單水冷式超高溫蝶閥

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D941W單水冷式超高溫蝶閥簡介：

本發(fā)明具體涉及高溫閥門技術領域，具體涉及一種具有水冷結構的超高溫蝶閥。用于催化裂化裝置能量煙氣回收系統(tǒng), 裝置的正常操作溫度680 ℃, 允許連續(xù)使用溫度720 ℃, 超溫800 ℃, 輸送含有催化劑顆粒的再生煙氣介質。由于介質對閥門沖刷強烈, 為防止閥體壁厚因沖刷減薄而失效, 閥體內大面積堆焊硬質合金, 閥體極易產生變形和開裂,堆焊難度較大。因為系統(tǒng)溫度較高, 金屬材料在高溫中機械性能急劇下降, 閥門應選用耐高溫材料。為防止閥門泄漏超標, 引起系統(tǒng)煙機不能正常停車, 從而造成重大事故, 對閥門密封結構及其零件的加工精度要求較高。閥體由鋼板和鍛件法蘭焊接而成。閥桿為整體鍛件結構, 由外部軸承座支撐,并通過二端銷連接帶動閥瓣轉動。2 個半圓閥座前后錯開, 與閥瓣呈對稱式分布, 結合對稱式流線形結構的閥瓣, 使閥門具有良好的流通性能。3 組填料密封, 外加密封劑和吹掃二道輔助密封組成了高可靠性閥桿填料密封系統(tǒng)。本系列高溫蝶閥廣泛應用于冶金，化工，建材，電站等行業(yè)中的超高溫氣體管道中，作為高溫氣體介質調節(jié)或切斷；與各種電，電動執(zhí)行器配套使用組成不同性能的閥門，可實現遠距離控制和自動調節(jié)和切斷。

背景技術：
流量調節(jié)蝶閥俗稱煙氣旁通閥、煙氣切斷閥等，在冶金、鋼鐵、石油化工、電力、環(huán)保、熱風爐系統(tǒng)等行業(yè)得到廣泛應用。其密封性能是有國家標準的，例如，泄漏率需要符合國家標準，所適用的介質是熱空氣、煙氣；使用溫度小于等于450°C。流量調節(jié)蝶閥的結構簡單、體積小、質量輕、操作便捷，且具有良好的流量調節(jié)功能，是工程管路系統(tǒng)中的主要執(zhí)行元件。但現有的流量調節(jié)蝶閥無法應用于高溫環(huán)境。現有的流量調節(jié)蝶閥在高溫環(huán)境下使用時且閥體內部容易與閥板通過高溫膨脹而卡死，造成產品損壞和頻繁更換。

