”问题 , 也就是说无论平板 闸阀公 称直径多大 , 实际流通 直径最大为 。 虽 然 这种 闸 阀基本上满 足 了以往 中 、小 规模装置 的生产需求 , 但不能满足催 化裂化装置大型化 的要求 , 这种 “ 瓶颈 ”现象 , 造成 了流通直径不能与同样处于烟机人口位置的高温 调节蝶 阀合理匹配 , 影 响了烟机的回收功率 。 电 动 闸阀的公称直径 和流通直径一致 , 解决了影 响 烟机回收效率的 “ 瓶颈 ”问题 , 使 高温 闸 阀大型化 制造成为可能 。 平板 闸阀配用 活塞式手动机构 , 电磁 阀 控制 , 双螺杆手 动机构 。 电动 闸阀配用 的电动装 置 , 采用系列 阀门专用
5、驱动设备 , 手 动部分 集成其中 , 具有多回转 、抗 冲击 、力矩 大等特点 , 适 合高温 、 高速 、 防爆 、 短 时工作的环境 。 其碟型弹 簧组件可吸收高达的冲击力 , 有效地 防止了 阀门卡死 。 当阀门开关阻力矩过大时 , 转矩 开关 动作可停止 阀门工作 , 用以保护 电机和阀门 。 两种 闸阀阀体结构比较 高温平板闸阀 平板闸阀阀体部分的结构见 图 。 阀体工 、 阀体均为奥 氏体不锈钢铸件 , 阀体 工坐在阀体上 , 阀体内无衬里 , 与管道采用法兰 连接 。 两密封 圈各镶嵌于阀体 、 阀体的环形 凹槽内 , 中间夹一块 阀板 , 密封圈和阀板形成密封 收稿日期 一
6、一 。 作者简介 黄军本 一 , 男 , 年毕业于抚顺 石油学 院化工设备与机械专业 , 获工学学士学位 。 毕业后 一直在兰 州石油化工公司机械厂从事催化裂化装置特殊阀门的设计 制造工作 , 助理工程师 。 发表论文篇 。 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http:/ 石油化工设 备技术 年 付 。 上 、 下阀盖也 为奥 氏体不锈钢铸件 , 以方法兰 形式和阀体连 接 , 两法兰之 间垫有金 属包 石棉 垫片 。 阀板是一块平板 , 采用耐高温 、耐 冲蚀
7、的材 料精加工而成 , 阀板下半部有一直径与流通直径 相同的通 孔 , 阀板沿阀体上的导轨做上 、 下移 动 , 实现阀门的开关 。 阀杆 为高温合金锻件 , 通过 阀板接头和阀板相连 。 衰两种闸门性能比较 阀阀体类型型气动高温平板闸阁阁电动高温闸阅阅 型型号号一一 设设计压力 设设计温度 设设计最大压差 工工作介质质含徽最催化剂的的含徽贡催化荆的的 高高高温烟气气高温烟气气 全全开压降 阀阀门通径范围 控控制方式式气动十手动动电动十手动动 填料函阀板阀体密封圈阀板 上阀盖阀体下阀盖 图高温平板闸阀阀体剖面结构示意 上阀盖上设有笋的吹 扫口 , 可在 开 阀 或关阀过程中 , 及时将流人阀体
8、的粉尘 吹扫至下 阀盖底部 , 从下阀盖底部的蒸汽出口排出 , 使烟气 无法流人阀体 。 电动高温闸阀 电动高温闸阀阀体部分的组成见 图 。 图电动高温 闸阀阀体剖面结构示意 阀体 、 阀盖均 为大型厚 壁奥氏体不锈钢板组 焊结构 , 阀体内部无衬里 , 与管道采用焊接连接 。 阀体上设有导轨蒸汽 吹扫口 、 密封蒸汽人 口及其 排凝口 , 阀盖和填料函合为一体 , 也设有蒸汽吹扫 口 。 阀体和阀盖采用方法兰连接 , 唇型密封 。 阀座圈和两条 “ , 形 导轨 均为不锈钢 锻 件 , 在易受磨损 、 冲蚀部分 , 大面积堆焊高温硬质合 金 。 阀座圈用高温螺栓固定在 阀体上 , 两条 “
