进口三偏心蝶阀在煤化工的应用

�� � � � 三偏心蝶阀的发展、特点及应用 韩 � 军 (中国石化齐鲁分公司物资装备中心,山东淄博, 255400) 摘要 � 简介三偏心蝶阀的发展演变过程,重点介绍了三偏心蝶阀的结构特点及其在石化行业的应用情况。 关键词 � 蝶阀 � 三偏心 � 特点 � 应用 中图分类号: TQ055�8� � 文献标识码: B� � 文章编号: 1009- 9859 ( 2010) 03- 0205- 03 � � 蝶阀结构简单、体积小、质量轻, 仅由少数几 个部件组成,操作简单,其结构原理适合制作大口 径阀门,同时具有良好的流量控制特性,因此在石 油化工、冶金炼钢、水处理、电力等行业中得到了 广泛的应用。目前广泛使用的三偏心蝶阀, 其蝶 板的密封断面不再是圆形,而是椭圆,其密封面形 状不对称。由于三偏心蝶阀创新的结构特性, 在 各种工艺管线上,不论是开关阀还是调节阀,只要 选型得当,都可以放心地使用, 且成本低廉。 1� 三偏心蝶阀的发展 早期的蝶阀因不能耐高温高压且泄漏量大, 使其应用范围受到很大的限制。为满足各种工况 要求, 蝶阀先后经历了从同心向单偏心、双偏心和 三偏心的演变。 同心蝶阀的结构特征为阀杆轴心、蝶板中心、 本体中心在同一位置上,结构简单,制造方便。缺 点是蝶板与阀座始终处于挤压、刮擦状态, 阻距 大,磨损快。为解决同心蝶阀的蝶板与阀座的挤 压问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 ,由此产生了单偏心蝶阀,其结构特征为阀 杆轴心偏离了蝶板中心, 从而使蝶板上下端不再 成为回转轴心,分散、减轻了蝶板上下端与阀座的 过度挤压。但由于单偏心构造在阀门的整个开关 过程中只是一定程度上减轻而并未消除蝶板与阀 座的刮擦现象, 在应用范围上和同心蝶阀大同小 异,因此采用不多。 在单偏心蝶阀的基础上进一步改良成型的就 是目前应用比较广泛的双偏心蝶阀。其结构特征 为阀杆轴心既偏离蝶板中心, 也偏离阀门本体中 心。 双偏心的效果使阀门被开启后蝶板能迅即脱 离阀座,大幅度地消除蝶板与阀座的不必要的过 度挤压、刮擦现象,减轻了开启阻距,降低了磨损, 延长了阀座寿命。刮擦的大幅度降低,同时还使 得双偏心蝶阀也可采用金属阀座, 提高了蝶阀在 高温领域的应用。但因其密封原理属位置密封构 造,即蝶板与阀座的密封面为线接触,通过蝶板挤 压阀座所造成的弹性变形产生密封效果, 故对关 闭位置要求很高 (特别是金属阀座 ) , 承压能力 低,这就是为什么传统上人们认为蝶阀不耐高压, 泄漏量大的原因。 要耐高温,必须使用硬密封, 但泄漏量大; 要 零泄漏,必须使用软密封, 却不耐高温。为克服双 偏心蝶阀这一矛盾,又对蝶阀进行了第三次偏心。 如图 1所示。 图 1� 三偏心蝶阀结构示意 收稿日期: 2010- 04- 19;修回日期: 2010- 05- 18。 作者简介:韩 � 军 ( 1970- ) ,男, 工程师。 1992年毕业于山 东大学计算机系计算机应用专业,现在中国石化齐鲁分公司 物资装备中心电气仪表部工作。 E - m a i:l QLWZH J@ YEAH�NET,电话: 13869367491。 工业技术 � � � � � � � � � � � � 齐鲁石油化工 , 2 010, 38 ( 3 ) : 20 5 ~ 20 7Q ILU� PETROCH EM ICAL� TECHNOLOGY 206���� � � � 如图 1所示,其结构特征是阀板形状为椭圆 形锥体,在双偏心的阀杆轴心位置偏心的同时,使 蝶板密封面的圆锥型轴线偏斜于本体圆柱轴线。 也就是说,三偏心蝶板的密封断面不再是圆形,而 是椭圆,其密封面形状不对称, 一边倾斜于本体中 心线, 另一边则平行于本体中心线。三偏心的最 大特点就是从根本上改变了密封构造,不再是位 置密封,而是扭力密封,即不是依靠阀座的弹性变 形,而是完全依靠阀座的接触面压来达到密封效 果。如图 2所示。 图 2� 三偏心蝶阀密封形状示意 2� 三偏心蝶阀的特点 三偏心蝶阀属于旋转阀, 其三偏心都放在了 阀板上。