干煤粉气化工艺中应用大量的介质为气固两相流的阀门。其中,有些使用工况比较恶劣,压差有时能达SMPa,气体夹带着煤粉,以超高流速流经阀门,对阀门结构及阀内件材料的耐冲刷性提出了更高的要求。国内众多煤化工企业中使用的高压差气固两相流阀门均存在阀门易密封失效、内件更换频繁的共性问题,导致煤化工企业因此频繁停车,给企业带来了较大的损失,增加了企业对设备的维护成本,也成为影响煤化工企业长周期运行的一道瓶颈。 本文从阀门的结构和内件耐磨材料的选择两方面入手,为解决高压差气固两相流调节阀密封易失效、阀门使用寿命短等问题,设计出双阀芯、双密封面调节阀。 1 阀门工艺特点 2 结构特点 ![]() 图1 双阀芯双密封面调节阀 2.1双阀芯双密封面结构 ![]() 图2 双阀芯结构 图3 阀芯锁止机构结构图
图4 阀芯锁止机构局部视图 主阀芯(3a)的下端为锥面,副阀芯(3b)的下端为平面,阀座上设有与之相对应的锥面和平面,从而形成2对密封副。当锥面相接触时构成第一密封副,形成锥面密封;当切换到平面相接触时形成第二密封副,形成平面密封(如图5)。
图5 双密封面结构示意图 由于介质为高压差气固两相流,对内件的冲刷非常严重,双密封面结构相较于单密封面结构阀门寿命可增加倍以上,当一个密封副失效后,可切换到另一密封副。两个密封副均失效后才需要对阀门进行维修,有效地延长了阀门的使用寿命。 2.2 可实现破坏转移的双阀芯 2.3具有精确调节功能的双阀芯 由于阀门通过可移动阀芯的移动来改变固定阀芯中节流孔的流通面积,从而实现对流量的调节。固定阀芯上设置自上而下的由大及小的流量孔,大流量时通过大、小孔共同调节,微调时靠最小孔调节,以达到精确调节的目的。 3 使用效果 该结构阀门在国内干煤粉气化工艺的煤化工企业中大量应用,与国内外同类产品相比阀门的使用寿命增加近3倍;阀门的调节精度更高,可靠性更好,使用效果良好,为企业节约了大量的设备维护费用。4结语 (1)双阀芯结构中可移动阀芯负责密封和流量调节,固定阀芯配合可移动阀芯进行流量调节。密封面与节流面分 离式结构设计有效减缓阀门因密封破坏而引起的失效,极大地提高了阀门的可靠性。 (3)大流量时依靠大小流量孔共同调节,阀门的流通能力更大;小流量时依靠小孔来调节,阀门的调节精度更高。 双阀芯、双密封面调节阀的成功应用极大地减少了企业对该设备的维护成本,彻底解决了该类阀门密封易失效、阀门使用寿命短等问题。该问题的解决有利于企业减少设备维护成本的投入;有利于企业降低能耗;有利于煤化工企业长周期运行问题的解决,为国内煤化工企业的发展做出了贡献。 |