9、, 形导轨用高温合金螺栓 固定在 阀座 圈上 , 并设计 成 , 的斜度 。 阀体材质为奥 氏体不锈钢铸件 , 球形头盖单 面密封平板 式结构 , 两侧耳板 也设计有 与 “ , 形 导轨相一致 的斜度 , 当阀门关闭时 , 有一定的楔紧 作用 。 在阀板密封面和两侧耳板上 , 均堆焊高温 硬质合金 , 增强耐磨损 、耐冲蚀 的能力。 密封结构 比较 阁板的密封 高温闸阀是切断型阀门 , 正常工作时全开 , 停 工或事故状态时关闭 , 切 断烟气人口通道 , 保证事 故状态下烟机 一主风 机机组 不受损坏 。 故闸阀是 否能切断通道内烟气 , 阀板密封是关键 。 高温平板闸阀 高温平板闸 阀采
10、用 双 面软密封结构 , 如 图 所示 。 阀板与石墨密封圈在一 定比压下形 成 密封付 , 密封比压可通过阀体 、 阀体之间 的连接螺栓上垫片的厚度来调节 。 每一台阀的比 压值在工厂装配时已完成 精细调整 , 用户在检修 和使用过程 中不可随意加厚或减薄垫片 。 这种软密封结构对阀板 的加工精度要求高 , 平面度要求 , 平行度要求 。 , 对阀 板 、 密封圈的装配也要经过精密测量 和计算 。 在 使用过程中 , 密封圈上的石墨容易被烟气吹掉 , 造 成密封面间产生间隙 , 失去密封作用 。 故在运行 过程中 , 应按设计要求每年在检修时更换一次密 封圈 。 而事实上 , 许多使用厂家在
11、检修过程中都 做不到拆卸检修 , 一用就是几年 , 使阀板在事故状 态下关不到位或关闭后仍有大量泄漏 。 电动高温闸阀 电动高温闸阀采用单面硬密封 、 蒸汽辅助密 封 , 即采用球形头盖式 阀板和特殊的单面密封平 板结构 , 如图所示 。 阀板和 阀座 圈密封面均 为环形密封圈 , 且堆焊了高温硬质合金 , 并进行了 精加工 , 使与阀座圈 密 封面装配间隙小于 。 在阀板与阀座圈的密封面上均设有环 形槽 , 在阀关闭时两环形槽对应组成密封腔 , 阀座 圈上设有个均布的蒸汽注人孔与环形槽相通 , 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publi
12、shing House. All rights reserved. http:/ 第卷第期 黄军本等催化裂化装置用两种高温闸阀性能及结构比较 将大约 、表压 为的蒸汽 , 从注人孔 进人环形槽 , 使蒸汽在密封腔 内形成阻尼环 , 可有 效地阻止烟气泄漏 , 起 到辅助密封 的作用 。 高温硬阀座圈蒸汽入孔 密封圈 高温平板闸阀 电动高温闸阀 图阀板的密封 阀体与 阀盖连接处的密封 高温平板 闸阀 阀体坐在阀体上 , 结合面上衬有 缠绕式 垫片 , 上 、 下 阀盖与 阀体工以方法兰形式连接 , 如 图所示 。 其 间垫有金属包石棉垫 片 , 这 三处 密封均是靠垫片在螺栓预紧力作用下实现 的
13、阁 。 但在工作状态 下 , 法兰螺栓 常因阀体温度 过 高引起膨胀 , 致使个别螺栓发生塑性变形 温度降 低 时 , 螺栓预紧力低 于密封所需 的预紧力时 , 出现 泄漏现象 。 电动高温 闸阀只有阀盖 与阀体方法兰之 间一处存在泄漏点 , 但此 处 的密封形式 打破了以 往采用垫片密封的惯例 , 而设计使用了唇型密封 , 实现了此 处 零 泄漏 。 如图所示 , 在阀体 、 阀 盖两方法兰上 的两 唇 型垫 片 间垫有石墨垫 片 , 且 在装配时将唇型垫片周边焊死 , 然后做试漏 , 检查 唇型密封效果 。 阀盖垫片阀体阀盖焊点阀体 、 凶凶 资资 石墨垫片唇型垫片 这种结构操作简单 ,