在阀门制作过程中, 阀板的外边缘采用 部分外球面结构 (见图 2) , 外偏心球面经抛光处 理达到粗糙度 R a 0�4, 球面镀铬或堆焊司太莱合 金,硬度达 HRC 45~ 60。三偏心碟阀耐压最高达 到 26MPa,耐温低至 - 196 � 、高达 700 � , 密封 达到零泄漏。可见正是由于三偏心蝶阀创新的结 构特性使其具有了如下主要特点。 ( 1)集调节切断于一身,操控性强。 新型三偏心蝶阀设计上采用双重安全构造, 为防止因受流体压力、温度的影响而引起的蝶板 变形、阀杆错位、密封面咬合, 在蝶板上下侧分别 装有两个各自独立的止推环, 从而保证了阀门在 任何工况下的正常工作;为防止阀杆破损、飞出而 造成突发事故, 在阀门下端内外两处设计了各自 独立的阀杆飞出防止机构。 ( 2)无死区设计,开启力矩小。 三偏心蝶阀阀板形状为椭圆形锥体, 其表面 堆焊硬质合金, 耐磨性极好, 浮动式 U型不锈钢 阀座具有自动调整中心的功能。当阀门打开时, 椭圆形圆锥体密封面阀板先脱离 U形弹性阀座, 然后再旋转;关闭时阀板旋转, 在偏心轴的作用下 阀板向弹性阀座进行自动调整中心,对阀座施压 使阀座变形直到阀座与阀板椭圆形圆锥密封面紧 密吻合。做到了阀门开关时蝶板不刮擦阀座, 阀 杆的扭矩通过蝶板直接传递至密封面,开启力矩 小,从而杜绝了打开阀门时常见的跳跃现象,即根 除了死区 (不感带 )。这种无死区设计使三偏心 蝶阀几乎可以从 0开度开始即进入可调控区域, 直至 90开度, 其调控比最高可高达 100�1以上, 为一般蝶阀的 2倍。 ( 3)零泄漏, 耐高温高压。 三偏心的最大特点就是从根本上改变了密封 构造, 不再是位置密封, 而是扭力密封, 即不是依 靠阀座的弹性变形,而是完全依靠阀座的接触面 压来达到密封效果。这种密封结构使三偏心蝶阀 可以做到硬密封 V I级, 达到真正的零泄露。同 时,由于金属阀座的选用和面密封的结构特性,耐 高温高压的问题也迎刃而解。 此外,三偏心蝶阀由于采用了本体阀座构造, 使阀门结构更加紧凑,并且减少了阀座直接接触 介质的机会,降低了阀座受冲蚀的程度,还可有效 地防止介质中的微小固形物的影响和热膨胀所可 能引起的密封面咬合,从而延长了阀座的使用寿 命。 新型三偏心蝶阀不但本体阀座可以更换, 而 且蝶板密封面与蝶板是独立的, 蝶板密封面可也 可以更换,使维修成本大大降低。 3� 三偏心阀在石油化工装置中的应用 在大口径管线上, 使用截止阀的成本非常高 且无法实现零泄漏,在需要紧急关断的工况中,必 须在截止阀的旁侧加装切断阀。虽然 V型球阀 也可以实现切断 (零泄露 )和调节, 但成本也要远 远高于三偏心蝶阀。目前, 一般在 DN300 mm以 上蝶阀已逐渐代替了闸阀。蝶阀与闸阀相比具有 开闭时间短、操作力矩小、安装空间小和质量轻的 特点。以 DN1 000mm为例,蝶阀约 2 ,t而闸阀约 3�5 ,t且蝶阀易与各种驱动装置组合,有良好的耐 久性和可靠性。正因为三偏心蝶阀与截止阀、球 阀、闸阀相比具有显著的优点, 因此在石油化工行 业的许多场合,三偏心蝶阀都得到了成功的应用。 � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 齐 � 鲁 � 石 � 油 � 化 � 工 � � � � � � � � � � � � � � � � � 第 38卷 207���� � � � ( 1) 三偏心蝶阀集调节与切断 (实现零泄 漏 )于一身, 在聚乙烯装置中已有成功的典型应 用。聚乙烯装置的反应器冷却水温度调节回路是 该装置最重要的组成部分, 温度调节回路是否能 平稳运行直接决定了整套聚乙烯装置能否安全平 稳运行。调温水管线为大口径 ( DN450 mm 以 上 ) ,正常工况条件下, 三偏心蝶阀因其很高的调 控比, 作为调节阀使用,比普通调节阀更加稳定可 靠,当联锁发生时,三偏心蝶阀还可以起到切断作 用,并且完全切断 (零泄漏 )。从实际应用情况来 看,不但节约了投资成本, 而且控制的特别稳定。 ( 2)乙烯装置裂解炉出口的清焦阀是石油化 工行业中使用条件比较苛刻的一种阀,工艺介质 中的碳颗粒可能积聚在阀门的密封面上引起密封 面咬合而使阀门不能正常开关, 甚至缩短阀门的 使用寿命。