1、閥體材料

水冷(leng)式高(gao)(gao)溫(wen)蝶閥(fa)設計(ji)執行標準為(wei)ASMEB16134 。按該標準中的(de)壓力(li)- 溫(wen)度(du)表(biao)計(ji)算得到的(de)水冷(leng)式高(gao)(gao)溫(wen)蝶閥(fa)常溫(wen)下的(de)壓力(li)等級數, 就是設計(ji)基準, 并以(yi)此來計(ji)算z小(xiao)壁(bi)厚。在設計(ji)過程中, 閥(fa)體(ti)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)也選ASME B16134 標準規定的(de)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao), 并且材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)的(de)適用(yong)溫(wen)度(du)高(gao)(gao)于(yu)水冷(leng)式高(gao)(gao)溫(wen)蝶閥(fa)工(gong)況(kuang)(kuang)z高(gao)(gao)溫(wen)度(du)。經(jing)過查閱了大量(liang)國內外類似工(gong)況(kuang)(kuang)的(de)水冷(leng)式高(gao)(gao)溫(wen)蝶閥(fa)設備材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)使用(yong)情況(kuang)(kuang), 結合對高(gao)(gao)溫(wen)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)的(de)使用(yong)經(jing)驗(yan), 選擇(ze)了性價比較高(gao)(gao)的(de)304H 作為(wei)閥(fa)體(ti)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)。此材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)可減小(xiao)蠕(ru)變對材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)的(de)影響。

2、閥桿材料

根據高溫強度估算, 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, 則超出水冷式高溫蝶閥結(jie)構要求, 因此(ci)奧氏體鋼不適宜做(zuo)閥桿材料。lnconel X - 750 在704 ℃的高溫(wen)工(gong)況時, 強(qiang)度降低4113 % , 但強(qiang)度值還很大(表1) 。根據屈服強(qiang)度,并考慮持(chi)久強(qiang)度計算得到的閥桿直徑, 符合水(shui)冷(leng)式高溫(wen)蝶閥結(jie)構要求, 因此(ci)閥桿材料選用lnconel X - 750 。

