水冷式高溫蝶閥為了滿(mǎn)足高溫的要求必需要滿(mǎn)足4個(gè)方面

1、閥體材料

水冷式高溫蝶閥設計執行標準為ASMEB16134 。按該標準中的壓力- 溫度表計算得到的水冷式高溫蝶閥常溫下的壓力等級數, 就是設計基準, 并以此來(lái)計算z小壁厚。在設計過(guò)程中, 閥體材料也選ASME B16134 標準規定的材料, 并且材料的適用溫度高于水冷式高溫蝶閥工況z高溫度。經(jīng)過(guò)查閱了大量國內外類(lèi)似工況的水冷式高溫蝶閥設備材料使用情況, 結合對高溫材料的使用經(jīng)驗, 選擇了性?xún)r(jià)比較高的304H 作為閥體材料。此材料可減小蠕變對材料的影響。

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構要求, 因此奧氏體鋼不適宜做閥桿材料。lnconel X - 750 在704 ℃的高溫工況時(shí), 強度降低4113 % , 但強度值還很大(表1) 。根據屈服強度,并考慮持久強度計算得到的閥桿直徑, 符合水冷式高溫蝶閥結構要求, 因此閥桿材料選用lnconel X - 750 。

3、閥體z小壁厚計算是為了保證水冷式高溫蝶閥的壓力邊界完整。z小壁厚采用規則法計算, 計算標準按 ASME B16134 , 在選擇壓力- 溫度額定值時(shí), 有2種磅級選擇法。一種是選擇標準磅級, 計算得到的z小壁厚比較大, 比較安全。另一種是選擇特殊磅級, 計算得到的z小壁厚比標準磅級小, 但無(wú)損檢測要求較嚴。根據高溫工況的設計經(jīng)驗, 選擇了這二種磅級的組合形式, 即在計算z小壁厚的壓力-溫度額定值時(shí), 選用標準磅級, 而閥體的無(wú)損檢測要求按特殊磅級。 水冷式高溫蝶閥泄漏率要求為z大流量的0167 % , 當泄漏超標就會(huì )引起系統煙機不能正常停車(chē), 從而造成重大事故。普通煙氣蝶閥閥體通道內沒(méi)有閥座, 閥瓣僅起調節煙氣介質(zhì)流量的作用, 不起密封作用(圖2) 。根據性能要求, 大口徑水冷式高溫蝶閥設有閥瓣和閥座密封副, 對水冷式高溫蝶閥的流通性能、密封可靠性和啟閉力矩3 個(gè)方面進(jìn)行了設計研究。首先按常規蝶閥設計了密封副(圖3) , 此形式密封可靠, 雖然閥瓣旋轉中心與密封面存在偏心力矩, 使啟閉力矩增大, 但經(jīng)過(guò)計算, 力矩也在可以接受的范圍之內。此結構的缺點(diǎn)是流通性能差, 不能滿(mǎn)足全開(kāi)截面積的設計要求。經(jīng)過(guò)反復設計、修改和計算, 完成了對開(kāi)式閥座密封副設計(圖4) , 該閥座是2個(gè)半圓閥座, 它們前后錯開(kāi)與閥瓣呈對稱(chēng)式分布,使得閥瓣能夠設計成對稱(chēng)式流線(xiàn)型結構, 使水冷式高溫蝶閥具有良好的流通性能, 從而滿(mǎn)足了全開(kāi)截面積要求和全開(kāi)Cv 值要求。由于閥瓣結構對稱(chēng), 所以啟閉力矩較小。雖然其密封面某一處可能有泄漏現象, 但只要合理控制閥瓣和閥座的尺寸精度、形位公差和二者之間的裝配誤差, 就能有xiao控制泄漏率在合格范圍之內。

4、高溫填料填料選用柔性石墨。其在空氣中氧化溫度為450 ℃, 并在此溫度下每24h 后質(zhì)量減輕1 %。溫度越高, 質(zhì)量減輕得越多, 氧化現象越嚴重。柔性石墨填料z高使用溫度為650 ℃, 且僅用于非氧化介質(zhì)?？紤]到填料在填料函內處于壓緊密封狀態(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816 ℃。

水冷式高溫蝶閥的研制, 主要是解決閥體主體材料的選用、蝶閥密封副結構及閥桿密封結 構的設計等問(wèn)題, 并通過(guò)試驗選取了超高溫填料,為石化行業(yè)催化裂化裝置系統用水冷式高溫蝶閥的設計和制造。