与其它类型的阀门相比,三偏心蝶阀 以其独特的结构特点成为最理想的选择。 ( 3)各炼油厂催化裂化装置烟气轮机的入口 管线的切断和调节,由于工艺管线口径很大,工艺 介质为高温烟气 (高达 750 � ), 使用阀门主要采 用三偏心蝶阀, 国内装置的阀门尺寸最大已经达 到 DN1 800mm,配备液压执行机构关闭时间小于 0�5 s;其它如主风机入口出口管道和放空阀, 气 压机入口、出口管道, 去火炬放空阀, 油浆泵出入 口,各种高中低压蒸汽管线的调节和切断等也大 量选用三偏心蝶阀。液化石油气非常容易泄漏, 既要满足大的流通能力又要避免泄漏,在其储罐 进出口主管线上使用三偏心蝶阀更加可靠。此 外,在硫磺回收装置中, 需要熔融状态输送的液 硫,目前均选用带蒸汽夹套的三偏心蝶阀。 4� 结束语 通过以上蝶阀的演变过程及结构特点可见, 三偏心蝶阀作为阀门最新科技的结晶,扬各种阀 门之长、避各种阀门之短, 已受到广大用户和设计 人员的重视并得到广泛的应用。 DEVELOPMENT, CHARACTERISTIC AND APPLICATION OF TRIPLE ECCENTRIC BUTTERFLY BAMPER Han Jun (M a terial& E quipm ent C enter of Q ilu Branch Co�, SINOPEC, Z ibo, Shandong, 255400) Abstract� Th is paper introduced the developm ent& evolvem ent course of triple eccentric butterfly bamper, and furthermore h ighligh ted structure features of the trip le eccentric butterfly bam per and its application in petrochem ical industry� Key words� butterfly bamper, triple eccentric, characteristic, application 欢迎订阅 2011年 �齐鲁石油化工 � �齐鲁石油化工�是由中国石化集团齐鲁石油化工公司主管、中国石化股份公司齐鲁分公司研究院 主办的技术类科技期刊,国内外公开发行, 1973年创刊。国内统一连续出版物号 CN 37- 1142 /TE, 国 际标准刊号 ISSN 1009- 9859。广告经营许可证号 3703034090006。本刊曾多次荣获山东省及中国石化 总公司期刊评比三等奖。 1996年加入清华大学及中国石化总公司的 �中国学术期刊光盘版�; 2001年 进入 �中国期刊方阵�期刊并荣获 �山东省十佳科技期刊�称号; 2002年 �齐鲁石油化工�荣获第五届全 国石油和化工行业优秀科技期刊一等奖并荣获 �山东省十佳科技期刊�称号。 主要报道内容:石油炼制、石油化工、合成氨与尿素、氯碱、合成橡胶、合成树脂及加工应用、精细化 工、机械与设备等。 本刊主要栏目:科学研究与技术开发、工业生产与技术进步、专论与综述、机械设备及仪表自动化、 环境保护、分析测试及信息技术等。 �齐鲁石油化工�为季刊,大 16开,单价 10�00元 /本, 全年定价 40�00元。需订阅的单位和个人可 在半导体杂志社举办的�联合目录�订单上订阅,并可全年随时向本编辑部索取订单。国外读者可通过 中国图书进出口 (集团 )总公司 (北京市 88信箱,邮编 100020)订阅, 邮发代号 9859Q。 编辑部通讯地址:山东省淄博市 129信箱�齐鲁石油化工�编辑部 联系电话: 0533- 7582615 7582530� 传真: 0533- 7582615� 邮编: 255400 E- ma i:l r iqpc@ sina� com � 第 3期 � � � � � � � � � � � � � 韩 � 军 �三偏心蝶阀的发展、特点及应用 � � � � � � � � � � � � � � �