14、密封性 能 良好 , 在各种阀门中 被广泛应用 。 当阀门工作时 , 遇有介 质从填料压 盖处泄漏 , 可 以通过拧紧填料压盖上的螺母 , 压紧 填料压盖 , 达到填料密封 。 电动高温 闸阀 电动高温闸阀 阀杆 密封结构 , 采用先进 的串 联填料密封结构见 图 , 外侧工作填 料为柔性 石墨 , 内侧 备 用 填料为 油浸 石棉盘 根 , 中间有 隔 环 , 设有 阀杆 吹扫口和液体填料注人 口 。 正常时 备用填料松套在阀杆上不起作用 , 当泄漏需更换 外侧工作填料时 , 从注人口注人液体填料 , 并将备 用填料压紧 , 即可方便安全地更换外侧工作填料 。 这种密封结构设计优于高温平板闸
15、阀 。 运行与检修比较 高温平板 闸阀 按照设计要求 , 高温平板 闸阀在装置大检修 中 , 两个密封圈 、 金属 包石棉垫 片 、 缠绕式垫片都 是易损件 , 需要每年更换一次 , 特别是密封圈的更 换需在制造厂的指 导下进行 。 如长期不检修 , 会 造成阀板损伤 、 卡死 , 甚至会造成装 置事故停工 。 电动高温闸阀 电动高温 闸阀阀盖与阀体方法兰连接处采用 唇型密封 , 不存在 泄漏问题 。 阀板密封采用单面 硬密封 、蒸 汽辅助密封 , 且密封面上堆焊有高温硬 质合金 , 大 大提高了密封面耐冲蚀 、 耐磨损的能 力 , 故可长周期运行而不需要检修 , 降低了检修成 本 。 与高温
16、平板闸阀相比 , 优势显而易见 。 结束语 两种高温 闸阀优缺点的综合比较 高温平板 闸阀价格便宜 , 但设计结构较 为落后 、 易损件多 、泄漏 点多 、检修麻烦、使用周 期 短 、 流通直径小 , 不能满足催化裂化装置大型化的 要求 电动高温闸阀虽然价格较高 , 但性能好 、 使用周期长 、维 修成本低 。 板阀 立 习 、 体外一夕勺气一 司勺一一一 、 高温平板闸阀 电动高温闸阀 图阀体与阀盖连接处 的密封 阀杆密封结构特点 高温平板闸阀 高温平板闸阀 阀杆密封 , 采用 开式填料 结构 密封见图 , 填料函的最 内侧装有 填料垫 , 外侧 装有组 柔 性 石墨填料 , 然 后 由填料
17、压 盖 压 紧 。 参考文献 杨源泉阀门设计手册仁 北 京机械工业 出版社 , 陆培文实用阀门设计手册 北京 机械工业出版 社 , 化学工程手册编辑委员会颗粒及颗粒系统 北 京 化学工业出版社 , 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http:/ 一 , 夕 、 。 , 协 夕 , 二 一 一 一 一 , 一 , ” , 一 一 二 一 , 一 一 , , , , , , 一 一 一 一 , , 一 , , 一 , , , 艺 少 , , , 记 一 , , 斑艺 , , , , , , , , , 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http:/ 一 血钟份 ,挂 乏 入 , , , 一 , , 艺、 二 夕。艺观乞 乞乞夕 夕夕 , , , , , , 一 夕 , 一 , , 一一 , , , 艺少 少 , , , , , , , 一 , , , , , , , , 晚 少乞 勺 , , , , , , , , ,今万冻 臼 多 公秘 匆 今给 ,泳,忿 豆 表电 法 口 刁 象 甲 矢盗
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