空分阀门.doc

特大型空分三偏心金属硬密封蝶阀应用1 引言冶金、化工及煤化工等行业的快速发展,在要求空分设备向更大型化方向发展的同时,也对配套设备的技术发展提出了新的要求。随着国内空分设备规模不断大型化,对配套的调节阀也不断提出新的技术要求:阀门口径从中***向大口径发展;同时,由于大型空分设备内压缩流程的发展,低温阀门及氧管道用阀门由低压向中高压发展,对密封性能的要求也在逐渐提高。目前,大型空分设备关键位置的阀门大都依赖进口,进口阀门价格偏高,是国产大型空分设备参与国际市场竞争的制约条件之一。可见,国内企业开发研制出适合空分设备新工艺流程的阀门已迫在眉睫。杭州杭氧工装泵阀有限公司(以下简称:杭氧工装)作为国内低温阀门的专业生产厂家,根据自身的生产设备制造能力和原有产品的基础,研制了大型空分设备的部分配套阀门,为大型空分设备配套阀门国产化打下了基础。2 三偏心金属硬密封蝶阀三偏心蝶阀是蝶阀史上一次较大的技术革新,以其独特的结构和优越的性能被广泛应用在石油化工等工艺设备中。目前,三偏心蝶阀在国内大型空分设备上的使用还是处于起步阶段,并且大都依赖进口。杭氧工装经过几年的努力,开发了三偏心硬密封蝶阀,其主要技术参数:口径DN100~DN600mm、压力PN6~PN63MPa、温度-196℃~200℃。 三偏心蝶阀的结构及原理蝶阀的三偏心结构密封副形式为圆锥斜切锥面形。其蝶板为圆锥斜切而得,结构设计原理如图1所示。圆锥半锥角为β,3个偏心分别为:蝶板回心面偏心a、蝶板回转中心相对于流道中心的径向偏心e以及圆锥轴线相对于流道中心线的角度偏心γ。通常蝶阀为单偏心或双偏心结构,单偏心结构是设计时将对称轴中的阀门轴中心线偏离密封面中心线;双偏心结构是设计时将单偏心结构中的阀门轴中心线再偏离阀体中心线。三偏心是在双偏心的基础上增加了第三个偏心———斜锥。这一独特的偏心组合不仅利用了原有的凸轮效应,而且由于蝶板密封面转动时其运动轨迹的切线与阀座密封面形成一定的角度,使得蝶阀启闭时蝶板密封面相对阀座密封面渐出脱离和渐入压紧,从而完全消除了90°的密封效果;阀门的接触角大于锁定锥度范围,从几何形状上排除了卡死的可能性,从而确保阀门开关所需扭矩在阀门使用年限内不会产生很大的变化。图1 空分设备配套用三偏心硬密封蝶阀特点通用的三偏心蝶阀已在国内大量生产,但三偏心蝶阀现有技术中,三偏心硬密封蝶阀所使用的密封圈大多采用多层软硬叠片结构形式,它存在以下缺点:①当阀门在打开状态时,介质对其密封面形成正面冲刷,金属片夹层中的软密封带受冲刷后,容易损坏并直接影响密封性能;②频繁启闭会导致软密封部分先损坏,密封失效,使用寿命不长;③超低温下软密封容易变形,夹层之间线胀系数不一,使密封容易失效。所以,多层软硬叠片式密封圈中的软夹层不能用于超低温(-196℃)和压力(压差)较高场合,不能适应频繁启闭的切换场合。空分设备配套用三偏心蝶阀利用三偏心原理设计,采用金属硬密封结构,阀座采用堆焊司太莱合金,密封圈采用整体双相不锈钢材料。在结构上,阀杆与阀体之间还设置有导向衬套,阀杆的下部设置有无油润滑平面轴承,用来减少转动时的摩擦力。在阀杆底部还设有防吹出装置。 分子筛纯化系统切换阀国外公司设计制造的空分设备,其分子筛纯化系统切换阀采