結構特點：

本系列高溫蝶閥采用優(yōu)質碳素鋼襯耐火材料，閥板內腔通水冷卻，具有耗水量少，

耐溫高，使用壽命長，操作維修方便，轉動靈活等特

技術實現要素：
為了解決現有技術的缺陷及不足。本發(fā)明提供了一種具有水冷結構的超高溫蝶閥，通過蝶閥內閥體水冷卻機構和蝶板水冷卻機構，達到對閥體內和蝶板上水冷降溫的功能，達到防止閥體內部容易與閥板通過高溫膨脹而卡死的現象的發(fā)生。
本發(fā)明采用的技術解決方案是：一種具有水冷結構的超高溫蝶閥，包括閥體，所述的閥體內設有閥桿，所述的閥桿上還設有蝶板，所述的閥桿上端還連接有操作機構，所述的閥體內壁內還設有閥體冷卻水流道，所述的閥體上設有閥體冷卻水進口與閥體冷卻水出口，所述的閥體冷卻水進口和閥體冷卻水出口與閥體冷卻水流道連通，所述的閥體冷卻水進口和閥體冷卻水出口與閥體冷卻水流道之間形成閥體水冷卻機構，所述的超高溫蝶閥內還設有蝶板水冷卻機構，所述的蝶板水冷卻機構由蝶板內的蝶板冷卻水流道和閥桿兩端的蝶板冷卻水進口和蝶板冷卻水出口組成。
所述的閥桿包括上閥桿與下閥桿，所述的蝶板冷卻水進口位于上閥桿的頂部，所述的蝶板冷卻水出口位于下閥桿的底部。
所述的上閥桿與下閥桿內設有與蝶板冷卻水進口和蝶板冷卻水出口連通的閥桿冷卻水流道，所述的閥桿冷卻水流道與蝶板內的蝶板冷卻水流道連通。
所述的蝶板冷卻水流道包括蝶板內圈弧形的內流道和位于內流道外側弧形的外流道以及內流道和外流道之間的引流流道，所述的引流流道分為上引流流道和下引流流道，所述的上引流流道和下引流流道上分別設有進水口和出水口，所述的進水口和出水口分別對應與上閥桿與下閥桿內的蝶板冷卻水進口和蝶板冷卻水出口連通。
所述的閥桿與蝶板的連接處設有閥桿連接塊，所述的蝶板與閥桿的連接處還設有蝶板連接塊，所述的蝶板與閥桿通過閥桿連接塊和蝶板連接塊固定連接，所述的閥桿連接塊和蝶板連接塊內均設有連接塊流道，所述的連接塊流道與閥桿冷卻水流道和蝶板冷卻水流道連通。
所述的閥桿連接塊與閥桿的連接處和蝶板連接塊與閥桿連接塊的連接處上均設有纏繞密封墊片。
所述的閥桿連接塊與閥桿之間通過平鍵和螺釘連接，蝶板連接塊與閥桿連接塊之間通過第二螺釘和定位銷連接。
所述的閥體的內流道上和蝶板的外表面上均設有耐磨隔熱襯里。

主要性能規(guī)范：

電動裝置主要參數：

零件材質：

超高溫蝶閥s用于催化裂化裝置能量煙氣回收系統(tǒng), 裝置的正常操作溫度680 ℃, 允許高連續(xù)使用溫度720 ℃, 高超溫800 ℃, 輸送含有催化劑顆粒的再生煙氣介質。由于介質對閥門沖刷強烈, 為防止閥體壁厚因沖刷減薄而失效, 閥體內大面積堆焊硬質合金, 閥體極易產生變形和開裂,堆焊難度較大。因為系統(tǒng)溫度較高, 金屬材料在高溫中機械性能急劇下降, 閥門應選用耐高溫材料。為防止閥門泄漏超標, 引起系統(tǒng)煙機不能正常停車, 從而造成重大事故, 對閥門密封結構及其零件的加工精度要求較高。閥體由鋼板和鍛件法蘭焊接而成。閥桿為整體鍛件結構, 由外部軸承座支撐,并通過二端銷連接帶動閥瓣轉動。2 個半圓閥座前后錯開, 與閥瓣呈對稱式分布, 結合對稱式流線形結構的閥瓣, 使閥門具有良好的流通性能。3 組填料密封, 外加密封劑和吹掃二道輔助密封組成了高可靠性閥桿填料密封系統(tǒng)（圖1） 。

超高溫蝶閥為了滿足高溫的要求，必需要滿足以下幾方面的要求：

1、閥體材料　閥門設計執(zhí)行標準為ASMEB16134 。按該標準中的壓力- 溫度表計算得到的閥門常溫下的壓力等級數, 就是設計基準, 并以此來計算小壁厚。在設計過程中, 閥體材料也選ASME B16134 標準規(guī)定的材料, 并且材料的適用溫度高于閥門工況高溫度。經過查閱了大量國內外類似工況的閥門設備材料使用情況, 結合對高溫材料的使用經驗, 選擇了性價比較高的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, 則超出閥門結構要求, 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, 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, 符合閥門結構要求, 因此閥桿材料選用lnconel X - 750 。

