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1、3 6 阀 门 2 0 0 1 年第 4 期 文章编号 :1 0 0 2 5 0 5 5 c 2 0 0 1 1 0 4 0 0 3 6 0 2 流态催化裂解工 艺用三偏心蝶阀 韩杰 ,陶 立巨 大连 耐 酸泵 厂 辽宁大 连1 1 6 0 2 2 摘要概 述 j商 用的流 态催化 裂解( F CC )I 艺过程。 分析 了三偏0 蝶 阀 阀轴 和蝶 板 特 性 。 介 绍 j ADAMS专 利 产 品 斜 置 锥 形 闽 座 密 封 系 统 的优 点 , 以 及 三 偏 0 蝶 闷 在 FCC 中 的应 用 关 键词F C C;三 偏 心 ;蝶 阀 中 图 分类号 :T E9 6 9 0 3
2、 文 献 标识 码 :A The t r i pl e of f s e t bu t t e r f l y v a l v eS ap pl i c a t i o n i n FCC t e c hni c a l pr o c e s s HAN J i e TAO L i g u o ( D a l i m l Ac i d P r o o f P u mp P l a n t D a l i a n 1 1 6 0 2 2 C h i n a ) Ab s t r a c t : Thi s a r t de d e s c r i b e s t he t r i p l e o
3、 f f s e t b u t t e r f l y v a l v es a p p l l c a b l e Fl u i d Ca t a l y t i c Cr a c k i n g S y s t e ms t e c h n i c a l p roc e s s ( F CC t e c h n i c a l p r o c e s s );Th e s p e c i a l d e s i g n o f t h e t r i p l e o ff s e t v a l v e s h a f t d i s c f o r t h e b u t t e r
4、 f l y v a l v e a n d ADAMS i n v e n t e d t h e t r i p l e e c c e n t r i c i n c l i n e d c o n i c a l me t al s e a l i n g s y s t e m a n d t h e t r i p l e o f f s e t b u t t e r f l y v a l v e s a pp l i c a t i o n i n F CC t e c hn i c a l pr o c e s s K e y wo r d s: FCC ; t he t
5、r i p l e of f s e t ; bu t t e r f l y v a l ve 1 流态 催化裂解工 艺 在商用 的流态催化裂 解 ( F C C)工 艺 过程 中,石油初级产 品可转换成 高商 用价值 的石化 产品 如 轻 油、汽 油 和 各 类 燃 油 等 。 F C C装 置主要 由反应皿 和再生 装置 构成 。原料 的裂解 在流 态环 境 和具 有 催 化 剂参 与 的反 应 皿 中 进 行。在反应器 中生成 的气态 产物 被输送到裂 解 器。催化荆 的再 生反应发 生于再 生器。在再 生 器中,催化剂表 面粘 附的焦状物 被燃烧 掉 , 由 此生成 的烟 气被 输送
6、 到 分 离 器。在 分离 器 中 催化剂被分离 出来 。 从 分 离 器 出 来 的 烟 气 压 力 为 0 2 0 0 3 5 MP a( 3 05 0 p s i g ) ,温 度 为 6 5 0 7 5 0 ( 1 2 0 0 1 4 0 0 F) 。烟 气 中含 有 催 化 剂 细 微 颗 粒 ,其数量与分 离器 的设计 有关 。它的存在给 烟气传输 管线 中的部件 带来不 可避免 的侵 蚀和 磨损 ,其 磨损速率 同催 化剂粉尘 含量有关 。 对于 F c c , 在 几 乎 所 用 的 烟 气 传 输 管 线 中均装有 热量 回收装置 ,或是 热交 换器 ,或是 一 氧化碳 燃