3、閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)體(ti)z小(xiao)壁厚(hou)(hou)計(ji)(ji)(ji)算是(shi)為了(le)保證水冷式(shi)(shi)高溫(wen)(wen)蝶(die)(die)(die)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)的(de)(de)壓力(li)邊界(jie)完整。z小(xiao)壁厚(hou)(hou)采用規則(ze)法(fa)計(ji)(ji)(ji)算, 計(ji)(ji)(ji)算標(biao)準(zhun)按(an)(an) ASME B16134 , 在(zai)選(xuan)擇壓力(li)- 溫(wen)(wen)度(du)(du)額定(ding)值(zhi)(zhi)時(shi)(shi), 有2種(zhong)磅(bang)級(ji)(ji)(ji)選(xuan)擇法(fa)。一種(zhong)是(shi)選(xuan)擇標(biao)準(zhun)磅(bang)級(ji)(ji)(ji), 計(ji)(ji)(ji)算得(de)到的(de)(de)z小(xiao)壁厚(hou)(hou)比較(jiao)大(da), 比較(jiao)安全(quan)(quan)。另一種(zhong)是(shi)選(xuan)擇特殊磅(bang)級(ji)(ji)(ji), 計(ji)(ji)(ji)算得(de)到的(de)(de)z小(xiao)壁厚(hou)(hou)比標(biao)準(zhun)磅(bang)級(ji)(ji)(ji)小(xiao), 但(dan)(dan)無(wu)損檢測(ce)要(yao)(yao)求(qiu)較(jiao)嚴。根據高溫(wen)(wen)工況的(de)(de)設(she)計(ji)(ji)(ji)經(jing)驗, 選(xuan)擇了(le)這二種(zhong)磅(bang)級(ji)(ji)(ji)的(de)(de)組合(he)形(xing)(xing)式(shi)(shi), 即在(zai)計(ji)(ji)(ji)算z小(xiao)壁厚(hou)(hou)的(de)(de)壓力(li)-溫(wen)(wen)度(du)(du)額定(ding)值(zhi)(zhi)時(shi)(shi), 選(xuan)用標(biao)準(zhun)磅(bang)級(ji)(ji)(ji), 而(er)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)體(ti)的(de)(de)無(wu)損檢測(ce)要(yao)(yao)求(qiu)按(an)(an)特殊磅(bang)級(ji)(ji)(ji)。 水冷式(shi)(shi)高溫(wen)(wen)蝶(die)(die)(die)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)泄(xie)漏(lou)率(lv)要(yao)(yao)求(qiu)為z大(da)流(liu)量的(de)(de)0167 % , 當泄(xie)漏(lou)超標(biao)就(jiu)會引起(qi)系統煙(yan)機不能(neng)(neng)正常(chang)停車(che), 從而(er)造成(cheng)重大(da)事故。普通(tong)(tong)煙(yan)氣蝶(die)(die)(die)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)體(ti)通(tong)(tong)道內沒有閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)座(zuo)(zuo)(zuo), 閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)瓣(ban)(ban)僅起(qi)調節(jie)煙(yan)氣介質流(liu)量的(de)(de)作用, 不起(qi)密(mi)(mi)封作用(圖2) 。根據性(xing)(xing)能(neng)(neng)要(yao)(yao)求(qiu), 大(da)口徑水冷式(shi)(shi)高溫(wen)(wen)蝶(die)(die)(die)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)設(she)有閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)瓣(ban)(ban)和(he)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)座(zuo)(zuo)(zuo)密(mi)(mi)封副, 對(dui)水冷式(shi)(shi)高溫(wen)(wen)蝶(die)(die)(die)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)的(de)(de)流(liu)通(tong)(tong)性(xing)(xing)能(neng)(neng)、密(mi)(mi)封可(ke)靠(kao)性(xing)(xing)和(he)啟閉力(li)矩3 個(ge)方面(mian)進行(xing)了(le)設(she)計(ji)(ji)(ji)研(yan)究(jiu)。首先按(an)(an)常(chang)規蝶(die)(die)(die)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)設(she)計(ji)(ji)(ji)了(le)密(mi)(mi)封副(圖3) , 此形(xing)(xing)式(shi)(shi)密(mi)(mi)封可(ke)靠(kao), 雖(sui)然(ran)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)瓣(ban)(ban)旋(xuan)轉中心與密(mi)(mi)封面(mian)存在(zai)偏心力(li)矩, 使啟閉力(li)矩增大(da), 但(dan)(dan)經(jing)過(guo)計(ji)(ji)(ji)算, 力(li)矩也在(zai)可(ke)以接受(shou)的(de)(de)范圍(wei)之(zhi)內。此結(jie)構(gou)的(de)(de)缺點是(shi)流(liu)通(tong)(tong)性(xing)(xing)能(neng)(neng)差, 不能(neng)(neng)滿(man)足(zu)(zu)全(quan)(quan)開截面(mian)積的(de)(de)設(she)計(ji)(ji)(ji)要(yao)(yao)求(qiu)。經(jing)過(guo)反復設(she)計(ji)(ji)(ji)、修改和(he)計(ji)(ji)(ji)算, 完成(cheng)了(le)對(dui)開式(shi)(shi)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)座(zuo)(zuo)(zuo)密(mi)(mi)封副設(she)計(ji)(ji)(ji)(圖4) , 該閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)座(zuo)(zuo)(zuo)是(shi)2個(ge)半圓閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)座(zuo)(zuo)(zuo), 它們(men)前后(hou)錯(cuo)開與閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)瓣(ban)(ban)呈對(dui)稱式(shi)(shi)分布,使得(de)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)瓣(ban)(ban)能(neng)(neng)夠設(she)計(ji)(ji)(ji)成(cheng)對(dui)稱式(shi)(shi)流(liu)線型結(jie)構(gou), 使水冷式(shi)(shi)高溫(wen)(wen)蝶(die)(die)(die)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)具(ju)有良好的(de)(de)流(liu)通(tong)(tong)性(xing)(xing)能(neng)(neng), 從而(er)滿(man)足(zu)(zu)了(le)全(quan)(quan)開截面(mian)積要(yao)(yao)求(qiu)和(he)全(quan)(quan)開Cv 值(zhi)(zhi)要(yao)(yao)求(qiu)。由于(yu)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)瓣(ban)(ban)結(jie)構(gou)對(dui)稱, 所以啟閉力(li)矩較(jiao)小(xiao)。雖(sui)然(ran)其密(mi)(mi)封面(mian)某一處可(ke)能(neng)(neng)有泄(xie)漏(lou)現象, 但(dan)(dan)只要(yao)(yao)合(he)理控(kong)(kong)制閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)瓣(ban)(ban)和(he)閥(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)(fa)座(zuo)(zuo)(zuo)的(de)(de)尺寸精度(du)(du)、形(xing)(xing)位公差和(he)二者之(zhi)間的(de)(de)裝配誤差, 就(jiu)能(neng)(neng)有xiao控(kong)(kong)制泄(xie)漏(lou)率(lv)在(zai)合(he)格范圍(wei)之(zhi)內。

4、高(gao)溫填(tian)料(liao)(liao)(liao)(liao)填(tian)料(liao)(liao)(liao)(liao)選用(yong)(yong)柔(rou)性石(shi)墨。其在(zai)空(kong)氣(qi)中氧(yang)化溫度(du)(du)為(wei)450 ℃, 并在(zai)此溫度(du)(du)下每24h 后質(zhi)量(liang)減(jian)輕(qing)1 %。溫度(du)(du)越(yue)高(gao), 質(zhi)量(liang)減(jian)輕(qing)得越(yue)多, 氧(yang)化現象越(yue)嚴重。柔(rou)性石(shi)墨填(tian)料(liao)(liao)(liao)(liao)z高(gao)使用(yong)(yong)溫度(du)(du)為(wei)650 ℃, 且僅用(yong)(yong)于非(fei)氧(yang)化介質(zhi)。考慮到填(tian)料(liao)(liao)(liao)(liao)在(zai)填(tian)料(liao)(liao)(liao)(liao)函(han)內處于壓(ya)緊密(mi)封(feng)狀(zhuang)態(tai),只有一部分與空(kong)氣(qi)接觸, 有資料(liao)(liao)(liao)(liao)介紹處于這(zhe)種狀(zhuang)態(tai)的(de)填(tian)料(liao)(liao)(liao)(liao)使用(yong)(yong)溫度(du)(du)可達(da)816 ℃。

水冷式高溫(wen)(wen)蝶閥(fa)的(de)研制, 主(zhu)要是解決閥(fa)體(ti)主(zhu)體(ti)材料的(de)選用、蝶閥(fa)密(mi)封副結構及閥(fa)桿密(mi)封結 構的(de)設計等問題, 并通過試驗選取(qu)了超高溫(wen)(wen)填料,為石化(hua)行(xing)業催(cui)化(hua)裂化(hua)裝置系統用水冷式高溫(wen)(wen)蝶閥(fa)的(de)設計和制造。