3、閥體小壁厚計算是為了保證閥門的壓力邊界完整。小壁厚采用規(guī)則法計算, 計算標準按 ASME B16134 , 在選擇壓力- 溫度額定值時, 有2種磅級選擇法。一種是選擇標準磅級, 計算得到小壁厚比較大, 比較安全。另一種是選擇特殊磅級, 計算得到壁厚比標準磅級小, 但無損檢測要求較嚴。根據高溫工況的設計經驗, 選擇了這二種磅級的組合形式, 即在計算小壁厚的壓力-溫度額定值時, 選用標準磅級, 而閥體的無損檢測要求按特殊磅級。 閥門泄漏率要求為大流量的0167 % , 當泄漏超標就會引起系統(tǒng)煙機不能正常停車, 從而造成重大事故。普通煙氣蝶閥閥體通道內沒有閥座, 閥瓣僅起調節(jié)煙氣介質流量的作用, 不起密封作用（圖2） 。根據性能要求, 大口徑高溫蝶閥設有閥瓣和閥座密封副, 對閥門的流通性能、密封可靠性和啟閉力矩3 個方面進行了設計研究。首先按常規(guī)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, 但經過計算, 力矩也在可以接受的范圍之內。此結構的缺點是流通性能差, 不能滿足全開截面積的設計要求。經過反復設計、修改和計算, 完成了對開式閥座密封副設計（圖4） , 該閥座是2個半圓閥座, 它們前后錯開與閥瓣呈對稱式分布,使得閥瓣能夠設計成對稱式流線形結構, 使閥門具有良好的流通性能, 從而滿足了全開截面積要求和全開Cv 值要求。由于閥瓣結構對稱, 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, 就能有效控制泄漏率在合格范圍之內。

4、超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 后質量減輕1 %。溫度越高, 質量減輕得越多, 氧化現象越嚴重。柔性石墨填料高使用溫度為650 ℃, 且僅用于非氧化介質。考慮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 ℃。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 構的設計等問題, 并通過試驗選取了超高溫填料,為石化行業(yè)催化裂化裝置系統(tǒng)用閥門的設計和制造

D941W單水冷式超高溫蝶閥冷卻水進出水管連接尺寸表：

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明提供了一種具有水冷結構的超高溫蝶閥，通過在閥體的內流道上和蝶板的外表面上均設置耐磨隔熱襯里，配合閥體內設置的閥體冷卻水流道以及通過閥桿進水和出水的蝶板水冷卻機構，實現對閥體內部和蝶板內的水冷降溫，降溫后的閥體內部不易于閥板由于高溫膨脹而卡死，保護了產品，增加了產品的耐用性能。
以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，本發(fā)明的保護范圍并不僅局限于上述實施例，凡屬于本發(fā)明思路下的技術方案均屬于本發(fā)明的保護范圍。應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。

安裝使用及配套說明

冷卻水為0.3MPA軟化水，水溫≤30℃，冷卻水消耗量為（0.01～0.03）DNm3/h..

1， 用戶在進出口處的兩個流量調節(jié)閥進行調節(jié)進口處的進水量，使出口處水溫≤60～80℃，并調節(jié)出口的水流速大于進口處的流速，同時在閥門使用前確保閥板內腔注滿水。

2， 確保冷卻水足夠循環(huán)，當流量開關報警時必須及時處理。

3， 當手動操作時，不得在手輪上再增加輔助杠桿，手輪順時針旋轉為閥開，反之為閥關。

4， 本閥可不平或垂直安裝，但閥軸應處于水平位置，非水平安裝請注明夾角，本閥可按使用要求設計制造，電動裝置不允許做起吊用，并嚴禁碰撞。

5， 確保進出水管道系統(tǒng)暢通，同時出水管應高出閥門位置。

6， 電動執(zhí)行機構技術參數及原理接線圖請參閱電動執(zhí)行機構說明書。

需附件請注明（伺服放大器，電動操作器，控制箱，配法蘭等）  

訂貨須知：

一、①產品名稱與型號②口徑③是否帶附件以便我們的為您正確選型④使用壓力⑤使用介質的溫度。
二、若已經由設計單位選定公司型號，請型號直接向我司銷售部訂購。

三、當使用的場合非常重要或環(huán)境比較復雜時,請您盡量提供設計圖紙和詳細參數，由我們的閥門公司專家為您審核把關。產品所屬蝶閥選型，感謝您訪問我們申弘閥門的如有任何疑問.您可以致電給我們,我們一定會盡心盡力為您提供優(yōu)質的服務。如需要了解更多其它減壓閥類產品的信息可以點擊減壓閥查看。