7、烧锅 炉 。在 一氧 化 碳燃 烧锅 炉 中 , 一 氧 化碳 被燃烧 掉而形成 对大气 无害 的二氧化 碳 。燃烧 后 的烟 气压 力通 过 降压 容器 降压 ,并 通过压 力控制 阀。烟 气排 放到大 气之前 还要 经过静 电沉淀器 过湿式 降尘装置 ,以使其满 足 所规定 的废气 排放 标准 。 装备 完善 的烟气传 输系统 中配 有动 能回收 装置 。在此 烟 气被 引人烟机 以使烟气 中含 有 的动 能获得 回收 。烟 气离开烟 机后便丧 失其 几乎 所 有 的 压 力, 其 温 度 降 低 1 5 0 2 0 0 E ( 2 7 0 3 6 0 F) , 即 从 6 5 0 7 5
8、 0 降 至 5 0 0 怍者简介 :韩杰( 1 4 一) 男辽宁新盒人助理工程师,扶事石油化工慌程泵及管线方面的研究。 维普资讯 http:/ VALVE DESIGN QQ:40444436 VALVE DESIGN QQ群号:40444436 2 0 0 1 年第 4 期 阀 门 6 0 0 。为 了更 充分 地 利用 烟 气 中 的热 能 ,通 过烟机 的烟气 被输送到 热交换 器或一氧化 碳锅 炉 ,用 来产生蒸 汽 。 2 三偏心蝶 阀性能 用 于烟机控 制的 阀 门,其工 艺状况极 为苛 刻 。因为该 阀门既要受 高温和磨损 侵 蚀作用 又要在 任何 时刻 都 能 满足快 速 关
9、 断 开启 的 紧 急操 作要求 。该 阀门还 必须使用寿 命长 ,因为 阀门 的可靠性 有 利 于 F C C工 艺生 产及 保 护 烟 机 安全 。 三 偏心蝶 阀采用 了 AD AMS ( 德 国 )专 利 产 品,即金属硬 密封系统 和维护要求极 低 的密 封 圈,使其在任 何复杂和 苛刻 的工况条 件 ,以 及频 繁操作的场 合均可保 持较高使用寿 命和 密 封性 能 ,具有 广泛的适用 性。 3 三偏心蝶 阀设计 3 1 特殊结 构 三 偏 心 蝶 阎 独 特 的 阀 轴 蝶 板 设 置 和 A DAMS专利 斜置 锥形 阀座 密封 系统 ,可 避免 蝶板的振颤 防止蝶板 与 阀座
10、 在关 闭和 开 启过程 中相互卡 挤,解 决了 ( 催化剂颗粒 )对 密封面 的磨损和 温度剧烈 波动等 问题 。 针对 F C C工艺 过 程 的苛 刻 工 况 ,三 偏 心 蝶阀通常 采 用 AS T M BI 6 3或相 应等 级 的高 镍合金材 料制造 。阀体部分 可采用 锻、焊 或铸 造等 方 式 综 合 加 工 成 型 。 蝶 板 则 是 采 用 AS T M 1 3 6 3 7或相应等 级材料 的镍一 铬合 金钢 , 结 构上 采用 了通轴( 贯通左 一右 阀之耳 轴 )设 计,且 阎轴和蝶板之 间采用 花键加定位 健的连 接 方式 ,从而保证 了零 件 的紧 固连接和不 可松
11、 动性。 阀轴通过 左 右两 个定 位轴套定位 ,并在 其轴 向留有空隙 ,以平 衡温 度变 化带来 的热膨 胀 。ADAMS独特 的轴 向左 右均衡 式 的蝶板 中 心定位方 式对零 部 件的加工 技术 和精度要 求较 高。为 了提 高防催 化剂 的 i 中刷性 能 。蝶板 、密 封圈 以及 阎体 有关 部位均进行表 面超硬镀 层处 理 。在轴 套以及 与 轴套相连 的轴表面则加 连 续爆炸喷涂 表面硬 化涂 层处理 技术 。为 了防止 催 化剂 微粒 进 入 轴 套 在 轴径 两 端 开 有 吹 风 孔,轴端 亦可 以通过特 定 的润滑 剂注入孔 进行 定期润滑 ,润 滑 剂是 一 种 w
12、 基 膏状 物 ,在 注 入 轴 套与轴之 间的孔 隙后, 其载体 受高温 而蒸 发并在 其间 留下均匀 的润滑膜 。轴 向密封则采 用 石墨盘 根块 阀 门的设计采用 保守的高 安全 系统准则 ,并根 据各 项标准和规 范。 阀体 与管 道 的连接 方式 即可 是双 法兰连接 ,也可 蹦是 焊 接连接 。 3 2密封结 构 三偏 心斜 置 锥形基座 密封系统 的设 计特点 为 轴与 阀体 中心线偏 心。轴与 蝶板 平面相 对 偏心 ,蝶板 相 对阎体斜 置。轴 与圆锥形密 封基 座 中心 线 相 对 偏 心 ( 图 1 ) 。该 密 封结 构 使蝶板 3 6 0 。 圆周 面上 可保 证 各
13、 点 的 密封 正 压 力 金 属 密封 圈无须 自身变形 即可 获得零 泄露 的密封效果 。 I I 图 1三偏 心蝶 阀 在蝶 板 3 6 0 圆周 密 封 面 上 最 低 压 力 角 大 于 由蝶 板一基 座材料所决 定的摩擦 角, 因此 杜 绝 了相互 摩擦 和卡死 。因温度变 化而出现热 胀 冷缩时 ,蝶板一 基座之 间通 过 “ 渐进式” 自补 偿 来 保持 始 终 不变 的密 封效 果及 操作 灵 活性 。 优 化设计 使 阀门开 、闭时蝶板一 基座之 间不产 生平面 的相对 宏观摩擦 运动, 因此 保证 了高寿 命 ,高操 作灵 活性和在频 繁开 、闭时的零泄 露 密封效果 。
14、 4 三 偏心蝶 阀的应 用 4 1 烟机入 口蝶 阀 通常 条件 下烟机入 口控制 阎的作用是 调 节 和保证 再生皿 中的压 力平衡 。除此之处 ,该 阀 还 应 在 1 2 s 内迅 速关 断 ( 从 任何 开 启 位 置 f 转 第 s页 】 维普资讯 http:/ VALVE DESIGN QQ:40444436 VALVE DESIGN QQ群号:40444436 8 闽 门 2 0 0 1 年第 4 期 表 2 零 件 计算 值 零件 计算值 许用值 要求 阀 体壁厚 m m 密封面上总作用力, N 密封面计算比压 MP a 阿扦最大辅旬力 阿杆压应力 MP s 阿# F 扭应力
15、, 胁 关翱时合成应力 MP a 阿杆拉应力 MP a 关闭时扭应力 MP a 开启时合成应力 MP a 阿扦头部剪应力I MP a 关闭时总扭矩, N- m =2 5 0 口 口 MP =2 5 5 6 y 3 7 5 6 f =2 2 2 =3 5 2 6 =3 3 “ r N =2 2 2 =3 5 2 6 r =2 0 2 4 r r 啊 o L r N r r r 小管道系 统压力 的问题 ,而将 阀的通道 设计 成 直 流型 ,致 使阀杆 与管 道 在 同 一方 向成 4 5 。 夹 角 。此结构 不便于远 距离 自动控制 传动装置 的 设计 和安 装。 左 右 阀体 连 接 螺
16、栓 固结 构 限 制 ,给高压 阀门的设计造 成 了困难 。若只考虑 用加 大螺 栓 直径的方法 ,而 不设法寻 求高强度 螺栓 材料 ,势必使得此种 阀门过于笨 重,且造 成各 部分 结构 在外 观上不 协调 。 由于结 构长 度 较 大,开 闭力较 大 , 目前 只能限制 在公 称压 力 6 4 MP a ( 4 0 0 L b) , 公 称 通 径 3 5 0 mm ( 1 4英 寸 )以 内。 参考文献 1 拓源泉阀门设计手册 M 北 京:机械工业 出版 社 1 9 9 2 ( 收稿 日期 :2 0 0 1 0 5 0 8 ) t t t t j 血j j k j t t aa - k
17、 _ 业 t j j 川 k 血j 矗 k j k k k 血 血 ( 上接 第 3 7页 ) 计 算 ) ,这种动 作一般 发 生在烟 机失 载的瞬 间, 以此 来保 护烟机 的安 全。 烟机 入 口蝶 阀通 常为 电一液控 制执行装 置 或 气动执 行 装 置 ,其 动 作 由 F CC工 艺 装 置控 制系统发 出的 电信号控 制 。即烟机转 速控制 系 统发 出关 闭信号,其接 收信号和 阀门动作则是 阀门执行 装置控制系统 中通过改变 电磁 阀的状 态完 成 。 4 2 主 旁路 阀 在正常工 况条 件下 ,主旁路 阀处 于关断状 态 ,当烟机失 载或入 口熠机 阀紧急关 断时,主
18、旁路 阀应在 1 2 s内打 开。2阀的 配置 应 保证 其 同时 的连 锁 动作 , 只有 这 样 才 能 保证 F C C 工艺过 程免受 不 良影响 。 主旁路 阀一般 采 用 电一液控 制 执 行装 置 。 对 于烟 机入 口关断 阀和 主旁路 阀来说 ,其 液压 控 制站 即可 以是分 离的 ,也可 以两者共 用,主 旁路 阀除调 节流量 功能外 ,还要 求在收到 烟机 转速控 制系统发 出的信号后 ,通 过 电磁 阀保证 迅 速 打 开 。 4 3小旁路 阀 在 F C C装 置 正 常运 转 时 ,小 旁 路 阀 处于 关断状 态 。该 阀通 过调 节 方式( 不 经 常 开 启
19、) 使 过 压 泄 入 旁 路从 而达 到 防 止 烟 机 超速 的 目 的 。 小旁路 阀 由电一液装 置 ( 标 准 )或 气动装 置控制 。液压动 能可 以是分 离 的或 由中心液压 站提供 。该 阀的 电一 液控 制执行 装置 通过 主工 艺控制 系统 接受 的信号 完 成。 当从 主工艺控 制 系统接 收到 一个信号 时 ,小旁路 阀亦 可从 任何 一 个开 启位 置迅速关 断 。 5 结语 多年使 用证 明,三 偏 心蝶 阀可以代替 闸阀 或球 阀等类 型的 阀门,成 为各 类需要 金属 密封 的高温 、高 压截止 、限流 、止 回和调 节 阀的最 佳选 择 。 参考文献 1 Al f r e d B a u we r k e r A DAMS Va l v e ADAMS A RMA TURF ( 收稿 日期 :2 0 01 0 4 0 2 ) 一 维普资讯 http:/ VALVE DESIGN QQ:40444436 VALVE DESIGN QQ群号:40444436
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